水電站引水隧洞小斷面長距離施工的通風(fēng)技術(shù)

【摘要】在地下工程施工建設(shè)中，對于小斷面長距離引水隧洞的施工通風(fēng)作業(yè)，因其較高的技術(shù)要求與施工難度，一直是困擾各施工單位的重要作業(yè)難題。伴隨工程技術(shù)的進(jìn)步與施工設(shè)施的優(yōu)化，施工單位也開始尋找行之有效的小斷面長距離引水隧洞的施工通風(fēng)技術(shù)，以解決相應(yīng)的工程通風(fēng)問題，提升整個(gè)隧洞工程的建設(shè)效率與安全。文章以某引水式水電站工程項(xiàng)目為切入點(diǎn)，就施工通風(fēng)技術(shù)的作業(yè)難點(diǎn)，以及具體的通風(fēng)方案設(shè)計(jì)，做了細(xì)致的探討研究，期望為各小斷面長距離類型引水隧洞施工通風(fēng)的有效實(shí)施，提供有益的參考和幫助。

【關(guān)鍵詞】引水隧洞；小斷面；長距離；施工通風(fēng)技術(shù)

前言

在地下工程施工建設(shè)中，對于小斷面長距離引水隧洞的施工通風(fēng)作業(yè)，因其較高的技術(shù)要求與施工難度，一直是困擾各施工單位的重要作業(yè)難題。伴隨工程技術(shù)的進(jìn)步與施工設(shè)施的優(yōu)化，施工單位也開始尋找行之有效的小斷面長距離引水隧洞的施工通風(fēng)技術(shù)，以解決相應(yīng)的工程通風(fēng)問題，提升整個(gè)隧洞工程的建設(shè)效率與安全。因此本文以某一具體引水隧洞工程為示例，對其工程中隧洞施工通風(fēng)技術(shù)的方案設(shè)計(jì)、實(shí)施方法與改進(jìn)要點(diǎn)做逐一地闡述研究。

1、實(shí)例簡介

某水電站為引水式開發(fā)，如何通過提高引用水保證率進(jìn)而提升機(jī)組運(yùn)行發(fā)電效益是項(xiàng)目建設(shè)者的重要關(guān)注點(diǎn)。在工程建設(shè)的過程中，引水隧洞可以說發(fā)揮著至關(guān)重要的主導(dǎo)功效。該工程項(xiàng)目引水隧洞總長12840m，單向進(jìn)尺最長達(dá)2291m，，通過鉆爆法對整個(gè)斷面進(jìn)行施工作業(yè)，經(jīng)過施工期檢驗(yàn)，通風(fēng)作業(yè)順利有效。

2、通風(fēng)之技術(shù)難點(diǎn)

（1）整個(gè)主洞斷面為圓形斷面，從設(shè)計(jì)到開挖都比較小，開挖洞徑5.94m，支洞開挖斷面為城門洞形5m×5.5m。工程隧洞出渣采用側(cè)傾裝載機(jī)裝渣，5t自卸汽車運(yùn)輸至渣場，作業(yè)面清理采用人工配合反鏟進(jìn)行施工。再加之其它設(shè)施的存在，整個(gè)隧洞基本上沒有太多剩余空間，造成風(fēng)機(jī)以及通風(fēng)筒在尺寸層面上受到了相當(dāng)大的限制，這也直接的制約了通風(fēng)量；（2）單口通風(fēng)因?yàn)榫嚯x比較長，對應(yīng)的掘進(jìn)速度就要求比較高，在時(shí)間上受到了較大的限制，故而在技術(shù)層面難度比較大。

3、確定通風(fēng)方案

3.1計(jì)算選擇風(fēng)機(jī)

先計(jì)算通風(fēng)量，考慮的具體通風(fēng)方式為壓入式，且巷道掘進(jìn)距離比較長，炮煙經(jīng)過稀釋，達(dá)到安全狀況的時(shí)候，這個(gè)情況就必須要被考慮到具體的計(jì)算中，借助于對系統(tǒng)動(dòng)靜壓的精確計(jì)算，選擇供風(fēng)風(fēng)壓對應(yīng)的具體標(biāo)準(zhǔn)，最終選擇合適規(guī)格的風(fēng)機(jī)用于施工。

3.2通風(fēng)方案選定的必須依據(jù)

（1）本工程地下洞室洞身較長、埋藏深、通風(fēng)排煙問題突出。應(yīng)根據(jù)地下洞室的位置、開挖掌子面的分布及開挖斷面布置通風(fēng)機(jī)。根據(jù)本工程的通風(fēng)特性，本工程供風(fēng)采用集中供風(fēng)，在施工支洞進(jìn)口布置一個(gè)供風(fēng)站，向支洞內(nèi)主洞上下游工作面供風(fēng)。通風(fēng)筒架設(shè)在洞頂，通風(fēng)管接至距開挖掌字面約30m處，將新鮮空氣送入洞內(nèi)，以改善施工環(huán)境。（2）所有階段，進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計(jì)的時(shí)候，選擇的通風(fēng)方式為管道壓入式，對于確有必要的地方，增設(shè)局扇。（3）對于長距離的管洞，選擇的通風(fēng)方法為直徑比較大的風(fēng)筒，因?yàn)樵诳臻g方面受到了限制，所以風(fēng)筒的規(guī)格最高不能夠超過800mm，較小的風(fēng)筒直徑帶來的結(jié)果就是通風(fēng)系統(tǒng)面臨的風(fēng)阻比較大，有鑒于此，無論是在漏風(fēng)率，還是風(fēng)阻層面上，對于風(fēng)筒都有很嚴(yán)的要求，這些要求的嚴(yán)格保證是通風(fēng)效果可以得到很好地實(shí)現(xiàn)的基礎(chǔ)。（4）風(fēng)筒在超過2000m長的時(shí)候，1臺(tái)風(fēng)機(jī)根本不能夠滿足施工的對應(yīng)要求，這種情況下，就需借助多臺(tái)風(fēng)機(jī)進(jìn)行串聯(lián)作業(yè)，將問題解決。（5）確定通風(fēng)布局分階段開展通風(fēng)策劃作業(yè)以期實(shí)現(xiàn)工程的目的，其主要包括以下的幾個(gè)階段：第一個(gè)階段是進(jìn)口處到主洞的350m支洞，送風(fēng)主要用的是1臺(tái)風(fēng)機(jī)管筒柔性壓入式的，排煙是由已經(jīng)掘好的巷道進(jìn)行的；第二個(gè)階段是自支洞與主洞交接點(diǎn)到各個(gè)工作面，最遠(yuǎn)達(dá)到2291m，送風(fēng)用的是串聯(lián)風(fēng)機(jī)管筒柔性壓人式的，排煙的路徑為通過已完成挖掘的隧洞開展實(shí)施。

4、實(shí)施并改進(jìn)具體的通風(fēng)方案

4.1實(shí)施通風(fēng)方案

4.1.1第一階段

這個(gè)階段也就是支洞進(jìn)口到主洞共350m的通風(fēng)策劃。在考慮了眾多的因素后，最終選擇YBT52-2軸流防爆式的局扇風(fēng)機(jī)，（型號是否正確）它的性能包括：風(fēng)機(jī)策劃的功率是2×5.5kW·h，策劃風(fēng)量每分鐘在145～225m3之間，策劃的全風(fēng)壓保持在2400～500Pa。依照通風(fēng)對應(yīng)的具體設(shè)計(jì)改造風(fēng)筒，改造的方法為擴(kuò)徑，即將原本的400mm的直徑擴(kuò)大到500mm，將原本10m的單節(jié)長度擴(kuò)大到30m的單節(jié)長度，接頭的具體型式也從原來的插接式變更為鋼圈式。對于洞內(nèi)空間，重新予以分配，最大化利用效率，固定車輛行駛通道，讓其向無通風(fēng)筒那邊靠近50cm，同時(shí)選用較小的自卸汽車作為出渣設(shè)備，，這樣自卸汽車在運(yùn)行的時(shí)候，就做到盡可能的沿隧洞一側(cè)行進(jìn)，在另一側(cè)，布設(shè)通風(fēng)筒，這種設(shè)計(jì)方法能夠讓風(fēng)筒直徑被加大之后的空間需求也可以得到很好的滿足。經(jīng)過改造，可以發(fā)現(xiàn)通風(fēng)得到了明顯的改善，排煙時(shí)間也由120min縮減到了30min，施工進(jìn)度明顯加快。

4.1.2第二階段

泄水洞和正洞完成貫通后，施工按照第二階段進(jìn)行。設(shè)備沿用第一階段的，不過經(jīng)過試驗(yàn)比對，可以發(fā)現(xiàn)對于風(fēng)機(jī)的具體位置，比較適合的地方如下：第二階段能夠滿足的通風(fēng)距離只有1100m。造成這種現(xiàn)象的主要原因?yàn)椋菏紫冗M(jìn)風(fēng)口和洞口之間距離太近，進(jìn)風(fēng)量受到了很大的影響；其次風(fēng)筒年限較長，老化現(xiàn)象嚴(yán)重，吊環(huán)腳的地方還存在明顯的破損現(xiàn)象，進(jìn)而造成了較高的漏風(fēng)率，通風(fēng)效果就較差。按照設(shè)計(jì)和施工經(jīng)驗(yàn)，YBT52-2軸流式風(fēng)機(jī)在送風(fēng)能力上部能夠滿足2291m的要求，所以通風(fēng)系統(tǒng)更換為串聯(lián)式的風(fēng)機(jī)，風(fēng)筒選擇的為新型增強(qiáng)PVC維綸布拉鏈?zhǔn)健?/p>

4.2改進(jìn)方案

工程進(jìn)展中，對通風(fēng)的具體狀況予以了動(dòng)態(tài)性的檢測，按照獲得的結(jié)果不斷的改進(jìn)整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)，以其能夠工程的具體需求。等到施工第二階段的時(shí)候，對通風(fēng)方案進(jìn)行了改善，改善后明顯的發(fā)現(xiàn)，通風(fēng)效果有了很大的提升，無論是掘進(jìn)循環(huán)，還是排煙，時(shí)間上都有了很大的縮減。

5、結(jié)束語

（1）具體施工條件下，通風(fēng)在技術(shù)層面面臨著一定的難度，對于工程予以詳細(xì)具體的分析之后，可以發(fā)現(xiàn)習(xí)慣的施工方法經(jīng)過改善能夠達(dá)到施工目的。（2）通風(fēng)的具體效果如何，一個(gè)決定性的前提條件就是系統(tǒng)設(shè)計(jì)，按照工程狀況的不同，借助于良好的理論，進(jìn)行高水平的設(shè)計(jì)，對施工予以很好的指導(dǎo)。（3）及時(shí)了解掌握通風(fēng)施工中使用的材料和設(shè)備，借助于高性能，低價(jià)格的設(shè)備取得最好的施工效果。

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