高原地區水電站引水隧洞施工通風設計摘要:對西藏**電站引水隧洞施工通風量進行了計算、分析和布置，得出了高原地區水電站引水隧洞施工通風的一些共性特點。關鍵詞:高原地區；引水隧洞；施工通風量計算；施工通風布置1、前言隨著水電建設高峰來臨，各地出現了一大批引水式電站，引水式電站施工有許多共同點，引水式電站引水隧洞大多很長，從5km～15km，其施工總工期往往由引水隧洞控制，大量工程實踐說明，長引水隧洞獨頭掘進長度基本在1km～1.5km之間，施工通風一般采用風管式通風（無平行坑道作通風通道），風管式通風分為壓入式、抽出式和混合式，由于引水隧洞往往具有縱坡小，斷面不大等特點，而且高原地區洞內空氣稀薄，應盡量避免柴油機械進洞，上述因素決定了高原地區引水隧洞施工采用有軌運輸是快速施工的有效和合理的方案，而混合式通風的特點決定了其適合于有軌運輸。**電站廠位于西藏自治區藏中地區，其引水隧洞全長5345.95m，為圓形斷面，內徑5.2m，進水口底板高程4425m，隧洞末端底板高程4340.00m，隧洞縱坡為1.59446%。根據地形地質條件，引水隧洞施工布置了3條施工支洞，其中1＃、2＃支洞間主洞長度為2169.90m，為引水隧洞施工的控制段，獨頭掘進最大長度1177m。設計采用風鉆鉆孔全斷面開挖，有軌運輸出渣，通風方案采用混合式通風。本工程地處海拔4300m以上，其需風量計算須做較大修正，而從出渣方式、掘進長度及通風方式等方面綜合考慮，其施工通風設計具有一定的典型性，故本文以期通過本工程引水隧洞施工通風設計，得出一些高原水電站引水隧洞施工通風的共同結論。2、通風量計算2.1基本數據全斷面鉆孔爆破，設計最大開挖斷面S＝32.17m2，循環進尺△L＝2.5m，炸藥單耗量查定額得1.45kg/m3。一次爆破炸藥總用量Q＝1.45×△L×S＝116.62kg。爆破炸藥折合成CO體積B，一般采用40L/kg。2.2計算過程根據《水工建筑物地下開挖工程施工技術規范》（以下簡稱規范），地下建筑物開挖時需風量，應根據多方面要求分別計算并取最大值，即：Qr=max(Qr1,Qr2,Qr3,Qr4)式中：Qr1—滿足供給洞內同時工作最大人數新鮮空氣所需風量；Qr2—滿足供洞內最小風速所需風量（即排塵風量）；Qr3—一次爆破后20min內將工作面有害氣體排出或沖淡至容許濃度所需風量；Qr4—排除洞內柴油機械有害氣體排出所需風量；由于本工程采用有軌運輸，進洞柴油機械較少，故計算時可忽略Qr4，僅比較Qr1～Qr3。（1）按同時工作最大人數計算Qr1=Qpmk臉式中曬Q押p喬為洞內單人所影需新鮮空氣次，取賽3m末3泉/min三，政m肆為刻同時工作最大電人數捕，冤取胃8扣0顏人皆，鉤k沾為風量備用系竊數鞏，鄙取恨1.15矮，河經計算愛，詳Q魚r1責=魂276m折3贈/min腥，第規范同時規定桃，當洞井海拔匙高程在忙1000m恥以上時，施工煎人員需風量應長乘以高程修正岸系牽數貧1.竹3原～咬1.5叮，考慮到本工袍程高海拔貌的瀉特點濕，高程修正系呼數塘取嬸1.5窄，吸故床，傷Q龜r1悼=秋414黨m描3撕/min鋪。掉（字2鷹）按最小風速藥計算龍Q懷r別2潔=材60v此min吐S釋式中鍛v村min等為洞內該允許最小風速稅，搞為脈0.15劍m埋/巾s憤，輔經計算括，級Q裳r夜2齊=榜290求m描3誓/mi影n趣，漫因潮排塵所需競風速不隨高程初改變繭，悟故歐規范禍規定數最小風速捧需風量系不作高程修正狗。要（新3霜）按斥爆破散煙議計算貞本工程通風措埋施采用混合式器，混合式通風穗的計算方法為阿先確定混合壓迷入式的風量顯Q換r輕3袖壓榜，在此基礎上沖乘杏一個皮1.睡2艷～逢1.25先的系數作為意混合右吸出筆式的風量籍Q歪r極3象吸園，朵故爆破散煙風洪量計算以壓入榨式通風計算為輕基礎獸。歉①汪壓入式通風豪計算默壓入式稻爆破散煙需風確量的理論及計授算公式繁多蒜，以前采用腥靜態但稀釋理論斷進行估算，嫩即拳Q引r3刺=露5QB/t卡此計算式語僅考慮爆破藥做量寄及通風時間辯，而辰由于煙塵的排侄出過程析不是單純的稀鉤釋過程券，爆破后稀釋征的同時仍有大量高濃度轉煙塵災被風流卷走宰，醉導致屯此公式計算值墳往往偏大爺，其首計算理論基本率已淘汰交。礎目前主流理論咐是牲煙塵的排出既炕有主風流的運炊移作用技，又有風流紊仙流的擴散作用撿，散煙是兩者遼的綜合過程污，率根據以上半原理忽，國內外眾多捕科學家交通過大量理論華研究及實踐證林實推導出晌大量澇公式傲，其中最具代揚表性用同時在我國交洞通、水電式、例采礦等部門應釘用也最多把的是戲沃諾寧公式、新穆斯鐵立公式雀及午礦井通風公式韻。代(耳a)姿B.H僻.毯沃諾寧錦利用流體動力睜學理論完解決通風過程香的計算問題陡，使局部通風另排出炮煙的過洋程板得到了理論上擋的解釋及論證饒，擋其公式如下肆喬鄙栽均（很2梅-架1悅）嶼式中欣L勤1育為炮煙拋出帶主長度東，即壓風管口胸風流能北直接蛙作用皂到炮煙上的最戒大距離張，推L很1旨＝翁1劈5攝＋亡Q/5出＝擔38.3m辱，緞(混b)考礦井通風手冊膝計算公式（俄憶文版）：貼沃剖（暗2供-搖2喊）垮式中螞為淋水系數，項取超0.6撐。啊L袖2容為臨界長度，桌即從開挖面到字稀釋炮煙到安納全濃度的距離鼓，蔥當開挖長蠟度宵L毯≤有L揀2港時扣，讓采用解L吊，反之則采用伴L撓2啞。靈臨界長度眨，式皆中劣K跳為紊流擴散系倘數彈，與風洞口距享工作面長度及錦風洞直徑有關猴，惰取柱0.67席，故針＝庸。芳p糕為風管漏風系劉數白，非，步為風管平均邁漏風率，搶取菌0.013添。居(秩c)范П速.究и律.敘穆斯鐵立在染么色體水力模型贏試驗中算出了眾壓入式通風計淚算公式：培納譽債稻（自2區-拌3攏）匹（蛋2涉-山3父）式中各參數惕含義與式湊（梳2-鋒2鋤）相同誘。努通過餅分析以上三式謎可知胃，恒（確2待-怒1騙）式木通風量為常數陷，爹（錄2辯-喜2株）式及換（熄2灶-柿3敢）式辛在其他條件一災定的情況下帖，蚊將通風量排表達為漏風系評數督p宇的函數，康而辛p籃又是開挖深安度購L孤的函數，故隨充著開挖深度增勾加取，漏風率是變億化的，因此需漠風量鎖也是變化的，斬據以上三式計趁算端需風量牲見表單1群及圖述1海：遍不同公式需風無量計算佳比搞表膚1站通風長樸度喂L志（斤m棍）轟漏風系烈數賤p縮需風量擠（澤m臨3禍/mi石n秘）耗穆斯鐵立際沃諾寧利通風手冊簽200槳1.027釣927膽219當507揚400鈴1.054蔥1311鏡219佳791啊600帳1.082班1605險219蹈1019淋歉800陰1.110扁1854裝念219躺1213凱乒1000各1.140耐2072銜219沙1383蘭1200蒸1.170赴2270牢219孕1535獵軌1400形1.201衫2452濃219且1671難1600音1.233榆2621獨219抖1795渠1800呢1.266胞2781觀219脖1909陜2000狡1.299率2801淘婚219親1894睬頂不同公式計算炕需風量比較堵莖違圖屑1辦據貍上圖分析可知興，沃諾寧公式型計算需風量為脅常數桑219推m怕3賊/min橡，韻通過與以往同麗類型工程需風毅量進行類比發本現，勵其結果比較合御理物，館其余源兩個公式鏡雖然避需風量挪隨柳開挖深度增加枝而增大猾，但結果置遠大于停沃諾寧公式計導算值咐，需風量偏大蠢，喇究壽其原因是漏風院系婚數極p堪所決定蠢，綿p愁將漏風系數表斜達為親開挖長度（相喇應即風管長度敲）的函數課，風管越長叔，漏風量越大鹿，需速風量也就越大途，遼但對于鵲混合式通風許來說裂，引由于沒有柴油愧機械沿程排放細，災故府乏氣不會污染池工作面以外洞如身，猶排風散煙育主要針對工作紅面炮煙遠，渾需風量受倒風管長度里的影響不大，薄這與沃諾寧公姨式的桶計算原理是一非致的，繡《施工組織設繞計手冊》疤對混合式通風蹤也推薦采用沃策諾寧公式怕，斷根據以上考慮擺，本工程爆破帝散煙需風量采元用沃諾寧公式回。動即放Q栽r濟3憐壓巷=差219m紡3鮮/mi發n預。摸②弟吸出式通風計陶算逆Q交r3京吸年=然1.25×Q神r篩3咳壓違=1.25×弓219摧＝患2障74歌m促3諷/min鷹。規③賞散煙總通風計仰算望Q兇r3萌=Q綱r服3痛壓同＋脹Q看r3斤吸急=播493m變3粥/min驢。雹按規范養規定，當洞井拋海拔高程在想1000m爐以上時，除爆破散煙蛛需風量應因除以恨高程修正系數慰，鑼查煌高程修正系數汁表可川知斤高程修正系數豆為攝0.62列，晃故老，清Q罪r3拌=每795m向3拍/mi頂n色。駕經比較牲，盒Q成r3碼大告于諷Q貨r1妻及免Q汁r2紹，故本工程驟需風洋量嚷Q壽r藍=Q孝r3寶=敬795m塘3律/mi用n爸。3、通風布置卷通風設備布置添采用只長壓短破抽就—繁前壓后抽方式瘡，經壓風刑管令口距離吹工作面呆10m混，屈抽風管口距離宇工作面保30m梢，懷風機均采用禾MFA90P裙2-SC44饞雙級對旋式軸龜流風機匠，滅風量可分兩級罷提供悅，館最大風量產1000m熟3誼/min歷，馳功總率反37×2kw它，辨由于抽風機布態置在洞內溪，煌風管均豈可然采用艇600mm石柔性風管棄，由于炮煙的樂熱效應作用太，壓風管布置咐在下勺方幅，抽風管布置牛在陸頂拱遭，插布置見的圖唇2膽所示假。4、結語費（旗1踢）混合式通風判是中小斷面長遲獨頭隧洞有軌掉運輸通風的有雅效手段。對于嫂有軌運輸來說馳，由于進洞柴鈴油機械少，故書隧洞沿程空氣繳污染不大，乏爆氣不會污染工帽作面以外洞身團，井施工通風重點刷是爆破散煙，虛而應混合式通風臭原理就是厲主要針對工作槳面炮煙有害氣愈體，故有軌運泰輸采用混合式緩通風更能體現祖其優越性。亡隧洞通風布置渣示意圖渠宰圖灑2醉（麗2肺）孝對高海拔地區穩，人員需風量洲及散煙需風量項須作攏較聰大蘆修正舒，仍但排塵風量不早需作修