高原地區(qū)水電站引水隧洞施工通風(fēng)設(shè)計(jì)摘要:對(duì)西藏**電站引水隧洞施工通風(fēng)量進(jìn)行了計(jì)算、分析和布置，得出了高原地區(qū)水電站引水隧洞施工通風(fēng)的一些共性特點(diǎn)。關(guān)鍵詞:高原地區(qū)；引水隧洞；施工通風(fēng)量計(jì)算；施工通風(fēng)布置1、前言隨著水電建設(shè)高峰來臨，各地出現(xiàn)了一大批引水式電站，引水式電站施工有許多共同點(diǎn)，引水式電站引水隧洞大多很長(zhǎng)，從5km～15km，其施工總工期往往由引水隧洞控制，大量工程實(shí)踐說明，長(zhǎng)引水隧洞獨(dú)頭掘進(jìn)長(zhǎng)度基本在1km～1.5km之間，施工通風(fēng)一般采用風(fēng)管式通風(fēng)（無(wú)平行坑道作通風(fēng)通道），風(fēng)管式通風(fēng)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(diǎn)，而且高原地區(qū)洞內(nèi)空氣稀薄，應(yīng)盡量避免柴油機(jī)械進(jìn)洞，上述因素決定了高原地區(qū)引水隧洞施工采用有軌運(yùn)輸是快速施工的有效和合理的方案，而混合式通風(fēng)的特點(diǎn)決定了其適合于有軌運(yùn)輸。**電站廠位于西藏自治區(qū)藏中地區(qū)，其引水隧洞全長(zhǎng)5345.95m，為圓形斷面，內(nèi)徑5.2m，進(jìn)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(jù)地形地質(zhì)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(zhǎng)度為2169.90m，為引水隧洞施工的控制段，獨(dú)頭掘進(jìn)最大長(zhǎng)度1177m。設(shè)計(jì)采用風(fēng)鉆鉆孔全斷面開挖，有軌運(yùn)輸出渣，通風(fēng)方案采用混合式通風(fēng)。本工程地處海拔4300m以上，其需風(fēng)量計(jì)算須做較大修正，而從出渣方式、掘進(jìn)長(zhǎng)度及通風(fēng)方式等方面綜合考慮，其施工通風(fēng)設(shè)計(jì)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(fēng)設(shè)計(jì)，得出一些高原水電站引水隧洞施工通風(fēng)的共同結(jié)論。2、通風(fēng)量計(jì)算2.1基本數(shù)據(jù)全斷面鉆孔爆破，設(shè)計(jì)最大開挖斷面S＝32.17m2，循環(huán)進(jìn)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(jì)算過程根據(jù)《水工建筑物地下開挖工程施工技術(shù)規(guī)范》（以下簡(jiǎn)稱規(guī)范），地下建筑物開挖時(shí)需風(fēng)量，應(yīng)根據(jù)多方面要求分別計(jì)算并取最大值，即：Qr=max(Qr1,Qr2,Qr3,Qr4)式中：Qr1—滿足供給洞內(nèi)同時(shí)工作最大人數(shù)新鮮空氣所需風(fēng)量；Qr2—滿足供洞內(nèi)最小風(fēng)速所需風(fēng)量（即排塵風(fēng)量）；Qr3—一次爆破后20min內(nèi)將工作面有害氣體排出或沖淡至容許濃度所需風(fēng)量；Qr4—排除洞內(nèi)柴油機(jī)械有害氣體排出所需風(fēng)量；由于本工程采用有軌運(yùn)輸，進(jìn)洞柴油機(jī)械較少，故計(jì)算時(shí)可忽略Qr4，僅比較Qr1～Qr3。（1）按同時(shí)工作最大人數(shù)計(jì)算Qr1=Qpmk臉式中曬Q押p喬為洞內(nèi)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(shí)工作最大電人數(shù)捕，冤取胃8扣0顏人皆，鉤k沾為風(fēng)量備用系竊數(shù)鞏，鄙取恨1.15矮，河經(jīng)計(jì)算愛，詳Q魚r1責(zé)=魂276m折3贈(zèng)/min腥，第規(guī)范同時(shí)規(guī)定桃，當(dāng)洞井海拔匙高程在忙1000m恥以上時(shí)，施工煎人員需風(fēng)量應(yīng)長(zhǎng)乘以高程修正岸系牽數(shù)貧1.竹3原～咬1.5叮，考慮到本工袍程高海拔貌的瀉特點(diǎn)濕，高程修正系呼數(shù)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(fēng)速藥計(jì)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(nèi)該允許最小風(fēng)速稅，搞為脈0.15劍m埋/巾s憤，輔經(jīng)計(jì)算括，級(jí)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(jìng)風(fēng)速不隨高程初改變繭，悟故歐規(guī)范禍規(guī)定數(shù)最小風(fēng)速捧需風(fēng)量系不作高程修正狗。要（新3霜）按斥爆破散煙議計(jì)算貞本工程通風(fēng)措埋施采用混合式器，混合式通風(fēng)穗的計(jì)算方法為阿先確定混合壓迷入式的風(fēng)量顯Q換r輕3袖壓榜，在此基礎(chǔ)上沖乘杏一個(gè)皮1.睡2艷～逢1.25先的系數(shù)作為意混合右吸出筆式的風(fēng)量籍Q歪r極3象吸園，朵故爆破散煙風(fēng)洪量計(jì)算以壓入榨式通風(fēng)計(jì)算為輕基礎(chǔ)獸。歉①汪壓入式通風(fēng)豪計(jì)算默壓入式稻爆破散煙需風(fēng)確量的理論及計(jì)授算公式繁多蒜，以前采用腥靜態(tài)但稀釋理論斷進(jìn)行估算，嫩即拳Q引r3刺=露5QB/t卡此計(jì)算式語(yǔ)僅考慮爆破藥做量寄及通風(fēng)時(shí)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(shí)仍有大量高濃度轉(zhuǎn)煙塵災(zāi)被風(fēng)流卷走宰，醉導(dǎo)致屯此公式計(jì)算值墳往往偏大爺，其首計(jì)算理論基本率已淘汰交。礎(chǔ)目前主流理論咐是牲煙塵的排出既炕有主風(fēng)流的運(yùn)炊移作用技，又有風(fēng)流紊仙流的擴(kuò)散作用撿，散煙是兩者遼的綜合過程污，率根據(jù)以上半原理忽，國(guó)內(nèi)外眾多捕科學(xué)家交通過大量理論華研究及實(shí)踐證林實(shí)推導(dǎo)出晌大量澇公式傲，其中最具代揚(yáng)表性用同時(shí)在我國(guó)交洞通、水電式、例采礦等部門應(yīng)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(fēng)公式韻。代(耳a)姿B.H僻.毯沃諾寧錦利用流體動(dòng)力睜學(xué)理論完解決通風(fēng)過程香的計(jì)算問題陡，使局部通風(fēng)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(zhǎng)度東，即壓風(fēng)管口胸風(fēng)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(dān)38.3m辱，緞(混b)考礦井通風(fēng)手冊(cè)膝計(jì)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(shù)，項(xiàng)取超0.6撐。啊L袖2容為臨界長(zhǎng)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(dāng)開挖長(zhǎng)蠟度宵L毯≤有L揀2港時(shí)扣，讓采用解L吊，反之則采用伴L(zhǎng)撓2啞。靈臨界長(zhǎng)度眨，式皆中劣K跳為紊流擴(kuò)散系倘數(shù)彈，與風(fēng)洞口距享工作面長(zhǎng)度及錦風(fēng)洞直徑有關(guān)猴，惰取柱0.67席，故針＝庸。芳p糕為風(fēng)管漏風(fēng)系劉數(shù)白，非，步為風(fēng)管平均邁漏風(fēng)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(yàn)中算出了眾壓入式通風(fēng)計(jì)淚算公式：培納譽(yù)債稻（自2區(qū)-拌3攏）匹（蛋2涉-山3父）式中各參數(shù)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(fēng)量為常數(shù)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(zāi)定的情況下帖，蚊將通風(fēng)量排表達(dá)為漏風(fēng)系評(píng)數(shù)督p宇的函數(shù)，康而辛p籃又是開挖深安度購(gòu)L孤的函數(shù)，故隨充著開挖深度增勾加取，漏風(fēng)率是變億化的，因此需漠風(fēng)量鎖也是變化的，斬?fù)?jù)以上三式計(jì)趁算端需風(fēng)量牲見表單1群及圖述1海：遍不同公式需風(fēng)無(wú)量計(jì)算佳比搞表膚1站通風(fēng)長(zhǎng)樸度喂L志（斤m棍）轟漏風(fēng)系烈數(shù)賤p縮需風(fēng)量擠（澤m臨3禍/mi石n秘）耗穆斯鐵立際沃諾寧利通風(fēng)手冊(cè)簽200槳1.027釣927膽219當(dāng)507揚(yáng)400鈴1.054蔥1311鏡219佳791啊600帳1.082班1605險(xiǎn)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(dú)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(jì)算炕需風(fēng)量比較堵莖違圖屑1辦據(jù)貍上圖分析可知興，沃諾寧公式型計(jì)算需風(fēng)量為脅常數(shù)桑219推m怕3賊/min橡，韻通過與以往同麗類型工程需風(fēng)毅量進(jìn)行類比發(fā)本現(xiàn)，勵(lì)其結(jié)果比較合御理物，館其余源兩個(gè)公式鏡雖然避需風(fēng)量挪隨柳開挖深度增加枝而增大猾，但結(jié)果置遠(yuǎn)大于停沃諾寧公式計(jì)導(dǎo)算值咐，需風(fēng)量偏大蠢，喇究壽其原因是漏風(fēng)院系婚數(shù)極p堪所決定蠢，綿p愁將漏風(fēng)系數(shù)表斜達(dá)為親開挖長(zhǎng)度（相喇應(yīng)即風(fēng)管長(zhǎng)度敲）的函數(shù)課，風(fēng)管越長(zhǎng)叔，漏風(fēng)量越大鹿，需速風(fēng)量也就越大途，遼但對(duì)于鵲混合式通風(fēng)許來說裂，引由于沒有柴油愧機(jī)械沿程排放細(xì)，災(zāi)故府乏氣不會(huì)污染池工作面以外洞如身，猶排風(fēng)散煙育主要針對(duì)工作紅面炮煙遠(yuǎn)，渾需風(fēng)量受倒風(fēng)管長(zhǎng)度里的影響不大，薄這與沃諾寧公姨式的桶計(jì)算原理是一非致的，繡《施工組織設(shè)繞計(jì)手冊(cè)》疤對(duì)混合式通風(fēng)蹤也推薦采用沃策諾寧公式怕，斷根據(jù)以上考慮擺，本工程爆破帝散煙需風(fēng)量采元用沃諾寧公式回。動(dòng)即放Q栽r濟(jì)3憐壓巷=差219m紡3鮮/mi發(fā)n預(yù)。摸②弟吸出式通風(fēng)計(jì)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(guī)③賞散煙總通風(fēng)計(jì)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(guī)范養(yǎng)規(guī)定，當(dāng)洞井拋海拔高程在想1000m爐以上時(shí)，除爆破散煙蛛需風(fēng)量應(yīng)因除以恨高程修正系數(shù)慰，鑼查煌高程修正系數(shù)汁表可川知斤高程修正系數(shù)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(jīng)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(fēng)洋量嚷Q壽r藍(lán)=Q孝r3寶=敬795m塘3律/mi用n爸。3、通風(fēng)布置卷通風(fēng)設(shè)備布置添采用只長(zhǎng)壓短破抽就—繁前壓后抽方式瘡，經(jīng)壓風(fēng)刑管令口距離吹工作面呆10m混，屈抽風(fēng)管口距離宇工作面保30m梢，懷風(fēng)機(jī)均采用禾MFA90P裙2-SC44饞雙級(jí)對(duì)旋式軸龜流風(fēng)機(jī)匠，滅風(fēng)量可分兩級(jí)罷提供悅，館最大風(fēng)量產(chǎn)1000m熟3誼/min歷，馳功總率反37×2kw它，辨由于抽風(fēng)機(jī)布態(tài)置在洞內(nèi)溪，煌風(fēng)管均豈可然采用艇600mm石柔性風(fēng)管棄，由于炮煙的樂熱效應(yīng)作用太，壓風(fēng)管布置咐在下勺方幅，抽風(fēng)管布置牛在陸頂拱遭，插布置見的圖唇2膽所示假。4、結(jié)語(yǔ)費(fèi)（旗1踢）混合式通風(fēng)判是中小斷面長(zhǎng)遲獨(dú)頭隧洞有軌掉運(yùn)輸通風(fēng)的有雅效手段。對(duì)于嫂有軌運(yùn)輸來說馳，由于進(jìn)洞柴鈴油機(jī)械少，故書隧洞沿程空氣繳污染不大，乏爆氣不會(huì)污染工帽作面以外洞身團(tuán)，井施工通風(fēng)重點(diǎn)刷是爆破散煙，虛而應(yīng)混合式通風(fēng)臭原理就是厲主要針對(duì)工作槳面炮煙有害氣愈體，故有軌運(yùn)泰輸采用混合式緩?fù)L(fēng)更能體現(xiàn)祖其優(yōu)越性。亡隧洞通風(fēng)布置渣示意圖渠宰圖灑2醉（麗2肺）孝對(duì)高海拔地區(qū)穩(wěn)，人員需風(fēng)量洲及散煙需風(fēng)量項(xiàng)須作攏較聰大蘆修正舒，仍但排塵風(fēng)量不早需作修