案列分析:小斷面隧洞施工通風及巖面防污染措施

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針對青藏高原氣候區(qū)曾達電站氣溫低、干燥爆冷等特點,以及小斷面引水隧洞在支洞口部位特有的瓶頸效應(yīng),以不利于通風、排煙、出渣和工程安全及勞動保護等不利因素為出發(fā)點,對開挖巖面由于粉塵和煙霧污染致使圍巖和支護結(jié)合不緊密等問題,通過采用混合式通風和中部增設(shè)通風中繼站、柴油機凈化裝置,加大排煙風機的風量,噴霧灑水,縮短出渣時間,提高光面爆破效果減少渣塊的大塊率,合理調(diào)度,及時進行拱頂噴漿封閉,減少未噴面受污染的持續(xù)時間,噴漿前采取高壓風、水沖洗等措施,實現(xiàn)了該引水隧洞中施工效益、質(zhì)量、安全的目標.
     1工程概況及施工特點
     曾達電站位于四川省甘孜藏族自治州色達縣境內(nèi),以發(fā)電為主.無壓引水隧洞長3173.55m,自0+050至3+22355,城門洞型,比降0.1%,直墻凈高2.9~3.64m,凈寬34m,用素混凝土襯砌,洞頂采用M10砂漿噴護.分別在0+936處設(shè)1號支洞、2+244處設(shè)2號支洞,為圓拱直墻式,底寬3m,直墻高3.05m,拱半徑2.194m.
     工程位于青藏高原氣候區(qū),冬寒夏涼,四季不分明,晝夜溫差大.5~9月是夏半年,受西南季風的影響,常伴有對流性降水的天氣過程,雷暴和冰雹頻繁.10月至次年4月是冬半年,受青藏高原冷氣壓和西風急流的控制,氣溫低,干燥爆冷.多年平均氣溫-0.1℃,歷年極端氣溫23.7℃,歷年極端最低氣溫-36.3℃.
     曾達電站引水隧洞施工有以下特點:
     a. 隧洞斷面小,不利于通風、排煙.曾達電站地處高原寒冷地區(qū),海拔高(工程位置3300m以上),空氣稀薄(含氧量較正常降低45%以上).根據(jù)引水隧洞原設(shè)計方案,由支洞進入主洞的施工區(qū)長度達1156m(見圖1),通風較為困難,兼之支洞斷面設(shè)計遠較主洞小(支洞斷面12m2,主洞斷面19m2),每一支洞斷面必須承擔主洞兩個工作面的通風、排煙及出渣任務(wù),使支洞成為咽喉部位,易形成“瓶頸效應(yīng)”,即主洞兩個工作面2×19m2=38m2的通風、排煙呈“倒漏斗”狀從支洞部位排出,必然導致洞內(nèi)煙塵含量大,氧氣供給不足,通風時間延長.按輕、熱空氣在空間上部,重、冷空氣在空間下部的空氣動力學原理,煙塵主要在隧洞上部(即拱頂部位)流通,在主洞與支洞部位,形成“瓶頸效應(yīng)”而在主洞內(nèi)循環(huán)(見圖2),不能有效地流向支洞方向,使通風作業(yè)的效果較差,通風效率降低.