大型水电站地下洞室群施工期通风探析

大型水电站地下洞室群施工期通风探析摘要：施工过程中的通风装置不仅是保证施工人员生命安全的重要保障，而且在施工的过程中，提供了良好的环境准备，对于施工工作的效率有重要的作用，加快了施工的整体进度。随着大型水电站的不断建设，对于大型水电站的地下洞室在施工的过程中有关通风的问题越来越受到重视，本文主要针对地下洞室在施工中通风具有的动态性特征，运用系统的工程学原理，对于地下洞室群施工的通风设置进行合理的规划，主要通过数字计算、网络分析、实际布置来实现对于地下洞室群通风的动态规划。关键字：地下洞室施工期通风关于地下洞室群通风设计要结合洞室群结构的具体情况，以及项目施工的开挖方案来进行设计和布置。由于水电站的地下厂房洞室群功能各异，造成的结果是厂房里的通风系统层次多、联系比较紧密，各个通风系统的相互联系和相互影响决定了地下洞室群通风在设计时要考虑通风系统的动态性和连接性。整体上来看，地下洞室群不仅有主要的洞室工作面、交通洞、排风洞等等较长的通道，而且还有风管系统和通风孔洞，所以在通风设计时，主要针对难度最大的施工部位进行通风、排气、散烟的重点设计，合理规划适当的排风竖井帮助通风，设计通风散烟系统保证地下洞室群有好的施工环境。一、数字计算在施工开挖过程中，以满足施工人员的正常呼吸量和排除爆破施工产生的废弃及有害气体的最大通风量的要求原则，根据洞室最小风速不能超过最大允许风速的条件对于施工过程中所需的通风量进行计算，根据计算来对通风设施进行设计，本文主要计算满足施工人员正常呼吸量所需要的通风量。设置满足施工人员正常呼吸量的所需风量QQ=q・m・k 在这个计算公式中，Q表示的是施工人员正常呼吸量所需的风量，q表示的是地下洞室内每个施工人员所要的正常呼吸的新鲜空气量，一般按照3.0m?/min来进行计算；而m表示的是地下洞内同时工作的施工人员的最大数目，以大型水电站地下洞室施工过程中的高峰期取值100人；k为风量备用系数，取1这个数值，最后计算的结果是Q=q・m・k=300m?/min。注意在计算过程中，对于人数的不确定性尽量取最大值，这样在通风装置的设计中能够留有余地，对于不确定性的通风系统也能有稍微调整的可能性。施工通风必须保证施工人员的正常呼吸，所以在计算出所需要的通风量之后，取最大值，结合开挖过程中所形成的自然排风通道，顶部的排风以自然通风为主，地下空洞室内机械通风为主，例如在厂房排风洞洞口安装一台130kW的轴流风机，为其他洞室群的施工开挖提供通风的辅助作用。需要注意的是，在直线开挖施工的过程中，对于风筒的设置要注意平顺和直线，避免曲折风筒对于风压的影响，减少通风量的压力，并且可以在长距离的开挖路线中，在适当的位置摆放大风量的轴流风机，采用接力的方式保证整个地下施工项目和人员的正常安全。二、网络分析利用网络的软件对于通风设计有很好的辅助和调节的作用。在地下洞室群的通风设计过程中，要考虑地面和地下的施工影响，而且地下厂房包括了主副厂房、主变洞以及母线洞，这些地下的洞室之间紧密连接，并且和地面的交通洞、出线洞、排风洞同时构成了复杂的地下洞室群，运用网络的模拟化软件，可以对地下洞室群通风设计的设计方案进行分析，以此得出最合理的设计方案。 利用数字计算出的基本大概的数字，对于洞室内所要摆放风机的大小和位置进行基本的设置，然后利用网络的虚拟模型来进行试验。例如计算出排风洞到出现洞的风量和风压的具体数字，然后根据风机的摆放进行基本的实验操作，但是结果发现风机所产生的风量对于出线洞的电缆层有一定的影响，破坏了出线洞电缆层的设计气流路线和风量分配，对于这种情况，就可以在网络模拟化试验中对于出线洞附近的通风措施做出稍微的调整，阻断出线洞平台的地面交通洞，并且在个别的出线洞电缆层出口放置排风机，调整之后再次进行网络实验，这样就能达到整个地下洞室群通风时所需要的风量，满足设计的最大要求。在数字计算的基础之上，利用网络的分析软件，对于大型水电站地下洞室通风设施进行设计分析，网络结果能够对于各个通风系统之间的相互影响做出基本的判断，可以用虚拟化的实验对于通风量、风压和电力设施之间的相互影响减少到最小，降低了损失，对于地下洞室群中各个重要换节点的风量布置有很大的指导作用。三、实际布置第一、厂房通风系统。在开挖的过程中，厂房以及主变室中上层的主要依赖交通洞的风量补给，排烟分别由已形成的厂房排气斜井和竖井来完成在施工过程中因为爆破所产生的烟雾和有害气体，主变室的自然排气也能起到辅助的作用，并且形成整个厂房通风系统中的排烟循环系统，这样在以后的不断施工过程中，根据施工的具体情况，对于厂房的通风系统可以进行逐步的完善。例如在上层的开挖过程中，因为距离比较短，自然通风占有一定的优势，所以对于风机的依赖性没有很大，但是进入中层和深层的开挖之后，由于通风的断面不断扩大，不论是施工散烟的需要，还是施工人员满足呼吸的需要都会逐步增大，这时就要采用在厂房通风竖井井口布置大流量的轴流风机向上抽风，上层支洞自然采风的通风方式，以保证地下施工工作的顺利进行，同时也解决了深层开挖导致的断面过大和通风困难的难题。第二、交通洞的通风 交通洞顾名思义，就是保证施工人员地下和地上来往安全的，是厂房系统新鲜空气主要的补给设施，不论是主变室的自然排气、还是出线洞的气流风量分配，都没有交通洞的空气补给关键。综合考虑交通洞的风量主要涉及交通洞的断面大小、整个沿线的风压损失以及最小风速的因素，其中沿线的风压是一个重要的因素，沿线的风压主要是项目开挖过程中洞室的面积以及洞室群路线的分布情况所决定的，洞室的密集曲折分布会增加整个地下洞室的风压。所以在交通洞进口至出口采用接力的方式沿线放置通风机，主要位置是转弯段和支洞岔口段，这样增加重要位置的风量，对于气流比较缓慢的位置增加了空气的流动量，间接地提高了风速，这样也就减少了风压的损失，确保了风量的流动速度，让交通洞的空气不断更新。结语：对于大型水电站地下洞室群通风的分析，主要围绕基本的通风需求量和施工的具体情况，采用自然通风与机械通风相结合的方式，并且在自然通风和机械通风的设计过程中，采取了数字计算和网络模拟的手段，对于通风设计进行了分析和计算，整体上实现了整个地下洞室群的通风设置，也为以后的通风设置奠定了基础和提供了值得借鉴的经验。