隧道通风施工方案计划.doc

.\ 四川省汶川至马尔康高速高速公路四川省汶川至马尔康高速高速公路 维关隧道维关隧道 通通 风风 施施 工工 方方 案案 中国中铁中国中铁 编制： 年 月 日 审核： 年 月 日 批准： 年 月 日 中铁隧道股份有限公司中铁隧道股份有限公司 汶马高速汶马高速 C10C10 合同段项目部合同段项目部 二二〇〇一五年三月二十二日一五年三月二十二日 .\ 目目 录录 1 1 编制说明编制说明........................................................................................................1 1.1 编制依据................................................................................................................1 1.2 编制原则...............................................................................................................1 2 2 工程概况工程概况........................................................................................................1 2.1 主要工程数量.........................................................................................................1 2.2 工程地质水文自然条件 ..........................................................................................1 2.2.1 工程地质 .....................................................................................................1 2.2.2 气象及水文地质 ..........................................................................................2 2.2.3 自然条件 .....................................................................................................2 3 3 通风设计要求通风设计要求.................................................................................................2 3.1 总体施工方案.........................................................................................................2 3.1.1 施工作业环境卫生环境................................................................................2 3.1.2 最小风量及风速 ..........................................................................................3 4 4 通风方案的选择通风方案的选择 .............................................................................................3 4.1 通风方式设计.........................................................................................................3 4.2 通风管的布置.........................................................................................................4 5 5 通风量计算通风量计算 .....................................................................................................4 5.1 计算参数确定.........................................................................................................4 5.2 供风量计算 ............................................................................................................5 5.3 风压的计算 ............................................................................................................6 5.4 风机选型................................................................................................................7 6 6 通风设备的安装调试通风设备的安装调试.......................................................................................7 6.1 风机安装................................................................................................................7 6.2 风管悬挂固定.........................................................................................................8 7 7 通风效果的检测与评定通风效果的检测与评定...................................................................................8 7.1 通风效果检测与优化..............................................................................................8 7.2 通风设备的维护保养..............................................................................................8 8 8 加强隧道通风的保证措施加强隧道通风的保证措施...............................................................................8 8.1 搞好岗前培训，提高管理使用技术 ........................................................................8 8.2 健全制度、落实保障措施.......................................................................................9 8.3 自制水幕降尘器，最大限度降低炮烟、粉尘污染...................................................9 9 9 施工通风与安全生产保证措施施工通风与安全生产保证措施........................................................................9 .\ 1 1 编制说明编制说明 1.11.1 编制依据编制依据 （1）四川省汶川至马尔康高速公路两阶段施工图设计文件第三册； （2） 《公路隧道通风设计细则》 （JTG/T D70/2-2014） ； （3） 《公路隧道施工技术规范》 （JTG F60—2009） ； （4） 《公路建设项目环境影响评价规范》 （JTG B03—2006） ； （5） 《公路项目安全性评价指南》 （JTG/T B05—2004） ； （6） 《公路环境保护设计规范》 （JTG B04—2010） ； 1.21.2 编制原则编制原则 （1）本着经济适用、维修方便原则，尽量选用国产先进通风设备，确定通风机、 通风管的品种、型号。 （2）在净空允许的情况下，尽可能采用大直径风管配大风量通风机，以减少能 耗损失。 （3）通风用电在隧道施工中占有相当比重，适当增加一次性投入，减少通风系 统的长期运行成本。 （4）进行通风方案设计比选优化，既满足通风效果，又达到节能省源的目的。 （5）根据国家安监总局等四部委联合发布的《隧道施工安全九条规定》的要求， “必须对有毒有害气体进行监测监控，加强通风管理，严禁浓度超标作业” 。 2 2 工程概况工程概况 汶川至马尔康高速公路项目土建工程施工 C10 标段，工程起讫里程为 K100+080～K104+900，全长 4.82km。位于四川省阿坝藏族羌族自治州理县，地 处于四川盆地西北边缘与青藏高原东缘交错接触带，路线沿国道 G317 线走廊按 沿溪线布设。 2.12.1 主要工程数量主要工程数量 主要工程量为： 维关隧道主洞左线长度 1165m，右线 1130m，左线隧道最大埋深约 444m， 右线隧道最大埋深约 430m，洞身开挖面积（含仰拱）85m2；维关隧道公布设 1 个车行横通道、2 个人行横通道，施工采用钻爆法开挖，独头掘进，装载机装 碴，无轨运输出碴。 .\ 2.22.2 工程地质水文自然条件工程地质水文自然条件 2.2.12.2.1 工程地质工程地质 工作区多为高山峡谷区，山势陡峭，峰峦叠嶂，沿线第四系松散堆积层、 沉积岩、岩浆岩均有出露。地质结构属龙门山断裂带中断，地形呈蜿蜒起伏的 立体单元，地表由西北向东南倾斜。地貌类型为低中山-中山-高山-极高山，是 典型的中高山峡谷区。境内群山连绵，峰峦重叠，海拔 1422～5922m，境内山 峦起伏，平均海拔 2700m，高差悬殊，沟谷纵横。地形呈蜿蜒起伏的立体单元， 地表由西北向东南倾斜。 2.2.22.2.2 气象及水文地质气象及水文地质 气候受西伯利亚西风气流、印度洋暖流和太平洋东南季风三个环流的影响， 形成季风气候。因海拔高差悬殊，地形复杂，气候差异显著，具有山地立体型 气候特征。九、十月份雨量增加，形成低温降雨季节。年降雨量在 650 毫米— 1000 毫米之间，河谷地带年均气温 6.9℃-11℃，常年主导风向为西北风。 2.2.32.2.3 自然条件自然条件 项目所在地属山地型立体气候，春夏季降水量多，冬季无霜期短山坡植被 覆盖为草、灌木等。项目顺杂谷脑河、国道 317 线布设，杂谷脑河为岷江支流、 水源保护区，施工应加强文明施工、环境保护。 3 3 通风设计要求通风设计要求 3.13.1 总体施工方案总体施工方案 在隧道施工过程中，由于钻爆、装运、喷砼产生有害气体和粉尘及开挖揭 露地层释放的有害气体使隧道内作业环境受到污染，必须采用机械通风的方法 向洞内供给新鲜空气，以稀释有害气体降低粉尘浓度从面确保隧道内施工环境 良好，从而保护施工人员的身心健康。根据《公路隧道施工技术规范》要求隧 道内施工作业环境要达到下列卫生安全标准： 3.1.13.1.1 施工作业环境卫生环境施工作业环境卫生环境 隧道施工作业环境卫生标准严格按照国家有关规定，并应满足下列卫生及 安全标准的要求： （1）空气中氧气含量，按体积计不得小于 20%。 （2）每立方米空气中粉尘容许浓度：含有 10%以上游离二氧化硅的粉尘不 .\ 得大于 2mg；含有 10%以下游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于 4mg。 （3）空气中常见有害气体浓度应符合下列要求： a：CO 容许浓度不得大于 30mg/m3。 b：CO2 按体积计不得大于 0.5%。 c：氢氧化物换算成 NO2 浓度应在 5mg/m3以下。 （4）隧道内噪声不得大于 90dB。 3.1.23.1.2 最小风量及风速最小风量及风速 （1）隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量，每人应供应 新鲜空气 3m3/min,采用内燃机械作业时，供风量不应小于 4.5m3/（min.kw） （2）隧道施工通风的风速，全断面开挖时不应小于 0.15m/s，分部开挖 的坑道内不应小于 0.25m/s，并均不应大于 6m/s。 4 4 通风方案的选择通风方案的选择 根据隧道的开挖进度和利用隧道内各人行通道，减少设备投入，分两阶段 采用循环推进、移动式的通风方案。以保证施工人员的安全健康、机具的工作 效率和施工的顺利实施。 4.14.1 通风方式设计通风方式设计 维关隧道单向掘进长度均大于 1000m，施工通风分为两个阶段。 第一阶段：按照设计文件要求，进洞初期 700 米至开挖作业面，左、右线 均采用独立的管路压入式通风；通风机安装在距洞口 30m 处，送风管挂于拱腰， 向洞内压风，即采用大风量轴流风机，柔性风管所组成的压入式通风系统，新 鲜空气由洞外经风管送至作业面，污风由作业面经隧道排出。 .\ 图图 1 1：第一阶段施工通风：第一阶段施工通风 第二阶段：进洞 700 米后，隧道已通过 1#人行横通道，1#车行横通道、均 已开挖贯通，采用巷道式通风。将一台风机移到左线车行通道前 20～30m 处 （随通道开挖不断跟进） ，对左线隧道进行供风，另外一台风机移到人行通道中， 通过人行通道向右线隧道供风，隧道左线作为进风洞，隧道右线作为污风排出 洞。 实施第二阶段通风时对通风机至洞口方向的人行通道、车行通道进行封闭， 所有进出车辆自右洞进出，进出左线车辆自右洞通过靠近掌子面最前方车通进 入左洞。 图图 2 2：第二阶段施工通风：第二阶段施工通风 4.24.2 通风管的布置通风管的布置 .\ 3 图图 3 3：隧道主洞与施工支洞施工管线布置示意图：隧道主洞与施工支洞施工管线布置示意图 5 5 通风量计算通风量计算 维关隧道洞口距离 1#车行通道口距离为 573m，第一阶段压人式通风距离按 照 700m 计算；第二阶段巷道式通风距离按照 1200m 计算。 5.15.1 计算参数确定计算参数确定 （1）通风距离按照 1200m 计算; （2）洞内施工最多人数按 90 人; （3）采用内燃机械时，供给每个人的新鲜空气量不应小于 4.5m3/（min.kw） ； （4）控制通风计算按开挖爆破一次最大用药量 240kg； （5）放炮后通风时间按 30min； （6）软式拉链风管百米漏风量 1.5%,风管内摩擦系数为 0.015; （7）洞内风速不小于 0.25m/s; 5.25.2 供风量计算供风量计算 （1）按洞内允许最低风速计算风量 Q1＝60AV=60850.25= 1275（m3/min) 式中：V—洞内最小风速 0.25m/s A—整洞开挖断面,取 85m2 （2）按洞内作业人数计算需风量 Q1＝4.5901.2=486(m3/min),安全系数 k=1.2 .\ （3）按稀释内燃机废气计算需风量 所在的维关隧道考虑到该地区属中～低高海拔地区，气压低、且洞内外温 差较大，含氧量低的因素，内燃机的排污量有所增大，加大了 1.5～2.0 的系数。 结合维关隧道施工设计条件及相关通风参数，隧道内海拔高度计算隧道内空气 含氧量为 18.07～18.25%左右，空气含氧量下降 15%。 按内燃机械作业所需风量计算时应满足供风量不小于 4.5m3/（minKW） ， 并按下式计算： qHHHQ EEDDss  1 式中：—内燃机械作业所需风量，m3/min；—装碴机械总功率，KW； 1 Q s H —装碴机械的工作效率；—运输类汽车总功率，KW； — 运输类汽车 s  D H D  的工作效率；—其他类机械总功率，KW； —其他类机械的工作效率； E H E  —内燃机械单位功率供风量，m3/（minKW） 。 q 隧道内内燃动力在出碴时期有柳工 ZL-50 侧卸式装载机和 25T 自卸汽车。 其中侧卸式装载机 2 台，最大额定功率 162kw，计算功率 162kw；2 台自卸车， 满载功率按 221kw。则需要风量为： = 4.5(1622+2212)=3447m3/min 1 Q 经计算所需风量为 3447m3/min 左右。 （4）按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算 采用压入式通风：工作面需要风量 (m3/min)，式 3 2 2 )( 8 . 7 LFA t Q 中：—爆破排烟所需风量，m3/min； —通风时间，取 t=30 min， 2 Q t —次爆破炸药消耗量 A=240Kg；—开挖断面积 85m2；—通风换气长 AFL 度，取 100m。 经计算开挖面排烟需风量为 673m3/min。 根据上列计算取最大值 3447m3/min，为隧道工作面所需新鲜风量。供风长 度 1200m 考虑风管漏风，漏风率按 1.5%考虑，则风机提供的风量应分别为： Q机=Q需/（1-β）L/100=3447/（1-0.015）1200/100=4133m3/min 5.35.3 风压的计算风压的计算 (1)风管直径选择 .\ 根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管 直径，本标段隧道施工通风管直径采用 1.5m。 (2)通风阻力计算 通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力在风流的全部流程内存在， 如拐弯及风流受到其他阻碍的地方。为保证将所需风量送到工作面，并达到规 定的风速，通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即 h>h 阻。H 总阻 =Σh 摩+Σh 局 ①局部压力损失： 在通风方案中，主要有转弯引起的局部压力损失，按下列公式计算： h 局=ξρν2/2 pa 式中： ξ---局部阻力系数 ρ---空气密度，取 1.2 ν---转弯管道风速，取 30m/s 拐弯局部阻力系数计算公式如下： ξ=0.008α0.75/n0.6 n=R/D 式中：R 为拐弯半径（取 10m） ，D 为风管直径，取 2m，α 为拐弯 角度。拐弯局部阻力系数计算得： ξ=0.008 900.75/50.6=0.089 局部阻力得： h 局=0.0891.2302/2=48.1pa ②沿程压力损失计算： 风管内摩擦阻力 h 摩=λ(L/D)ρ(V2/2) λ-摩擦系数,根据使用经验、取 λ＝0.01; 风管平均流速 V=30m/s。 L-通风管长,取 1200m D-风管直径,取 D=2m ρ---空气密度，取 1.2 h--沿程摩擦阻力 pa h =λ(L/D)ρ(V2/2)=0.01(1200/2)1.2(302/2)=3240Pa 风压计算：H 阻=Σh 摩+Σh 局=3288Pa .\ 5.45.4 风机选型风机选型 根据对各开挖工作面的供风量及风压计算，维关隧道风机选型如下： 表表 1 1：主要通风设备配置表：主要通风设备配置表 设备名称型 号技术参数数 量 射流风机SSF－№12功率：37kw2 台 多极变速风 机 SDF(B)-4-No14 风量：2113～4116m3/min 风压：1078～6860Pa，功率： 1602kw 2 台 风管 Φ2000 拉链式软风管,每节长度 15m 或 20m。 2600m 风机型 号 速度 风量 （m3/min） 风压 (Pa) 高效风量 （m3min ） 转速 (r/min) 最高点功 率(KW) 最大配用电机 功率（KW） SDF(B)- 4-No14 高速 2113-41161078-6860336114803002160 右线隧道为排风洞，巷道式通风阶段每隔 700m 安设 37KW 射流风机一台。 6 6 通风设备的安装调试通风设备的安装调试 6.16.1 风机安装风机安装 为了保证压入较好的新鲜空气，第 1 阶段风机安装于洞外距洞口约 30m 处，第 2 阶段巷道式通风射流风机安装在送风巷横通道外 20～30m 处。 为了使通风机运转平稳，通风机基础深度不低于 1.5 米，采用 C25 混凝 土浇筑，预埋 0.20.30.016 米钢板，通风机架用 16 号工字钢焊接，高度 4 米，先将通风机架与预埋钢板焊接牢固后，再将通风机安装在机架上面。为了 防止通风机和配电柜雨淋受潮及防止他人触电发生意外，在风机和配电柜上方 搭盖雨棚和护栏。风机中心必须与风管中心在同一轴线上。 6.26.2 风管悬挂固定风管悬挂固定 风管与风机采用抱箍链接，用铁丝捆绑加固。通风管中线高度与通风机 中心高度须处于同一轴线上，高度距离地面 4m,挂设风管要平顺直。作业时， 先每隔 20m 打膨胀螺栓，然后布 ф8 铁丝或钢丝绳，用紧线器张紧，风管吊挂 .\ 在拉线下。风管悬吊要稳固，高度一致，要求每 10m 挠度不大于 100mm。通风 管与开挖面的距离不大于 15m，并且放炮时必须捆绑爆破影响段风管。 7 7 通风效果的检测与评定通风效果的检测与评定 7.17.1 通风效果检测与优化通风效果检测与优化 为了保证施工通风的要求与安全，应对隧道的通风效果进行随时的监控和 检测，包括隧道内空气中的有害气体浓度、粉尘和烟尘的浓度、空气温度和湿 度、风速计噪音等。同时对于通风的运行状态和系统的动力消耗等情况进行检 测，并作好记录。 通过检测与评定的信息反馈，确定通风效果是否达到卫生、安全要求，并 对通风技术措施进行检验，如果不能满足要求，应立即对通风方案及系统进行 调整和改进。 监测 周期 监测地点检测仪器允许排放值 Mg/m3 实测排放值监测人 2 次/周维关隧道右线粉尘仪 ≤4 实测数据刘宾 2 次/周维关隧道左线粉尘仪 ≤4 实测数据李斌 7.27.2 通风设备的维护保养通风设备的维护保养 制定通风设备的维护保养措施，严格按照设备的保养规程和技术要求进行 维护。使设备随时保持良好、稳定的工作状态。 在设备运行中须加强动态监控，特别是对风管的安装与连接处的检查，是 否可靠，有无漏风，并应及时的处理，以保证工作面的风量要求。 通风机要装有保险装置，应重点维护，当风机发生故障时能自动停机。 8 8 加强隧道通风的保证措施加强隧道通风的保证措施 8.18.1 搞好岗前培训，提高管理使用技术搞好岗前培训，提高管理使用技术 对负责通风工作的人员，管道安装维修工，进行岗前培训，传授通风操作、 维修、保养技术，管道安装、调试、维修、保养技术和操作规则。 8.28.2 健全制度、落实保障措施健全制度、落实保障措施 （1）是通风机有专人值守，按规程要求操作风机，定期检修和润滑风机， 如实填写各种记录，始终使通风机保持良好的状态。 （2）是设专职风管维修工，每班必须对全部风管进行检查，不平、不顺之 .\ 处及时调直调平，发现风管破损漏风，及时处理：轻微破损的管节，采用快干 胶水粘补，粘补后 30 分钟不得送风；严重破损的管节，必须及时更换，从而降 低漏风系数，保证管道密封度。 （3）是加强运输设备的维修保养制度，按照设备管理要求定期维修，特别 是进气和燃油系统，进行强化保养，并坚持燃油沉淀过滤制度，减少废气的排 放量。 8.38.3 自制水幕降尘器，最大限度降低炮烟、粉尘污染自制水幕降尘器，最大限度降低炮烟、粉尘污染 为了降低炮烟、粉尘，用 Φ20mm 的镀锌钢管加工降水器，钢管一头堵死、 一头套上闸阀，用小钻头在钢管的 1/2 圆面上钻无数小孔，安装在已衬砌段， 对洞内进行喷雾降尘。 道路的防尘工作同样重要，特别是铺底后的地段，必须及时清扫掉路面的 泥土，必要时给予洒水降尘。 9 9 施工通风与安全生产保证措施施工通风与安全生产保证措施 （1）制定切实可行的施工通风安全保障制度。 （2）按照相关施工通风要求执行标准和技术措施制定防范预案及物资的储 备如防毒面具、消防器材、消防用水、应急照明设施，以及逃生路线等。 （3）当隧道内有害气体超过《公路隧道通风照明设计规范》的卫生指标后， 除加强通风外，应立即组织作业人员的疏散、撤离。 （4）为确保隧道施工安全与卫生，在施工中除做好必要的施工通风、排烟、 降尘工作外，还应加强对隧道内的空气状况、空气质量的检测和测试，防止其 他有害气体、可燃气体由围岩的逸出，避免造成安全事故。 （5）在危险地段设计安装局扇通风机（防爆型） ，通过采取有效措施，加 强通风，以控制有害气体和可燃气体浓度在正常范围内。 （6）通风系统出现故障（包括停电等因素）或洞内通风受阻，应停止施工 作业，特别是大功率内燃机械等，以避免残生的有害气体。同时要求所有人员 迅速撤离现场。 （7）由于长达隧道的施工的周期较长，参建人员的素质条件不同，因此应 定期组织施工人员进行安全施工学习，及安全救援工作的演练。 （8）通风作业人员要熟悉隧道施工环境、作业工序、通风仪器设备性能， .\ 岗前经专职培训合格后才允许进行通风作业。 （9）通风设备必须安装牢固，周围 5m 内不得堆放杂物。通风设备应配有 保险装置，发生故障时，能自动停机。 （10）风机司机要遵守操作规程，防止发生机械事故，做好防火、防触电 工作；风机不运作时务必切断电源；发现通风系统有异常、震动、火花等事故 时，应立即人员做出处理；通风工应加强与风机司机的联系，风机司机在没有 接到通风工的通知时，不能随意开关风机。 （11）不允许把重物加在通风管上，更不允许通风工站在通风管上作业。 风管周围不得堆放尖锐物件，在安装风管时风管线下方的锚杆、钢筋应及时割 除，防止扎烂风管。动力线、照明线不得安装在风管同侧。 （12）长梯作业时做好防滑或踏空准备，系好安全带。同时应有其他通风 工扶着梯子。高空作业必须佩戴安全帽，同时系好安全带。当在模版台车、台 架上作业时一定要抓牢站稳，防止坠落。 （13）在使用紧线器时，一定要把握住力度，防止钢丝拉蹦，以免伤人。 通风工用电、接线必须找专职电工。 （14）隧道开挖响炮前必须退到安全距离以外避炮。随时注意洞内过往车 辆，及时避让，保证个人人身安全。正在作业时，如有车辆过来，必须立即停 止作业，以免被车碰到。