隧道施工通风设计及技术措施

1、隧道施工通风设计及技术措施1.布局原则(1)施工通风将直接影响施工进度、文明施工和员工健康。通风系统布置必须满足施工人员正常呼吸和稀释、机械废气、有害气体和冷却的最小通风量，并满足硐室的最小风速。(2)机械通风主要采用瑞典生产的高风压长距离GIA风机和隧道施工中广泛使用的SD-II系列子午对旋轴流风机。流量为7200m3/min、5000m3/min等的标准轴流风机。，单次通风距离超过2500m(带硬风管)。其他轴流风机中继距离控制在6001000m。(3)某电站地处金沙江干热河谷，昼夜温差大，季节性温差大。因此，本项目在通风井井口设置排气扇。当室外温度高于室内温度时，启动排气扇。当室外温度低

2、于室内温度时，竖井采用自然通风。(4)在进气隧道入口处创造良好的环境。为了保证隧道入口处的空气质量，必须减少进气隧道入口处的空气污染。主要采取以下措施:根据风向，控制进气隧道进口处的施工扬尘和空气污染，在进气隧道进口前设置限速牌，禁止车辆等空气污染源在进气隧道进口处长时间停留，减少污染源；(2)为洞口创造良好的环境，进风洞洞口绿化并定期洒水，进风洞洞口附近的边坡上种草。如果进气隧道入口处有排气管，将排气管出口尽量设高，避免污染进气隧道入口处的空气。(5)根据我公司承担的类似地下工程的施工经验，通风、排烟、除尘的影响是连续的。根据本工程洞室施工程序和施工进度，施工通风一般分为三个阶段:一期:本次

3、招标开始时，业主已提供了三个洞室、主厂房引水隧洞和主变室引水隧洞的部分上部施工通道。因此，通风竖井和出口竖井贯穿原主厂房和主变压器室，一期通风采用正负压混合通风。尾水调压室接入竖井前，采用正负压混合通风。尾水隧洞和引水系统前期为单一工作面，洞室互不关联。第一阶段主要采用正负压机械通气。一期配置的通风机总进风量为30400 m3/min。第二阶段:三大洞室通风井及两端中层施工支洞已形成。三大洞室二期通风采用中层施工平硐正压进风，竖井排风的通风方式(竖井根据洞外温度采用自然与机械排风相结合)。关于尾水系统和引水系统的总体施工程序安排，根据平面布置和洞室间高差的特点，引水竖井、主厂房通风竖井和主变洞

4、将尽快连接。创造自然通风和机械通风相结合的条件。每个井口都配有风机(根据洞外温度，采用自然通风和机械通风)，一期布置的负压风道要么改为正压通风，要么去掉。二期通风机总进风量为22400 m3/min。第三阶段:开挖基本完成，进入混凝土灌浆和安装阶段。引水系统、三个洞室和尾水系统连接在一起。引水隧洞进口、尾水隧洞出口、主厂房通风竖井、主变隧洞排气竖井、出口竖井均连通。所有与地面相连的孔(井)和新增加的通风辅助孔(井)将起到烟囱效应，废气将从孔中排出。此阶段前期预留部分正压风机辅助通风，负压风机和井筒井口风机全部撤除，井筒主要采用自然通风。(6)通风管道应吊挂平、直、紧、稳、顺，并增加每段风管的长

5、度，减少管接头，以减少风量损失。(7)洞内施工应尽量使用电气设备，减少内部机械的使用，减少有毒气体的排放。(8)加强施工现场空气质量监测，根据监测结果优化通风系统布局。(9)隧道开挖硐室断面最小风速不小于0.15m/s，通风竖井最大允许风速不大于15m/s。(10)为保证隧道内的空气质量，隧道内应尽量使用电动设备，柴油设备(包括运输车辆和挖装设备)应配备空气过滤器和净化器。掘进工作面喷雾除尘，保持洞内空气质量，减少洞内通风。2.通风孔和通风井的布局(1)布局原则施工通风孔(井)的布置原则如下:(1)施工通风洞(井)的设置主要解决尾水洞内通风条件较差部分的通风；施工通风孔(井)的设置应以不危及和

6、影响相邻建筑物的安全和运行为前提；施工通风孔(井)的设置和断面尺寸应满足通风、除尘和散烟的要求；施工通风孔(井)的设置应充分利用各种通向地面或边坡的永久性隧道和竖井，为施工工序尽快衔接好创造有利条件；施工通风孔(井)必须配备安全、排水和照明设施，确保施工通风孔(井)始终处于良好的运行状态。(2)新通风孔和井的布置和封堵根据各隧道和通风的需要，在有利于通风的部位和通道设置通风井和通风平硐。本标共设4个通风竖井和2个通风平硐。根据招标文件要求，本标准布置的通风孔、井采用C20微膨胀混凝土封堵。与流道相连的通风孔和井的长度应不小于30m；其他通风孔和井被堵塞5米长。本标准新增通风孔、井的布置特点见表

7、6.25-1。表6.25-1新增通风孔和井的布置特点序列号洞穴名称特点开始-结束位置开挖量m3/砌块混凝土m3功能一个增加1#通风井圆形截面1.4m，L =27m交通洞K0+270站(高程831.5米)至1号尾水主洞轴线。42/42解决1号主尾水洞废气排放。2增加2#通风井圆形截面1.4m，L =35m交通洞K0+348站(高程835.5米)至2#尾水主洞轴线54/46解决2#主尾水洞废气排放。三新增1#通风平洞方圆段34m，长=28m进厂交通洞桩号K0+443(高程840.0米)与3#主尾水洞轴线水平投影相交。310/55解决3号主尾水洞废气排放。四增加3#通风井圆形截面1.4m，L =29

8、.5m在2#尾水主洞轴线上增加1#通风洞。45/45五增加2#通风平洞方圆段34m，长=22m3#尾水洞出口850.5平台水平投影与3#尾水洞主洞轴线相交。242/55主要解决3号尾水主洞下游的废气排放。六增加4#通风井圆形截面1.4m，L =25m在3#尾水主洞轴线上增加2#通风洞。39/393.通风量的确定和计算依据根据隧道施工程序、方法、施工设备配置和通风方式安排，计算出能满足施工人员正常呼吸、稀释和排出井下溢流有害气体的最大通风量。根据通风时间、一次装药量和隧道断面最小风速的要求，采用纯稀释理论、隧道最小风速和车间涡流三种计算方法计算通风量，确定通风方式。同时，根据我公司多年地下工程施

9、工经验，对计算的通风量进行修正，并根据选定的通风量选择通风设施。在计算标准通风量时，按通风管道100米漏风量的1 2%计算，沿途最大风压损失为20%。4.通风布局在东德左岸地下厂房系统建设中，隧道内开设了许多施工支洞，三大洞室的出口只有左岸低线公路隧道和进厂交通洞。在洞穴挖掘期间，通风和驱散烟雾是非常困难的。根据施工现场不同的通道和施工程序，本标准中的通风是分部位、分阶段规划的。(1)引水系统通风布局引水系统上水平段隧洞较短，主要采用局部通风机通风；由于下段为洞内洞，根据施工程序和通风方式的变化，分为三期，一期采用正负压通风；二级导流井先导井贯通后，采用下平段正压通风，上平段排烟；三期采用自然

10、通风，机械通风为辅。导流系统一期通风(导流井1.4m导井贯通前):在电站进水口设置1#6#风机，对1 # 6 #引水隧洞上段进行正压机械通风；7#风机设置在进口洞与中间排水洞施工支洞的交叉处，新鲜空气压入1 # 6#导流洞的下段，8#风机设置在左场4-1#施工支洞与6#导流洞的岔口处，将废气排至洞外。导流系统二期通风(导流井1.4m导井连通后):导流洞二期通风保持7号风机压送新风，施工废气从导流洞进口排出。引水系统三期通风(开挖后，混凝土和机电安装期间)引水系统开挖完成后，以自然通风为主，预留第二阶段正压风道，根据工作面需要及时通风。根据引水系统通风规划和布置，引水系统通风布置特点见表6.25

11、-2。风机布置和管道特性见表6.25-3和表6.25-4。表6.25-2引水系统通风布置特点通风分阶段建设内容通风路径通风布置通风模式部分开挖部分下导流洞，开挖上导流洞。新鲜空气从引水隧洞进口、进厂交通洞和左厂4-1#施工支洞输入，废气从引水隧洞进口、左厂4-1#施工支洞和进厂交通洞排出。在电站进水口设置1#6#风机，对1 # 6 #引水隧洞上段进行正压机械通风；7#风机设置在进口洞与中间排水洞施工支洞的交叉处，新鲜空气压入1 # 6#导流洞的下段，8#风机设置在左场4-1#施工支洞与6#导流洞的岔口处，将废气排至洞外。上、下引水隧洞设置局部通风机进行辅助通风。机械通风第二期导流井和一些平洞的

12、开挖。新鲜空气从交通洞进入厂区和左厂4-1#施工支洞，废气从导流竖井和导流上水平洞排出。进厂交通洞与中间排水洞施工支洞交叉处，设7#风机送风，设导流井排风。机械通风为主，自然通风为辅。三导流洞混凝土浇筑及压力管道安装新鲜空气从交通洞进入厂区和左厂4-1#施工支洞，废气从导流井排出。保留二级通风管道和风机，用于辅助通风。自然通风为主，机械通风为辅。表6.25-3引水系统一期工程通风布置特点通风机名字模型风量(立方米/分钟)直体姿势风管使用名字管道直径(厘米)长度(米)1 # 6 #轴流风机SD-100110千瓦10001 # 6 #导流洞进口柔性管道100360320280230190140引水

13、隧洞上游洞施工初期的进气7#轴流风机AVH224500千瓦7200进厂交通洞与中间排水洞施工支洞交叉口柔性管道200100610360导流洞下洞施工中的进气口8#轴流风机AVH224500千瓦72006#导流洞与4-1#施工支洞交叉口硬空气管道200760导流洞下洞施工初期排气6名当地球迷BDK-60-6139001800在上部和下部导流隧洞内辅助烟雾分散表6.25-4引水系统二期通风布置特点表通风机名字模型风量立方米/分钟直体姿势风管使用名字管道直径(厘米)长度(米)7#轴流风机AVH224500千瓦7200进厂交通洞与中间排水洞施工支洞交叉口柔性管道200100610360导流洞下洞施工中

14、的进气口(2)三个洞室的通风第三硐室一期通风主要为单工作面正负压机械通风；二期主厂房的通风竖井导井和出口竖井导井连接后，主厂房的通风竖井和出口竖井作为通风排烟通道，使主厂房和主变室形成两端进风，竖井排风的气流。在局部空气质量较差的部位，采用局部风机进行辅助通风。根据三个洞室施工程序和通道的变化，三个洞室的通风按第三阶段规划:三个洞室一期通风(厂房、层开挖，主变室、层开挖，尾水调节室上部开挖)9#风机安装在左厂1号施工平硐，向主厂房提供正风；11 #风机安装在左厂2号施工平硐，向主变室提供正风；13 #风机安装在左厂3号施工平硐，向尾水调节室提供正风；15 #风机安装在左厂10号施工平硐，向出口

15、平硐和出口竖井下段提供正风。10#、12#和14#通风机分别安装在1号施工支洞与主厂房、2号施工支洞与主变压器室的交叉处，以及8号施工支洞和8-1号施工支洞的分叉处。三个洞室的二期通风(厂房四层及以下开挖，主变室三、四层开挖，尾水调节室下部开挖):此时，主厂房的通风竖井和出口竖井的下段已经与三个洞室相连。9#风机和11#风机移至左岸低线公路5-4#隧洞进口，进口隧洞和主变室正压进风至主厂房和主变室，13#风机移至尾变室正压进风至尾变室。10#、12#通风机移至通风竖井顶部，出口竖井988出口平洞负压排烟；14#风机预留用于尾部控制室施工负压排烟。三个洞室的三期通风(开挖后，混凝土和机电安装期间

16、)三个洞室开挖后，均与引水和尾水系统相连。此时隧道主要依靠自然通风，同时预留一些正压通风的风道。三个洞室空气质量差时，用正压通风来补充。根据三个洞室的通风布置，分阶段布置的特点见表6.25-5。第三洞室一期通风布置特点见表6.25-6。第三洞室二期通风布置特点见表6.25-7。表6.25-5三个洞室分期通风布置特点通风分阶段建设内容通风路径通风布置通风模式部分厂房一、二、三层开挖支护，主变室一、二层开挖支护，尾部调节室上部开挖支护。新鲜空气从1#、2#和3#施工支洞输入，废气从1#、2#和3#施工支洞排出。9#风机安装在左厂1号施工平硐，向主厂房提供正风；11 #风机安装在左厂2号施工平硐，向

17、主变室提供正风；13 #风机安装在左厂3号施工平硐，向尾水调节室提供正风；15 #风机安装在左厂10号施工平硐，向出口平硐和出口竖井下段提供正风。10#、12#和14#通风机分别安装在1号施工支洞与主厂房、2号施工支洞与主变压器室的交叉处，以及8号施工支洞和8-1号施工支洞的分叉处。机械通风为主，自然通风为辅。第二期厂房四层及以下开挖支护，主变三、四室开挖支护，尾部调节室下部开挖支护。新鲜空气从入口隧道、主变压器室隧道和尾门隧道输入，废气从主厂房的通风井和出口井排出。9#和11#通风机移至左岸低线公路5-4#隧洞进口，正压风由进口隧洞和主变室供给主厂房和主变室，13#通风机移至尾调室进口隧洞，

18、向尾调室供给正压风；10#、12#通风机移至通风竖井顶部，出口竖井988出口平洞负压排烟；14#风机预留用于尾部控制室施工负压排烟。机械通风为主，自然通风为辅。三第三个洞室开挖后，进行混凝土和机电安装。新鲜空气从入口隧道、主变压器室隧道和尾门隧道输入，废气从主厂房的通风井和出口井排出。保留9#、11#、13#风机和正压通风管道进行辅助通风。自然通风为主，机械通风为辅。表6.25-6三个洞室一期通风布置特点通风机名字模型风量(立方米/分钟)直体姿势风管使用通风软管管道直径(厘米)长度(米)9#轴流风机SD-150264千瓦3000左场左岸公路与1号施工支洞交叉口柔性管道160500主厂房上部的进

19、气口10#轴流风机SD-150264千瓦3000左厂主厂房与1号施工支洞交汇处硬空气管道160450从主厂房上部排出空气1 #轴流风机SD-125220千瓦2000左场左岸低线公路与2号施工支洞交叉口柔性管道120300主变压器室上部建筑进气口12#轴流风机SD-125220千瓦2000左场主变室与2号施工支洞交叉口硬空气管道120300排出主变压器室上部的空气13#轴流风机SD-150264千瓦3000左场左岸低线公路与3号施工支洞交叉口柔性管道160100540150尾门室上部的进气口14#轴流风机SD-150264千瓦3000厂房左8#施工支洞与8-1#施工支洞的交汇处硬空气管道160名

20、流尾部控制室上部的排气15#轴流风机SD-100110千瓦1000左岸上坝公路与左场10号施工支洞交叉口柔性管道100150厂房左10#施工支洞及出口隧洞施工进风口9名当地球迷BDK-60-6139001800三栋室内辅助烟雾分散表6.25-7三个洞室二期通风布置特点表通风机名字模型风量立方米/分钟直体姿势风管使用名字管道直径(厘米)长度(米)9#轴流风机SD-150264千瓦3000左岸低线公路5-4隧道口柔性管道160710主厂房中部的施工进气口10#轴流风机SD-150264千瓦3000主厂房通风井顶部硬空气管道16080主厂房建筑中的排气1 #轴流风机SD-125220千瓦2000左岸

21、低线公路5-4隧道口柔性管道120710主变压器室下部施工进风口12#轴流风机SD-125220千瓦2000出口孔顶部硬空气管道120270主变压器室建筑中的排气13#轴流风机SD-150264千瓦3000左岸低线公路与尾门交通隧道交叉口。柔性管道160300尾部调节室中部施工进气口14#轴流风机SD-150264千瓦3000厂房左8#施工支洞与8-2#施工支洞的交汇处硬空气管道160名流尾部控制室建筑中的排气9名当地球迷BDK-60-6139001800三栋室内辅助烟雾分散(3)尾水系统通风布置尾水系统只有左厂5号施工支洞的唯一通道，对洞内通风排烟十分不利。为了改善尾水系统的通风条件，在进口

22、隧洞布置了新的1#、2#和3#通风竖井与三条尾水隧洞连通，在3#尾水隧洞出口布置了新的4#通风竖井与3#尾水隧洞下游侧连通。尾水系统通风方案如下:尾水系统统一期通风(尾调节室排渣口接通前):进厂交通洞与导流洞左下方1#平硐交汇处分别设有16#通风机，左厂5#平硐与6#平硐交汇处分别设有17#和18#通风机，左厂5#平硐与6#平硐交汇处分别设有19#通风机，用于排烟。尾水系统二期通风(尾水室出渣槽连通后):至此，三条尾水洞分别与尾水室、主厂房通风竖井、出口竖井下段相连，并预留了一期通风设置的16#、17#、18#通风机正压进风口；在1#、2#、3#和4#通风竖井的开口处增加20#、21#、22#

23、、23#通风机和14#通风机。尾水系统三期通风(开挖后，混凝土和机电安装期间)尾水洞开挖完成后，洞内各部分已衔接好，以自然通风为主，并预留部分正压风道和16#、17#、18#通风机辅助洞内通风。根据尾水系统通风规划布置，尾水系统通风布置特点见表6.25-8。风机布置和管道特性见表6.25-9和表6.25-10。表6.25-8尾水系统通风布置特点通风分阶段建设内容通风路径通风布置通风模式部分尾水隧洞和尾水支洞上层开挖及支护。新鲜空气从左厂5号施工平硐输入，废气沿左厂5号施工平硐和进厂交通隧道排至平硐外。进厂交通洞与导流洞左下方1#平硐交汇处分别设有16#通风机，左厂5#平硐与6#平硐交汇处分别设

24、有17#和18#通风机，左厂5#平硐与6#平硐交汇处分别设有19#通风机，用于排烟。机械通风第二期尾水隧洞和尾水支洞下层开挖与支护新鲜空气由左厂5号施工支洞输入，废气由新增的1号、2号、3号、4号通风竖井、尾水调节室出渣槽、主厂房通风竖井、出口竖井排出。保留16#、17#、18#通风机，正压进风设置在一期通风；在1#、2#、3#和4#通风竖井的开口处增加20#、21#、22#、23#通风机和14#通风机。机械通风为主，自然通风为辅。三尾水系统混凝土浇筑、改建段施工、金属结安装等。新鲜空气从左厂房的5号施工平硐输入，废气从主厂房的通风井和出口井排至洞外。拆除所有排风机，保留正压风道和16#、17

25、#、18#风机辅助隧道通风。自然通风为主，机械通风为辅。表6.25-9统一时期尾水系统通风布置特点通风机名字模型排气量立方米/分钟直体姿势风管使用名字管道直径(厘米)长度(米)16#轴流风机AVH224500千瓦7200引入交通隧道与导流隧道左下1#支洞的交叉口柔性管道200980尾水支洞和尾水隧洞施工进气口17#轴流风机SD-150264千瓦3000厂区左5#施工支洞与6#施工支洞交汇处柔性管道160100300600尾水隧洞施工中的接力进气18#轴流风机SD-150264千瓦3000厂区左5#施工支洞与6#施工支洞交汇处柔性管道160100650900尾水隧洞施工中的接力进气9 #轴流风机

26、AVH224500千瓦7200厂区左5#施工支洞与6#施工支洞交汇处硬空气管道2001500尾水洞支洞和尾水洞施工排气9名当地球迷BDK-60-6139001800水东内辅助烟雾分散表6.25-10尾水系统二期通风布置特点表通风机名字模型排气量立方米/分钟直体姿势风管使用名字管道直径(厘米)长度(米)14#轴流风机SD-150264千瓦3000厂房左8#施工支洞与8-2#施工支洞的交汇处硬空气管道160名流尾部控制室建筑中的排气16#轴流风机AVH224500千瓦7200引入交通隧道与导流隧道左下1#支洞的交叉口柔性管道200980尾水支洞进气口和尾水隧洞施工17#轴流风机SD-150264千

27、瓦3000厂区左5#施工支洞与6#施工支洞交汇处柔性管道160100300600尾水隧洞施工中的接力进气18#轴流风机SD-150264千瓦3000厂区左5#施工支洞与6#施工支洞交汇处柔性管道160100650900尾水隧洞施工中的接力进气20#轴流风机SD-112150千瓦1500增加1#风井井口。硬空气管道1201001#尾水洞施工排气1 #轴流风机SD-112150千瓦1500增加2#风井井口。硬空气管道1601002#尾水洞施工排气2 #轴流风机SD-112150千瓦1500增加3#风井井口硬空气管道一百八3003#尾水洞施工排气3号轴流风扇SD-112150千瓦1500增加4#风井

28、井口。1#尾水洞施工排气9名当地球迷BDK-60-6139001800水东内辅助烟雾分散(4)场外排水廊道和帷幕灌浆平洞厂外排水廊道和帷幕灌浆平洞隧道线路较长，通风散烟困难。施工通风利用各层的施工通道。隧道进口布置轴流风机，隧道内布置正压风道，采用压入式正压通风。通风机选用500m3/min轴流风机，通风管道选用60cm柔性风管。表6.25-11场外排水廊道通风布置特点表通风机名字模型排气量立方米/分钟直体姿势风管使用方式名字管道直径(厘米)长度(米)P1#轴流风机SD-6060kw5008#施工支洞及首层排水廊道上游侧岔口。柔性管道601250首层排水廊道有正压进风口。P2#轴流风机SD-6

29、060kw5008#施工支洞末端位于首层排水廊道上游侧的岔口处。柔性管道60250首层排水廊道有正压进风口。P3#轴流风机SD-6060kw5008#施工支洞及首层排水廊道下游侧岔口。柔性管道60350首层排水廊道有正压进风口。P4#轴流风机SD-6060kw500进厂交通隧道与第二条排水廊道施工支洞的交叉点柔性管道601100二层排水廊道有正压进风口。P5#轴流风机SD-6060kw500第二排水廊道施工支洞末端柔性管道601100二层排水廊道有正压进风口。P6#轴流风机SD-6060kw500进厂交通洞和9#施工支洞岔口。柔性管道60900第三层排水廊道有正压进风口。P7#轴流风机SD-6

30、060kw500进厂交通洞和9#施工支洞岔口。柔性管道60900第三排水廊道正压进风口表6.25-12帷幕灌浆平洞通风布置特点通风机名字模型排气量立方米/分钟直体姿势风管使用方式名字管道直径(厘米)长度(米)G1#轴流风机SD-6060kw50098帷幕灌浆平洞与左岸公路穿坝交叉口柔性管道60650帷幕灌浆平洞施工中的正压进气口G2#轴流风机SD-6060kw500GJ1#施工支洞与左岸高速公路穿越大坝交叉口柔性管道601400帷幕灌浆平洞施工正压进风口G3#轴流风机SD-6060kw500GJ2#施工支洞与左岸首层排水廊道交叉口柔性管道60130085帷幕灌浆平洞施工中的正压进气口G4#轴流

31、风机SD-6060kw500GJ3#施工支洞与左岸低线公路交叉口柔性管道60120080帷幕灌浆平洞施工正压进气口G5#轴流风机SD-6060kw500GJ4#施工支洞与左基坑1#支洞交叉口柔性管道60650帷幕灌浆平洞施工正压进风口(5)呼吸机概述根据本标准的风机布置规划和施工程序，风机汇总见表6.25-13。表6.25-13风机分类汇总表序列号模型容量(立方米/分钟)功率(千瓦)数量(套)评论一个SD-6050060122SD-1001000110七三SD-1121500150四四SD-12520002202五SD-1503000264六六AVH2247200500四七BDK-60-613

32、90018006018局部风扇相当于 =SUM(ABOVE) 535、通风辅助喷雾除尘设备布置左厂1号施工支洞主厂房右端和2号施工支洞主变室右端分别设置3WD2000-200和3WD2000-120环保除尘风动喷雾器，对主厂房和主变室进行喷雾降尘。喷雾机设备技术参数见表6.25-14。表6.25-14环境除尘用风送式喷雾器技术参数表模型3WD2000-2003WD2000-120型水平范围(米)200200水平旋转角度(远程控制)160160俯仰角(远程控制)-10 30-10 30最大覆盖面积(平方米)9500037000消耗量(升/分钟)可以调节160300150200泵压(兆帕)2.53.52.53.5雾的颗粒大小(微米)可以调整。3025030200控制方式自动的自动的防护等级不低于IP55不低于IP55适用环境(C)-30+50-30+50力量300千瓦250千瓦6.施工通风运行管理计划(1)组织建立以项目经理为第一责任人的施工通风安全生产管理组织。建立检测组织系统，