隧道通风施工组织设计

1、四川省汶川至马尔康高速高速公路维关隧道通风施工方案LLTOC o 1-5 h z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汶马高速C10合同段项目部二O五年三月二十二日目录TOC o 1-5 h z HYPERLINK l bookmark8 o Current Document 编制说明11.1编制依据1.1.2编制原则1. HYPERLINK l bookmark10 o Current Document 工程概况12.1主要工程数量1.2.2工程地质水文自然条件2.2.2.1工程地质2.2.2.2气象及水文地质2.2.2.3自然条件2. HYPERLINK l bookma

2、rk12 o Current Document 通风设计要求23.1总体施工方案2.3.1.1施工作业环境卫生环境2. HYPERLINK l bookmark14 o Current Document 3.1.2最小风量及风速3.通风方案的选择3 HYPERLINK l bookmark16 o Current Document 4.1通风方式设计3.4.2通风管的布置4. HYPERLINK l bookmark18 o Current Document 5通风量计算5 HYPERLINK l bookmark20 o Current Document 5.1计算参数确定5. HYPERL

3、INK l bookmark22 o Current Document 5.2供风量计算5. HYPERLINK l bookmark24 o Current Document 5.3风压的计算7. HYPERLINK l bookmark26 o Current Document 5.4风机选型8. HYPERLINK l bookmark28 o Current Document 6通风设备的安装调试8 HYPERLINK l bookmark30 o Current Document 6.1风机安装8.6.2风管悬挂固定8. HYPERLINK l bookmark32 o Curren

4、t Document 通风效果的检测与评定97.1通风效果检测与优化9.7.2通风设备的维护保养9. HYPERLINK l bookmark34 o Current Document 加强隧道通风的保证措施9 HYPERLINK l bookmark36 o Current Document 8.1搞好岗前培训，提高管理使用技术9. HYPERLINK l bookmark38 o Current Document 8.2健全制度、落实保障措施10 HYPERLINK l bookmark40 o Current Document 8.3自制水幕降尘器，最大限度降低炮烟、粉尘污染10 HYP

5、ERLINK l bookmark42 o Current Document 施工通风与安全生产保证措施10编制说明1.1编制依据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；公路隧道通风设计细则(JTG/TD70/2-2014)；公路隧道施工技术规范(JTGF602009)；公路建设项目环境影响评价规范(JTGB032006)；公路项目安全性评价指南(JTG/TB052004)；公路环境保护设计规范(JTGB042010)；1.2编制原则本着经济适用、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。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

6、耗损失。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。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。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”。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+080K104+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。2.1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113

7、0m，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。2.2工程地质水文自然条件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14225922m,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

8、斜。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6.9CJ11C。，常年主导风向为西北风。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。通风设计要求3.1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

9、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：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

10、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。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）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。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。4.1通风方式设计维关隧道单向掘进长度均大于10

11、00m，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。HI-JTIW-.宀!I-.Tl.才&-*tie.宀“&jtie存3一TI口.3.亠叮-I.-!.呵rTIx图1：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2030m处（随通道开挖不断跟进），对左线隧道进行供风

12、，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洞4.2通风管的布置图2：第二阶段施工通风图3：隧道主洞与施工支洞施工管线布置示意图5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。5.1计算参数确定通风距离按照1200m计算；洞内施工最多人数按90人;采用内燃机械时，供给每个人的新鲜空气量不应小于4.5m3/(mi

13、n.kw)；控制通风计算按开挖爆破一次最大用药量240kg；放炮后通风时间按30min；软式拉链风管百米漏风量1.5%,风管内摩擦系数为0.015;洞内风速不小于0.25m/s;5.2供风量计算按洞内允许最低风速计算风量Q1=60 xAxV=60 x85x0.25=1275(iWmin?式中：V洞内最小风速0.25m/sA整洞开挖断面取85m2按洞内作业人数计算需风量Q1=4.5x90 x1.2=486(m3/min),安全系数k=1.2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1.52.0的系

14、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/(mhKW),并按下式计算：Q=(Ha+H-a+H-a)q1ssDDEE式中：Qi一内燃机械作业所需风量，m3/min；Hs一装碴机械总功率，KW；a装碴机械的工作效率；Hd运输类汽车总功率，KW；ad运输类汽车的工作效率；he其他类机械总功率，kw；ae其他类机械的工作效率；q一内燃机械单位功率供风量，m3/(mhKW)。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

15、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：Qi=4.5x(162x2+221x2)=3447m3/min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Q27.8(m3/min),式中：Q2一爆破排烟所需风量，m3/min；t一通风时间，取t=30min,A次爆破炸药消耗量A=240Kg；F开挖断面积85m2；L通风换气长度，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

16、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=Q/(1-l/100=3447/(1-0.015)1200/100=4133m3/min机需风压的计算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。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hh阻。H总阻二血摩+工h局局部压力损失：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局二xpxv2/

17、2pa式中：E-局部阻力系数P-空气密度，取1.2v-转弯管道风速，取30m/s拐弯局部阻力系数计算公式如下：E=0.008a0.75/n0.6n二R/D式中：R为拐弯半径(取10m),D为风管直径，取2m,a为拐弯角度。拐弯局部阻力系数计算得：E=0.008x900.75/50.6=0.089局部阻力得：h局二0.089x1.2x302/2=48.1pa沿程压力损失计算：风管内摩擦阻力h摩二入(L/D)p(V2/2)入-摩擦系数根据使用经验、取入二0.01；风管平均流速V=30m/s。L-通风管长，取1200mD-风管直径，取D=2mP-空气密度，取1.2h-沿程摩擦阻力pah二入(L/D)

18、p(V2/2)=0.01x(1200/2)x1.2x(302/2)=3240Pa风压计算：H阻二h摩+h局=3288Pa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1: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-NQ12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：160 x2kw2台风管2000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

19、(B)-4-No14高速2113-41161078-6860336114803002x160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通风设备的安装调试6.1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2030m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0-2x0-3x0.016米钢板，通风机架用16号工字钢焊接，咼度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

20、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。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，然后布巾8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，咼度一致，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。通风效果的检测与评定7.1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。

21、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W4实测数据刘宾2次/周维关隧道左线粉尘仪W4实测数据李斌7.2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。加强隧道通风的保证措施8.1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8.2健全制度、落实保障措施（1）是通风机有专人值