某隧道通风专项施工方案

新建蒙西至华中地区铁路煤运通道土建工程MHTJ-15标隧道通风专项施工方案中铁五局集团蒙华铁路MHTJ-15标段工程经理部2016年3月目录1编制依据及原那么11.1编制依据11.2编制原那么12工程概况13通风设计标准24通风设计原那么25通风方案25.1通风布置方案25.1.1施工通风布置25.2通风量计算35.2.1计算依据35.2.2需风量计算45.2.3风量计算结果65.2.4通风设备的选择66风机、风管的安装76.1安装风机76.2安装风管77通风系统维护88平安措施89文明施工、职业健康9隧道通风专项施工方案1编制依据及原那么1.1编制依据〔1〕蒙华15标三工区管段隧道工点图；〔2〕铁路隧道工程施工平安技术规程；〔3〕铁路隧道工程施工技术规程；〔4〕铁路工程施工技术手册〔隧道〕；〔4〕煤运通道建设工程管理规定；〔5〕业主指导性施工组织设计；〔6〕蒙华15标实施性施工组织设计。1.2编制原那么〔1〕严格遵守施工标准和质量评定验收标准；〔2〕坚持技术先进性，科学合理性，平安可靠性与实事求是相结合的原那么；〔3〕对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理的原那么。2工程概况蒙华15标三工区管段内的隧道位于河南省三门峡市卢氏县横涧乡境内，总计5座隧道，文山寨隧道497米、孟家坡隧道1385米、石家隧道776米、张家岭隧道293.28米、白土坡隧道1509米，全长4460.28米。根据施组安排，文山寨隧道从出口单面掘进，孟家坡隧道从出口单面掘进，石家隧道从进口单面掘进，张家岭隧道从出口单面掘进，白土坡隧道从进口单面掘进，线路地理位置见下列图:3通风设计标准隧道内风量根据爆破及人员作业所需新风设计，通风标准如下：1〕全断面开挖时施工通风风速不小于0.15m/s，分部开挖的坑道中不小于0.25m/s，但均不应大于6m/s；洞内作业人员所供给的新鲜空气3m³/min，洞内一次爆破后30～40min排出工作面炮烟进行计算，取其中的最大值控制计算。另外还应考虑洞内无轨运输时运输设备的使用所需的风量。2〕钻爆法施工时，最大循环进尺按3m，炸药用量1.1kg/m³，通风时间按30～40min考虑。运输设备采用20t自卸卡车〔运输能力10m³/辆〕。3〕风机及风管根据施工进度进行配置。4通风设计原那么1〕满足隧道通风各项卫生标准；2〕满足标准规定的其它通风要求；3〕通风系统具有可维护性。5通风方案5.1通风布置方案按照隧道施工安排，蒙华15标三工区隧道均采取单面掘进施工，通风采用压入式通风方式。施工通风布置隧道采用“压入式”通风方式。在隧道洞口设置轴流风机，接风管至掌子面进行压入式通风。如下列图所示。隧道施工通风示意图5.2通风量计算5.2.1计算依据通风量计算按新鲜风从洞外压入掌子面，污风从隧道排出进行。具体计算依据《铁路隧道工程施工技术规程》。1)按洞内同时作业的最多人数所需要的新鲜空气，计算出Q1；2)规定时间内稀释一次爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需的风量Q2；3)根据不同的施工方法，按隧道内规定的最小风速，计算出所需的风量Q3；4)当隧道内采用内燃机械时，按施工作业隧道内的内燃设备总功率，计算出所需的风量Q4。按上述方法计算后，以其中的最大值Qmax，再考虑风管的损失率，最后确定洞内所需的总供风量。5.2.2需风量计算根据通风方案，隧道独头通风的距离按照1385m计算，其余的计算不在此处详细罗列，具体计算数据见风量计算结果。本处计算风量时独头通风距离取1385m。1)按洞内同时作业的最多人数计算Q1=qmk式中：q—洞内每人每分钟所需新鲜空气，取3m3/min；m—洞内同时工作的最多人数，隧道取50人；k—风量备用系数，取1.15。Q1=3×50×1.15=172.5m3/min2)按冲淡因爆破产生的有害气体所需空气量计算Q2＝5Ab/t式中：t—通风时间，取40min；A—同一时间起爆总药量〔kg〕，A=Sqι=101.78×1.1×2=223.916kg；〔S—断面面积，取101.78m2〔V级围岩断面〕；q—单位耗药量，取1.1kg/m3；ι—循环进尺，取2.0m；〕b—1Kｇ炸药爆炸时所折合的CO体积，取40m3／kg。Q2=5×223.916×40/40=1119.58m3/min3)按允许平均风速计算风量Q3＝60×S×V式中：Q3—计算风量，m3/min；S—最大断面面积，m2，取101.78m2；V—洞内允许最小风速，取0.25m/s〔分部开挖最小需要0.25m/s〕。那么：Q3＝60×101.78×0.25＝1526.7m3/min4)按内燃机械设备总功率计算洞内每个掌子面内的通风量由内燃机的制造型号、结构、燃料、负荷等因素确定，本工程洞内主要内燃机械为挖机、装载机以及自卸汽车，按每KW供风量不小于3m3/min进行计算。即Q4=K∑Ni式中：Ni—内燃机功率，KW；K—洞内岀碴时使用内燃机每KW所需风量，取3m3/min计算；结合隧道断面、地质水文条件，综合考虑各种工况组合，洞内岀碴时掌子面使用的内燃机最多，按2台自卸汽车(110KW)、1台ZLC50B装载机〔163KW〕计算，总功率为2×110+163=383KW。Q4=K∑Ni=3×383=1149m3/min5)风机需提供的风量确定由前面计算结果知：Q需=Q3=1526.7m3/min〔取以上Q值的最大值〕。那么Q机=Q需/〔1-β〕L/100，其中Q机—风机需提供的风量，m3/min；L—风机送风距离；β—通风管百米漏风率，通风管直径1.5m，取1.0%。Q机=Q需/〔1-β〕L/100=1526.7/〔1-1.0%〕1385/100=1754.8m3/min。6)风压计算Hf=xH摩式中Hf—风机需提供风压，Pa；H摩—风管沿程摩阻力，Pa；x为送风坡度所取系数，孟家坡隧道由于处于5‰的坡度，所以取值为1.1。H摩=α×L×P×Q2/S3=6.5×α×L×〔Q/60〕2/d5〔Pa〕式中：L—独头通风长度，m；P—断面周界长，m；Q—风机需提供供风量，m3/min，为前面计算Q机；S—断面积，㎡；d—风管直径，按1.5m计算；α—风管摩擦阻力系数，根据经验取0.0016。H摩=6.5×0.0016×1385×〔1754.8/60〕2／1.55=1622Pa；Hf=1.1H摩=1.1×1622=1784Pa。5.2.3风量计算结果工作面最大独头通风距离、最大风量及工作风压见下页表。隧道独头通风长度表序号施工工点独头通风长度〔m〕1文山寨隧道出口4972孟家坡隧道出口13853石家隧道进口7764张家岭隧道出口293.285白土坡隧道进口1509隧道工作面风量及风压表位置Q1Q2Q3Q4Q需Q机工作风压〔Pa〕(m3/min)(m3/min)(m3/min)(m3/min)(m3/min)(m3/min)文山寨隧道出口172.59901800114918001892.2769.3孟家坡隧道出口172.51119.581526.711491526.71754.81784.7石家隧道进口172.51119.581526.711491526.71650.5987.1张家岭隧道出口172.51119.581512.111491511.11532.3377.6白土坡隧道进口172.51119.581526.711491526.71776.41944.55.2.4通风设备的选择各型号风机技术参数见下表。风机技术参数表设备名称型号技术参数备注功率(Kw)风压(Pa)风量(m3/min)轴流风机DSF(B2)-IN0.10A2×55624-41501550轴流风机SFD(B2)-No11.52×75727-46281912根据计算结果及风机技术参数，风机配置见下表。隧道风机配置表工点名称设备名称型号数量配置方案文山寨隧道出口轴流风机SFD(B2)-No11.51台2×75Kw风管Φ1.5m，20m/节597m百米漏风率1.0%孟家坡隧道出口轴流风机SFD(B2)-No11.51台2×75Kw风管Φ1.5m，20m/节1385m百米漏风率1.0%石家隧道进口轴流风机SFD(B2)-No11.51台2×75Kw风管Φ1.5m，20m/节776m百米漏风率1.0%张家岭隧道出口轴流风机DSF(B2)-IN0.101台2×55Kw风管Φ1.5m，20m/节293.28m百米漏风率1.0%白土坡隧道进口轴流风机SFD(B2)-No11.51台2×75Kw风管Φ1.5m，20m/节1509m百米漏风率1.0%6风机、风管的安装6.1安装风机1〕风机基座应稳固结实，防止运行中振动，风机出口处设置加强型柔性管与风管连接，风机与柔性管结合处应多道绑扎，减少漏风。2〕通风机安装位置应与洞口保持一定距离，一般应大于30m。6.2安装风管1〕风管必须有出厂合格证，使用前进行外观检查，保证无损坏，粘接缝牢固平顺，接头完好严密。2〕风管吊挂要平直、拉紧吊稳、防止出现褶皱增加阻力，衬砌地段根据衬砌模板缝每5m标出螺栓位置，未衬砌地段，先由技术员在边墙上标出水平位置，然后用电钻钻眼，安置膨胀螺栓。3〕洞内由于空间有限且风管半径较大，为了防止风管布下垂，可每5m增设1个采用扁钢制作的圆环悬挂风管布，并用紧线器张紧8号镀锌铁线后，风管吊挂在拉线下。4〕风管通过衬砌台车及挂板台车时，采用1mm厚钢板制作成直径1m的硬风管，固定在衬砌台车上，其两端设凹槽，软风管套在硬风管上，用塑胶材料制作成胶带，捆绑在凹槽部位。5〕风管安装悬吊要稳固，悬挂高度一致，要求每10m挠度不大于150mm，轴向偏差每100m不大于300mm。为克服长期使用风管疲劳造成的长度延伸、挠度增大，每月进行一次系统检查，每300m为一个检查调整段，风管拉紧后去除多余局部，增设钢圈接头，捆绑牢固。6〕风管末端安装60m范围采用旧风管，风管出口距工作面不超过15米。7通风系统维护1〕通风机应有专人值守，按规程要求操作风机，如实填写各种记录。2〕通风机使用前应卸去废油，换注新黄油，以后每半月加注一次。3〕风机应尽量减少停机次数，发挥风机连续运转性能。需停机或开启时，根据洞内调度通知进行。为减少风机启动时的气锤效应对风管的冲击破坏，应采用分级启动，分级间隔时间为3min。4〕应设专职风管维修工。每班必须对全部风管进行检查，发现破损等情况及时处理。对于轻微破损的管节，采用快干胶水粘补，先将破损部位清洁打毛后，再行粘补；破损口小于15cm时，直接粘补；破损口大于15cm时，先将破口缝合后再行粘补，粘补面积应大于破损面积的30%。粘补后10min不能送风。对于严重破损的管节，必须及时更换。5〕因洞内渗水和温度变化的影响，风管内会积水，故应定期排水，以减少风管承重和阻力。8平安措施1〕风机必须安装牢固，风机前后5m内不得堆放杂物，防止影响风机风量，防止异物进入风机损坏叶片。风机应有过载限压等保护装置，发生异常时，能自动停机，起到保护作用。2〕通风机进气口设置铁蓖，防止异物进入风机损坏叶片和风机伤人事故的发生。3〕通风机司机要遵守操作规程，防止机械事故的发生；做好防触电工作，供电线路停电时，必须切断电源，风机叶片未停止转动时，不准接触其转动局部或对其进行维修。4〕非操作人员，严禁私自开启通风机电源。通风机司机开启电源前，应确认前方是否有人员维修和接长风管，防止送风伤人。5〕各种车辆和人员在洞内行进时，应与风机、风管保持一定距离，注意保护通风管路。6〕通风工进洞必须戴好平安帽，发现通风系统有漏风或其它故障时，应立即通知有关人员进行处理。7〕接长、更换、修补风管时，作业的人员应做好洞内运输车辆防护工作，防止发生坠落事故。8〕风机支