隧道通風(fēng)施工方案

四川省汶川至馬爾康高速高速公路維關(guān)隧道通風(fēng)施工方案中國中鐵編制：年月日審核：年月日同意：年月日中鐵隧道股份有限企業(yè)汶馬高速C10協(xié)議段項(xiàng)目部三月二十二日目錄158811編制說明 1221241.1編制依據(jù) 1290741.2編制標(biāo)準(zhǔn) 196372工程概況 1132842.1主要工程數(shù)量 183102.2工程地質(zhì)水文自然條件 142922.2.1工程地質(zhì) 1271292.2.2氣象及水文地質(zhì) 2152102.2.3自然條件 2239593通風(fēng)設(shè)計(jì)要求 2272613.1總體施工方案 212043.1.1施工作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生環(huán)境 2250293.1.2最小風(fēng)量及風(fēng)速 3153934通風(fēng)方案選擇 3149264.1通風(fēng)方式設(shè)計(jì) 3128534.2通風(fēng)管布置 4272705通風(fēng)量計(jì)算 4323055.1計(jì)算參數(shù)確定 473255.2供風(fēng)量計(jì)算 565265.3風(fēng)壓計(jì)算 6115495.4風(fēng)機(jī)選型 7234046通風(fēng)設(shè)備安裝調(diào)試 7156576.1風(fēng)機(jī)安裝 764986.2風(fēng)管懸掛固定 8271617通風(fēng)效果檢測與評定 8191297.1通風(fēng)效果檢測與優(yōu)化 8265597.2通風(fēng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng) 8282738加強(qiáng)隧道通風(fēng)確保方法 8127328.1搞好崗前培訓(xùn)，提升管理使用技術(shù) 8203878.2健全制度、落實(shí)保障方法 9135108.3自制水幕降塵器，最大程度降低炮煙、粉塵污染 997969施工通風(fēng)與安全生產(chǎn)確保方法 91編制說明1.1編制依據(jù)（1）四川省汶川至馬爾康高速公路兩階段施工圖設(shè)計(jì)文件第三冊；（2）《公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)細(xì)則》（JTG/TD70/2-）；（3）《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》（JTGF60—）；（4）《公路建設(shè)項(xiàng)目環(huán)境影響評價(jià)規(guī)范》（JTGB03—）；（5）《公路項(xiàng)目安全性評價(jià)指南》（JTG/TB05—）；（6）《公路環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范》（JTGB04—）；1.2編制標(biāo)準(zhǔn)（1）本著經(jīng)濟(jì)適用、維修方便標(biāo)準(zhǔn)，盡可能選取國產(chǎn)先進(jìn)通風(fēng)設(shè)備，確定通風(fēng)機(jī)、通風(fēng)管品種、型號。（2）在凈空允許情況下，盡可能采取大直徑風(fēng)管配大風(fēng)量通風(fēng)機(jī)，以降低能耗損失。（3）通風(fēng)用電在隧道施工中占有相當(dāng)比重，適當(dāng)增加一次性投入，降低通風(fēng)系統(tǒng)長久運(yùn)行成本。（4）進(jìn)行通風(fēng)方案設(shè)計(jì)比選優(yōu)化，既滿足通風(fēng)效果，又達(dá)成節(jié)能省源目標(biāo)。（5）依照國家安監(jiān)總局等四部委聯(lián)合公布《隧道施工安全九條要求》要求，“必須對有毒有害氣體進(jìn)行監(jiān)測監(jiān)控，加強(qiáng)通風(fēng)管理，禁止?jié)舛瘸瑯?biāo)作業(yè)”。2工程概況汶川至馬爾康高速公路項(xiàng)目土建工程施工C10標(biāo)段，工程起訖里程為K100+080～K104+900，全長4.82km。位于四川省阿壩藏族羌族自治州理縣，地處于四川盆地西北邊緣與青藏高原東緣交織接觸帶，路線沿國道G317線走廊按沿溪線布設(shè)。2.1主要工程數(shù)量主要工程量為：維關(guān)隧道主洞左線長度1165m，右線1130m，左線隧道最大埋深約444m，右線隧道最大埋深約430m，洞身開挖面積（含仰拱）85m2；維關(guān)隧道公布設(shè)1個(gè)車行橫通道、2個(gè)人行橫通道，施工采取鉆爆法開挖，獨(dú)頭掘進(jìn)，裝載機(jī)裝碴，無軌運(yùn)輸出碴。2.2工程地質(zhì)水文自然條件2.2.1工程地質(zhì)工作區(qū)多為高山峽谷區(qū)，山勢陡峭，峰巒疊嶂，沿線第四系渙散堆積層、沉積巖、巖漿巖都有出露。地質(zhì)結(jié)構(gòu)屬龍門山斷裂帶中止，地形呈蜿蜒起伏立體單元，地表由西北向東南傾斜。地貌類型為低中山-中山-高山-極高山，是經(jīng)典中高山峽谷區(qū)。境內(nèi)群山連綿，峰巒重合，海拔1422～5922m，境內(nèi)山巒起伏，平均海拔2700m，高差懸殊，溝谷縱橫。地形呈蜿蜒起伏立體單元，地表由西北向東南傾斜。2.2.2氣象及水文地質(zhì)氣候受西伯利亞西風(fēng)氣流、印度洋暖流和太平洋東南季風(fēng)三個(gè)環(huán)流影響，形成季風(fēng)氣候。因海拔高差懸殊，地形復(fù)雜，氣候差異顯著，具備山地立體型氣候特征。九、十月份雨量增加，形成低溫降雨季節(jié)。年降雨量在650毫米—1000毫米之間，河谷地帶年均氣溫6.9℃-11℃，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)槲鞅憋L(fēng)。2.2.3自然條件項(xiàng)目所在地屬山地型立體氣候，春夏季降水量多，冬季無霜期短山坡植被覆蓋為草、灌木等。項(xiàng)目順雜谷腦河、國道317線布設(shè)，雜谷腦河為岷江支流、水源保護(hù)區(qū)，施工應(yīng)加強(qiáng)文明施工、環(huán)境保護(hù)。3通風(fēng)設(shè)計(jì)要求3.1總體施工方案在隧道施工過程中，因?yàn)殂@爆、裝運(yùn)、噴砼產(chǎn)生有害氣體和粉塵及開挖揭露地層釋放有害氣體使隧道內(nèi)作業(yè)環(huán)境受到污染，必須采取機(jī)械通風(fēng)方法向洞內(nèi)供給新鮮空氣，以稀釋有害氣體降低粉塵濃度從面確保隧道內(nèi)施工環(huán)境良好，從而保護(hù)施工人員身心健康。依照《公路隧道施工技術(shù)規(guī)范》要求隧道內(nèi)施工作業(yè)環(huán)境要達(dá)成以下衛(wèi)生安全標(biāo)準(zhǔn)：3.1.1施工作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生環(huán)境隧道施工作業(yè)環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)嚴(yán)格按照國家關(guān)于要求，并應(yīng)滿足以下衛(wèi)生及安全標(biāo)準(zhǔn)要求：（1）空氣中氧氣含量，按體積計(jì)不得小于20%。（2）每立方米空氣中粉塵允許濃度：含有10%以上游離二氧化硅粉塵不得大于2mg；含有10%以下游離二氧化硅礦物性粉塵不得大于4mg。（3）空氣中常見有害氣體濃度應(yīng)符合以下要求：a：CO允許濃度不得大于30mg/m3。b：CO2按體積計(jì)不得大于0.5%。c：氫氧化物換算成NO2濃度應(yīng)在5mg/m3以下。（4）隧道內(nèi)噪聲不得大于90dB。3.1.2最小風(fēng)量及風(fēng)速（1）隧道施工通風(fēng)應(yīng)能提供洞內(nèi)各項(xiàng)作業(yè)所需最小風(fēng)量，每人應(yīng)供給新鮮空氣3m3/min,采取內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)時(shí)，供風(fēng)量不應(yīng)小于4.5m3/（min.kw）（2）隧道施工通風(fēng)風(fēng)速，全斷面開挖時(shí)不應(yīng)小于0.15m/s，分部開挖坑道內(nèi)不應(yīng)小于0.25m/s，并均不應(yīng)大于6m/s。4通風(fēng)方案選擇依照隧道開挖進(jìn)度和利用隧道內(nèi)各人行通道，降低設(shè)備投入，分兩階段采取循環(huán)推進(jìn)、移動(dòng)式通風(fēng)方案。以確保施工人員安全健康、機(jī)具工作效率和施工順利實(shí)施。4.1通風(fēng)方式設(shè)計(jì)維關(guān)隧道單向掘進(jìn)長度均大于1000m，施工通風(fēng)分為兩個(gè)階段。第一階段：按照設(shè)計(jì)文件要求，進(jìn)洞早期700米至開挖作業(yè)面，左、右線均采取獨(dú)立管路壓入式通風(fēng)；通風(fēng)機(jī)安裝在距洞口30m處，送風(fēng)管掛于拱腰，向洞內(nèi)壓風(fēng)，即采取大風(fēng)量軸流風(fēng)機(jī)，柔性風(fēng)管所組成壓入式通風(fēng)系統(tǒng)，新鮮空氣由洞外經(jīng)風(fēng)管送至作業(yè)面，污風(fēng)由作業(yè)面經(jīng)隧道排出。圖1：第一階段施工通風(fēng)第二階段：進(jìn)洞700米后，隧道已經(jīng)過1#人行橫通道，1#車行橫通道、均已開挖貫通，采取巷道式通風(fēng)。將一臺風(fēng)機(jī)移到左線車行通道前20～30m處（隨通道開挖不停跟進(jìn)），對左線隧道進(jìn)行供風(fēng)，另外一臺風(fēng)機(jī)移到人行通道中，經(jīng)過人行通道向右線隧道供風(fēng)，隧道左線作為進(jìn)風(fēng)洞，隧道右線作為污風(fēng)排出洞。實(shí)施第二階段通風(fēng)時(shí)對通風(fēng)機(jī)至洞口方向人行通道、車行通道進(jìn)行封閉，全部進(jìn)出車輛自右洞進(jìn)出，進(jìn)出左線車輛自右洞經(jīng)過靠近掌子面最前方車通進(jìn)入左洞。圖2：第二階段施工通風(fēng)4.2通風(fēng)管布置圖3：隧道主洞與施工支洞施工管線布置示意圖5通風(fēng)量計(jì)算維關(guān)隧道洞口距離1#車行通道口距離為573m，第一階段壓人式通風(fēng)距離按照700m計(jì)算；第二階段巷道式通風(fēng)距離按照1200m計(jì)算。5.1計(jì)算參數(shù)確定（1）通風(fēng)距離按照1200m計(jì)算;（2）洞內(nèi)施工最多人數(shù)按90人;（3）采取內(nèi)燃機(jī)械時(shí)，供給每個(gè)人新鮮空氣量不應(yīng)小于4.5m3/（min.kw）；（4）控制通風(fēng)計(jì)算按開挖爆破一次最大用藥量240kg；（5）放炮后通風(fēng)時(shí)間按30min；（6）軟式拉鏈風(fēng)管百米漏風(fēng)量1.5%,風(fēng)管內(nèi)摩擦系數(shù)為0.015;（7）洞內(nèi)風(fēng)速大于0.25m/s;5.2供風(fēng)量計(jì)算（1）按洞內(nèi)允許最低風(fēng)速計(jì)算風(fēng)量3Q1＝60×A×V=60×85×0.25=1275（m3/min)3式中：V—洞內(nèi)最小風(fēng)速0.25m/sA—整洞開挖斷面,取85m2（2）按洞內(nèi)作業(yè)人數(shù)計(jì)算需風(fēng)量Q1＝4.5×90×1.2=486(m3/min),安全系數(shù)k=1.2（3）按稀釋內(nèi)燃機(jī)廢氣計(jì)算需風(fēng)量所在維關(guān)隧道考慮到該地域?qū)僦小透吆０蔚赜?，氣壓低、且洞?nèi)外溫差較大，含氧量低原因，內(nèi)燃機(jī)排污量有所增大，加大了1.5～2.0系數(shù)。結(jié)合維關(guān)隧道施工設(shè)計(jì)條件及相關(guān)通風(fēng)參數(shù)，隧道內(nèi)海拔高度計(jì)算隧道內(nèi)空氣含氧量為18.07～18.25%左右，空氣含氧量下降15%。按內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)所需風(fēng)量計(jì)算時(shí)應(yīng)滿足供風(fēng)量大于4.5m3/（min·KW），并按下式計(jì)算：式中：—內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)所需風(fēng)量，m3/min；—裝碴機(jī)械總功率，KW；—裝碴機(jī)械工作效率；—運(yùn)輸類汽車總功率，KW；—運(yùn)輸類汽車工作效率；—其余類機(jī)械總功率，KW；—其余類機(jī)械工作效率；—內(nèi)燃機(jī)械單位功率供風(fēng)量，m3/（min·KW）。隧道內(nèi)內(nèi)燃動(dòng)力在出碴時(shí)期有柳工ZL-50側(cè)卸式裝載機(jī)和25T自卸汽車。其中側(cè)卸式裝載機(jī)2臺，最大額定功率162kw，計(jì)算功率162kw；2臺自卸車，滿載功率按221kw。則需要風(fēng)量為：=4.5×(162×2+221×2)=3447m3/min經(jīng)計(jì)算所需風(fēng)量為3447m3/min左右。（4）按照爆破后稀釋一氧化碳至許可最高濃度計(jì)算采取壓入式通風(fēng)：工作面需要風(fēng)量(m3/min)，式中：—爆破排煙所需風(fēng)量，m3/min；—通風(fēng)時(shí)間，取t=30min，—次爆破炸藥消耗量A=240Kg；—開挖斷面積85m2；—通風(fēng)換氣長度，取100m。經(jīng)計(jì)算開挖面排煙需風(fēng)量為673m3/min。依照上列計(jì)算取最大值3447m3/min，為隧道工作面所需新鮮風(fēng)量。供風(fēng)長度1200m考慮風(fēng)管漏風(fēng)，漏風(fēng)率按1.5%考慮，則風(fēng)機(jī)提供風(fēng)量應(yīng)分別為：Q機(jī)=Q需/（1-β）L/100=3447/（1-0.015）1200/100=4133m3/min5.3風(fēng)壓計(jì)算(1)風(fēng)管直徑選擇依照以前施工經(jīng)驗(yàn)、隧道斷面以及現(xiàn)在慣用性能穩(wěn)定風(fēng)機(jī)選定通風(fēng)管直徑，本標(biāo)段隧道施工通風(fēng)管直徑采取1.5m。(2)通風(fēng)阻力計(jì)算通風(fēng)阻力包含摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力在風(fēng)流全部流程內(nèi)存在，如拐彎及風(fēng)流受到其余妨礙地方。為確保將所需風(fēng)量送到工作面，并達(dá)成要求風(fēng)速，通風(fēng)機(jī)應(yīng)有足夠風(fēng)壓以克服管道系統(tǒng)阻力，即h>h阻。H總阻=Σh摩+Σh局①局部壓力損失：在通風(fēng)方案中，主要有轉(zhuǎn)彎引發(fā)局部壓力損失，按以下公式計(jì)算：h局=ξ×ρ×ν2/2pa式中：ξ局部阻力系數(shù)ρ空氣密度，取1.2ν轉(zhuǎn)彎管道風(fēng)速，取30m/s拐彎局部阻力系數(shù)計(jì)算公式以下：ξ=0.008α0.75/n0.6n=R/D式中：R為拐彎半徑（取10m），D為風(fēng)管直徑，取2m，α為拐彎角度。拐彎局部阻力系數(shù)計(jì)算得：ξ=0.008×900.75/50.6=0.089局部阻力得：h局=0.089×1.2×302/2=48.1pa②沿程壓力損失計(jì)算：風(fēng)管內(nèi)摩擦阻力h摩=λ(L/D)ρ(V2/2)λ-摩擦系數(shù),依照使用經(jīng)驗(yàn)、取λ＝0.01;風(fēng)管平均流速V=30m/s。L-通風(fēng)管長,取1200mD-風(fēng)管直徑,取D=2mρ空氣密度，取1.2h--沿程摩擦阻力pah=λ(L/D)ρ(V2/2)=0.01×(1200/2)×1.2×(302/2)=3240Pa風(fēng)壓計(jì)算：H阻=Σh摩+Σh局=3288Pa5.4風(fēng)機(jī)選型依照對各開挖工作面供風(fēng)量及風(fēng)壓計(jì)算，維關(guān)隧道風(fēng)機(jī)選型以下：表1：主要通風(fēng)設(shè)備配置表設(shè)備名稱型號技術(shù)參數(shù)數(shù)量射流風(fēng)機(jī)SSF－№12功率：37kw2臺多極變速風(fēng)機(jī)SDF(B)-4-No14風(fēng)量：2113～4116m3/min風(fēng)壓：1078～6860Pa，功率：160×2kw2臺風(fēng)管Φ拉鏈?zhǔn)杰涳L(fēng)管,每節(jié)長度15m或20m。2600m風(fēng)機(jī)型號速度風(fēng)量（m3/min）風(fēng)壓(Pa)高效風(fēng)量（m3min）轉(zhuǎn)速(r/min)最高點(diǎn)功率(KW)最大配用電機(jī)功率（KW）SDF(B)-4-No14高速2113-41161078-6860336114803002×160右線隧道為排風(fēng)洞，巷道式通風(fēng)階段每隔700m安設(shè)37KW射流風(fēng)機(jī)一臺。6通風(fēng)設(shè)備安裝調(diào)試6.1風(fēng)機(jī)安裝為了確保壓入很好新鮮空氣，第1階段風(fēng)機(jī)安裝于洞外距洞口約30m處，第2階段巷道式通風(fēng)射流風(fēng)機(jī)安裝在送風(fēng)巷橫通道外20～30m處。為了使通風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，通風(fēng)機(jī)基礎(chǔ)深度不低于1.5米，采取C25混凝土澆筑，預(yù)埋0.2×0.3×0.016米鋼板，通風(fēng)機(jī)架用16號工字鋼焊接，高度4米，先將通風(fēng)機(jī)架與預(yù)埋鋼板焊接牢靠后，再將通風(fēng)機(jī)安裝在機(jī)架上面。為了預(yù)防通風(fēng)機(jī)和配電柜雨淋受潮及預(yù)防他人觸電發(fā)生意外，在風(fēng)機(jī)和配電柜上方搭蓋雨棚和護(hù)欄。風(fēng)機(jī)中心必須與風(fēng)管中心在同一軸線上。6.2風(fēng)管懸掛固定風(fēng)管與風(fēng)機(jī)采取抱箍鏈接，用鐵絲捆綁加固。通風(fēng)管中線高度與通風(fēng)機(jī)中心高度須處于同一軸線上，高度距離地面4m,掛設(shè)風(fēng)管要平順直。作業(yè)時(shí)，先每隔20m打膨脹螺栓，然后布ф8鐵絲或鋼絲繩，用緊線器張緊，風(fēng)管吊掛在拉線下。風(fēng)管懸吊要穩(wěn)固，高度一致，要求每10m撓度小于100mm。通風(fēng)管與開挖面距離小于15m，而且放炮時(shí)必須捆綁爆破影響段風(fēng)管。7通風(fēng)效果檢測與評定7.1通風(fēng)效果檢測與優(yōu)化為了確保施工通風(fēng)要求與安全，應(yīng)對隧道通風(fēng)效果進(jìn)行隨時(shí)監(jiān)控和檢測，包含隧道內(nèi)空氣中有害氣體濃度、粉塵和煙塵濃度、空氣溫度和濕度、風(fēng)速計(jì)噪音等。同時(shí)對于通風(fēng)運(yùn)行狀態(tài)和系統(tǒng)動(dòng)力消耗等情況進(jìn)行檢測，并作好統(tǒng)計(jì)。經(jīng)過檢測與評定信息反饋，確定通風(fēng)效果是否達(dá)成衛(wèi)生、安全要求，并對通風(fēng)技術(shù)方法進(jìn)行檢驗(yàn)，假如不能滿足要求，應(yīng)立刻對通風(fēng)方案及系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)。監(jiān)測周期監(jiān)測地點(diǎn)檢測儀器允許排放值Mg/m3實(shí)測排放值監(jiān)測人2次/周維關(guān)隧道右線粉塵儀≤4實(shí)測數(shù)據(jù)劉賓2次/周維關(guān)隧道左線粉塵儀≤4實(shí)測數(shù)據(jù)李斌7.2通風(fēng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)制訂通風(fēng)設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)方法，嚴(yán)格按照設(shè)備保養(yǎng)規(guī)程和技術(shù)要求進(jìn)行維護(hù)。使設(shè)備隨時(shí)保持良好、穩(wěn)定工作狀態(tài)。在設(shè)備運(yùn)行中須加強(qiáng)動(dòng)態(tài)監(jiān)控，尤其是對風(fēng)管安裝與連接處檢驗(yàn)，是否可靠，有沒有漏風(fēng)，并應(yīng)及時(shí)處理，以確保工作面風(fēng)量要求。通風(fēng)機(jī)要裝有保險(xiǎn)裝置，應(yīng)重點(diǎn)維護(hù)，當(dāng)風(fēng)機(jī)發(fā)生故障時(shí)能自動(dòng)停機(jī)。8加強(qiáng)隧道通風(fēng)確保方法8.1搞好崗前培訓(xùn)，提升管理使用技術(shù)對負(fù)責(zé)通風(fēng)工作人員，管道安裝維修工，進(jìn)行崗前培訓(xùn)，傳授通風(fēng)操作、維修、保養(yǎng)技術(shù)，管道安裝、調(diào)試、維修、保養(yǎng)技術(shù)和操作規(guī)則。8.2健全制度、落實(shí)保障方法（1）是通風(fēng)機(jī)有專員值守，按規(guī)程要求操作風(fēng)機(jī)，定時(shí)檢修和潤滑風(fēng)機(jī)，如實(shí)填寫各種統(tǒng)計(jì)，一直使通風(fēng)機(jī)保持良好狀態(tài)。（2）是設(shè)專職風(fēng)管維修工，每班必須對全部風(fēng)管進(jìn)行檢驗(yàn)，不平、不順之處及時(shí)調(diào)直調(diào)平，發(fā)覺風(fēng)管破損漏風(fēng)，及時(shí)處理：輕微破損管節(jié)，采取快干膠水粘補(bǔ)，粘補(bǔ)后30分鐘不得送風(fēng)；嚴(yán)重破損管節(jié)，必須及時(shí)更換，從而降低漏風(fēng)系數(shù)，確保管道密封度。（3）是加強(qiáng)運(yùn)輸設(shè)備維修保養(yǎng)制度，按照設(shè)備管理要求定時(shí)維修，尤其是進(jìn)氣和燃油系統(tǒng)，進(jìn)行強(qiáng)化保養(yǎng)，并堅(jiān)持燃油沉淀過濾制度，降低廢氣排放量。8.3自制水幕降塵器，最大程度降低炮煙、粉塵污染為了降低炮煙、粉塵，用Φ20mm鍍鋅鋼管加工降水器，鋼管一頭堵死、一頭套上閘閥，用小鉆頭在鋼管1/2圓面上鉆無數(shù)小孔，安裝在已襯砌段，對洞內(nèi)進(jìn)行噴霧降塵。道路防塵工作一樣主要，尤其是鋪底后地段，必須及時(shí)清掃掉路面泥土，必要時(shí)給予灑水降塵。9施工通風(fēng)與安全生產(chǎn)確保方法（1）制訂切實(shí)可行施工通風(fēng)安全保障制度。（2）按攝影關(guān)施工通風(fēng)要求執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)方法制訂防范預(yù)案及物資貯備如防毒面具、消防器材、消防用水、應(yīng)急照明設(shè)施，以及逃生路線等。