隧洞通风排烟专项方案

宁夏固原地区城乡饮水安全水源工程7#（大湾）隧洞Ⅱ标隧洞通风排烟专项方案中铁十六局集团宁夏中南部城乡饮水安全水源工程项目部二〇一二年十二月1目录一、编制范围及目的................................................................................2二、隧洞通风排烟总体方案....................................................................2三、管线布置及设备................................................................................2四、施工通风设计要素............................................................................3五、施工通风风量计算............................................................................3六、通风设备选择及配置........................................................................6七、通风管道安装.....................................................................................7八、通风安全措施.....................................................................................72一、编制范围及目的本专项方案主要针对隧道通风，用于指导隧洞通风排烟施工。二、隧洞通风排烟总体方案本标段隧洞内施工通风排烟采用自然通风和机械通风相结合的方式。隧洞洞口150m范围内采用自然通风外，其余地段采用以压入式机械管道通风为主、自然通风为辅的通风方式。压入式通风，洞口设一台轴流风机，轴流风机均安装在洞外距洞口30m处，以保证压入洞内的空气新鲜，防止洞内排出的污浊空气被再次压入洞内。主风管采用φ600mm优质软管，风管安装在顶部中央，风管末端距工作面的距离50～80m。三、管线布置及设备在洞外设置空压机站，选用新型1.0Mpa高压压风机供风，通过高压风管满足洞内施工用风，根据流过风压量和管路长度，选择φ200mm优质钢管作为供风主管道。安装供风管道时在总输出管道上安设总闸阀，并在主管上每隔500m分装闸阀，每隔60m加设三通接头和一个50mm闸阀备用，管道前端至开挖面的保持适当距离，并用高压风管接分风器满足施工。空压机站配备20m3/min的空压机，本标段最大开挖断面面积为10.59m2，根据初步估算，每台风枪占用3~4平米计算，约用3台风枪，每台枪用风量为3.2，计算总风量为9.6m3/min，考虑各类因素，按机械效率降低25%，则实际需要总风量为9.6/0.75=12.8m3/min，采用1台20m3/min的空压机即可满足开挖和3支护作业的用风量。拟每个洞口配备3台空压机，2台正常使用，1台作为倒用及备用。四、施工通风设计要素隧洞在整个施工过程中，作业环境应符合下列卫生及安全标准：隧洞内氧气含量：按体积计不得小于20%。粉尘允许浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含有10％以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；二氧化硅含量在10％以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg。有害气体浓度：一氧化碳不大于30mg/m3，当施工人员进入开挖面检查时，浓度为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3；二氧化碳按体积计不超过0.5％；氮氧化物（换算为NO2）5mg/m3以下。洞内温度：隧洞内气温不得超过28℃，洞内噪声不得大于90dB。洞内风量要求：隧洞施工时供给每人的新鲜空气量不应低于3m3/min，采用内燃机械作业时供风量不应低于3m3/(min.kw)。洞内风速要求：全断面开挖时不小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不小于0.25m/s，均不应大于6m/s。五、施工通风风量计算现以本标段隧洞单向掘进长度最长的7-2支洞43+669.2~44+755隧洞段（1754m）为例进行通风量计算。⑴按洞内同时作业的最多人数计算4Q1=qmk式中：q——洞内每人每分钟所需新鲜空气，取3m3/minm——洞内同时工作的最多人数，取10人k——风量备用系数，取1.15Q1=3×10×1.15=34.5（m3/min）⑵按洞内同一时间爆破使用的最大炸药量计算风量按GB/T28001-2001标准建立职业健康安全管理体系安全组织安全教育安全责任制安全检查安全控制安全监察部队专职安全员工班安全员实现安全生产三工教育系统安全教育岗位安全责任制安全奖惩条例安全活动经费安全管理措施防触电、防火灾防汛防物体打击防爆炸事故防机械车辆事故定期检查不定期检查提高安全意识奖罚兑现提高预测预控能力消除事故隐患式中：t—通风时间，取45min。G—同一时间起爆总药量（kg），按全断面法施工Ⅳ类围岩每次循环进尺1.5m一次起爆最大药量，取G=26.32kg。A—断面面积，按Ⅳ类围岩取9.34m2计算。ф—淋水系数，取0.6b—炸药爆炸后有害气体生成量，取40L／kgL—通风长度（1754m）或临界长度（L＇），通风长度由施组中设计进度确定，临界长度用公式L＇＝12.5GbK／AP2计算（式中K为紊流系数，取0.65）。P—通风管漏风系数，按百米漏风率（P100）通风管Φ0.6m取1.2%。则：P=(1－P100L/100)-1=(1-1.2%×1754/100)-1=1.02临界长度L＇用下式确定计算：L＇=12.5GbK/(AP2)=12.5×26.32×40×0.65/(9.34×1.022)=880m5当L＜L＇时，使用L来计算风量，当L＞L＇时使用L＇来计算风量，本项目中L＞L＇应采用L＇来计算。所以：Q2=(2.25/45)×(26.32×9.342×8802×0.6×40/1.022)1/3=172（m3/min）⑶按允许平均风速计算风量Q3＝60×A×V式中：Q3—计算风量，m3/min；A—最大断面，9.34m2；V—洞内允许最小风速，本隧洞为小断面，取0.25m/s。则：Q3＝60×9.34×0.25＝140m3/min⑷按内燃机械设备总功率核算洞内掌子面主要的机械设备为钻孔、装渣、运输设备，本工程所选用的洞内设备均为电动，无内燃设备，故Q4=0m3/min⑸最大风量确定由前面计算结果知：Qmax=Q2=172（m3/min）。则Q供=KPQmax，其中K为高原修正系数，不受影响，取K=1；P——通风管漏风系数，根据前面计算结果P=1.02Q供=KPQmax=1×1.02×172=175（m3/min）⑹通风阻力管道摩擦阻力（h摩）按GB/T28001-2001标准建立职业健康安全管理体系安全组织安全教育安全责任制安全检查安全控制安全监察部队专职安全员工班安全员实现安全生产三工教育系统安全教育岗位安全责任制安全奖惩条例安全活动经费安全管理措施防触电、防火灾防汛防物体打击防爆炸事故防机械车辆事故定期检查不定期检查提高安全意识奖罚兑现提高预测预控能力消除事故隐患式中：L—管道长度（m）；6Q面—掌子面风量（m3/s）；Q供—风机供风量（m3/s）；d—风管直径（m）；α—风管摩擦阻力系数，根据经验取0.0008。h摩=6.5×0.0008×1754×172×175／(0.65×3600)=981(Pa)h全=1.15h摩=1.15×981=1128(Pa)⑺风量计算结果根据计算，各工作面最大风量及风压见下表。表1工作面最大风量及风压表位置通风长度Q1Q2Q3Q4QmaxQ供工作风压Pam(m3/min)42+805~43+669.2153234.51721400172175112843+669.2~44+755175434.51721400172175112844+755~45+847.2170534.51721400172175112845+847.2~46+845161134.517214001721751128六、通风设备选择及配置通风机型号的选择主要考虑以下三个条件：⑴通风机产生的风量不能小于理论计算风量；⑵通风机直径与选取通风管直径不能差别太大；⑶风机全压值≮管道总阻力（工作风压）。由以上三个条件确定的风机配置情况见表下表。表2风机配置表工点名称风机型号功率（KW）风机风量（m3/min）风机风压（Pa）风机数量42+805~43+669.2TZ-50152802300143+669.2~44+755TZ-501528023001744+755~45+847.2TZ-50152802300145+847.2~46+845TZ-501528023001七、通风管道安装隧洞进出口施工通风风管采用Ф600mm的优质通风软管，风管单节长度20m，拉链式连接，风管布设在拱顶上，安装风管前，先按5m间距埋设吊挂锚杆，并在杆上标出吊线位置，用细钢丝绳拉紧并焊固在锚杆上，然后吊线挂上风管，这样可使风管安装达到平、直、稳、紧，不弯曲、无褶皱，减少通风阻力。八、通风安全措施施工通风管理水平的高低是影响通风效果的关键因素之一。如果通风管理不善。将使工作面得不到足够的新鲜空气，沿途污浊空气不能及时排出洞外，达不到通风的效果。以“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理，确保效果”二十字方针，作为施工通风管理的原则，强化通风管理。具体就是：以长代短，减少接头数量；以大代小，在净空允许的条件下，尽量采用大直径风管；以直取弯，减少风阻。设立通风作业小组，作业人员进行通风值班，确保按要求通风以及及时关闭有关风门，防止漏风、窜风。风管吊挂必须做到平、直、稳、紧，确保在水平面上无弯曲，风管无皱褶，无扭曲。为保证通风畅通，防止通风管被破坏，把通风管吊挂于拱顶上，并高于洞内行走机械的高度，吊挂风管的缆索要拉平、拉紧；锚杆要打牢、矫直；风管上的吊环间距要设置均匀，做到无一缺损和无8一漏挂。风筒与风机连接处采用30m长铁皮变径导风筒与软式风筒连接；在工作面风筒末端也增加一节10m长铁皮风筒，防止爆破时破坏风筒；风筒经过衬砌地段时，在风管外设铁皮筒保护，确保管路畅通。通风机安装必须稳固，通风方向与施工前进方向一致。通风机与风管使用要做长远规划，避免反复安装。通风设备要定时检修和保养，平时有一台性能良好的通风机备用，如果隧洞通风机突然损坏可随时更换，以确保通风系统时刻处于良好状态，改善施工环境。做好风机用电计划，避免后期电压降太大，不能满足要求。