高原隧道施工通风方案

国道317线雀儿山隧道工程隧道通风专项施工方案编制：审核：审批：中建五局国道317线雀儿山隧道Q1项目经理部二O一二年八月目录第一章编制依据和原则..................................11.1通风设计依据......................................11.2编制原则..........................................1第二章工程概况........................................22.1工程概况..........................................22.2水文地质情况......................................2第三章通风设计标准....................................3第四章通风设计的原则..................................34.1通风系统..........................................34.2通风设备..........................................4第五章通风方案........................................45.1送风式和射流巷道式通风基本原理....................55.2具体施工方法......................................65.3风量及风压的计算..................................75.4风机选型.........................................12第六章施工通风检测...................................126.1风速测定.........................................126.2隧道通风量计算...................................16第七章施工通风安全措施...............................177.1施工通风安全管理措施.............................177.2施工通风安全技术措施.............................21-1-第一章编制依据和原则施工通风是隧道施工的重要工序之一，是隧道安全施工的关键。合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。根据以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的调研结果，按照自成体系的原则，综合考虑施工过程中可能出现的情况，制定隧道通风方案。1.1通风设计依据（1）国道317线雀儿山隧道工程施工图设计；（2）《公路不良气体隧道技术规范》；（3）《公路隧道工程施工技术指南》；（4）《公路隧道工程施工安全技术规程》；（5）《现代隧道施工通风技术》；（6）国道317线雀儿山隧道招标文件；（7）《公路隧道施工技术规范》等现行有关规范、规程。1.2编制原则（1）严格遵守招标文件明确的设计规范，施工规范和质量评定验收标准。（2）坚持技术先进性，科学合理性，适用性，安全可靠性与实事求是相结合。（3）对现场坚持全员、全方位、全过程严密监控，动态控制，科学管理的原则。-2-第二章工程概况2.1工程概况国道317线（川藏北线）雀儿山隧道起于国道G317线四川省甘孜州德格县玛尼干戈镇K336+200.00处，路线顺沟前进，K340+958进洞，隧道东口高程4377.01米，隧道长7048米，在隆降沟左侧100米左右K348+006出洞，隧道西口高程4235.04米，讫于六道班桩号K349+200，路线全长12.995公里。其中隧道长7048米，隧道东西引道长5.947公里。隧道设平行导坑，平导与主洞线间距为38m，平导长7081m。隧道最大埋深700米。本合同段为Q1标段，起讫桩号为K340+240-K344+500，全长4.26公里，是国道317线的控制性工程。2.2水文地质情况隧址区内水系呈树枝状发育，以北西～南东走向的雀儿山脉为界分成两大水系，北东部错柯河及其支流阿列隆等为雅砻江水系，南西部隆降沟及热章降沟为色曲河水系，雅砻江和色曲河均为金沙江水系的一级支流。测区植被稀少，在季节性冰川以上，无植被，坡表堆积有松散块石土或基岩裸露。在季节性冰川以下，坡表有低矮灌木或杂草。隧址区内断裂构造发育，以北西西向、北西向、北东向为主，少量近南北向断裂，其中一些规模大，切割深，具深断裂性质，组成构造单元的分界线。最醒目的为贯穿全区的甘孜～玉树断裂和鲜水河断裂，晚第四系活动强烈，为地震发震构造。-3-第三章通风设计标准隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列职业健康及安全标准：（1）粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。每立方米空气中含有10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。（2）有害气体最高容许浓度：一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入开挖工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得大于30min；二氧化碳按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。(3)隧道内气温不得高于28℃。(4)隧道内噪声不得大于90dB。(5)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4m3/min。第四章通风设计的原则4.1通风系统隧道掘进工作面都必须采用独立通风，严禁任何两个工作面之间串连通风。隧道需要的风量，须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及不良气体绝对涌出量分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。隧道施工中，对集聚的空间和衬砌模板台车附近区域，-4-可采用空气引射器气动风机等设备，实施局部通风的办法。隧道在施工期间，应实施连续通风。因检修、停电等原因停机时，必须撤出人员，切断电源。4.2通风设备4.2.1本隧道采用3台110KW的轴流风机和4台75KW的射流风机。通风机设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。4.2.2项目部配备有一套同等性能的备用通风机，并经常保持良好的使用状态。4.2.3隧道掘进工作面附近的局部通风机，均应实行专用变压器、专用开关、专用线路及风电闭锁、瓦电闭锁供电。4.2.4隧道应采用抗静电、阻燃的风管。风管口到开挖面的距离应小于5m，风管百米漏风率应不大于2%。第五章通风方案一方面借鉴青藏铁路风火山隧道、国道317线鹧鸪山、二郎山隧道及巴郎山隧道施工通风经验；另一方面根据高原地区低气压的自然环境以及本工程所处的独特地理条件。本隧道施工通风宜采用送风式通风和射流巷道式通风两种方式相结合的混合式通风。①送风式通风的风流在隧道内的压力大于隧道外自然环境，相当于将隧道高程下降了一定的海拔高度；②射流巷道式通风可以大大缩短风管的送风距离，减少通风阻力，降低能耗，同时节约了运输时间，减少了安全隐患。因此本隧道施工通风分两个阶段，第一阶段在隧道独头掘进2000m-5-前，全部采用送风式通风；第二阶段在隧道掘进超过2000m至隧道贯通，采用射流巷道式通风。5.1送风式和射流巷道式通风基本原理送风式的管路进风口设在洞外，出风口设在掌子面附近，在风机作用下，新鲜空气从洞外经管路送到掌子面，稀释污染物，污浊空气则由洞内排至洞外，布置方式如图1所示。隧道12341—新鲜空气；2—风机；3—送风管路；4—污浊空气图1送风式通风示意图射流巷道式通风是利用射流风机的增压作用，在平行双洞和横通道组成的通道中形成主风流，使新鲜空气从一个洞进入，流进横通道时，通过送风管道将新鲜空气送到工作面；污浊空气从工作面流回横通道，再从另一个洞流出。布置方式如图2所示。-6-隧道隧道123451—新鲜空气；2—射流风机；3—送风机；4—送风管路；5—污浊空气图2射流巷道式通风示意图5.2具体施工方法5.2.1送风式通风的主、平洞各两台110KW轴流式通风机安设在洞口外，直接将直径1.5m通风管与轴流式通风机连接，沿洞内一侧悬挂高度不小于2m，直线布置。轴流式通风机通过通风管将新鲜空气压入掌子面，出风口设置在掌子面附近，随开挖进尺逐段增加通风管。5.2.2射流巷道通风随着隧道的向前开挖和下一个横通道的贯通，分阶段实施，具体方法如下：（1）平洞和主洞各掘进至2000m后，当平洞与主洞之间的第一个横通道贯通后，在平洞内安设一台75KW射流风机，引射方向向内，两台送风机均移到平洞内，离横通道50m左右的位置，所连管路不变。平洞管路一直向前直接为平洞作业面送风；主洞管路经横通道进入主洞，再向前为主洞作业面送风，如图3所示。-7-（2）当第二个横通道贯通后，射流风机的安设位置和引射方向不主洞12348平导1075961—主洞；2—射流风机；3—主洞、平导送风机；4—管路；5—第二横通道；6—主洞作业面；7—平导作业面；8—管路；9—平导；10—第一横通道密封墙图3射流巷道式通风第二阶段示意图变，两台送风机在平洞内向前移动，离第二个横通道50m左右的位置，所连管路不变。平洞管路一直向前直接为平洞作业面送风；主洞管路经横通道进入主洞，再向前为主洞作业面送风。以此类推，直到隧道开挖完成。如图4所示。主洞1234811107596平导1—主洞；2—射流风机；3—主洞、平导送风机；4—管路；5—第二横通道；6—主洞作业面；7—平导作业面；8—管路；9—平导；10—第一横通道密封墙图3射流巷道式通风第二阶段示意图-8-5.3风量及风压的计算隧道平、主洞施工均按无轨运输，采用送风式和巷道式相结合的通风方式，通过风筒压入式向工作面通风。(1)主洞风量及风压计算①计算参数：计算参数如下：供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计；按照分部开挖的最不利因素，坑道施工通风最小风速按Vmin=1m/s，按照不良气体聚集最小风速考虑，隧道内气温不超过28℃；主洞最大开挖面积按SZ=75m2计（V级围岩三台阶开挖）；正洞开挖爆破一次最大用药量A=240kg；正洞放炮后通风时间按t=20min计；风管百米漏风率β＝1％，风管内摩擦阻力系数为λ＝0.0078，风筒直径为1.5m。②风量计算按洞内允许最小风速要求计算风量Q风速=Vmin×SZ×60s=1.0×75×60s=4500(m3/min)按洞内同时工作的最多人数计算风量Q人员=4×m×1.2=4×80×1.2=384(m3/min)Q人员修正=Q人员×1/Kr=384×0.63=242(m3/min)m－坑道内同时工作的最多人数，主洞按80人计。1/Kr-高原修正系数按洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风量Q炸药=K2(5×A×b)/tKr=1.6×(5×240×40)/20=3840(m3/min)b——公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积，取40L。-9-式中：K2—风量备用系数，考虑隧道掘进断面不平、风筒漏风、不良气体泄漏不均衡等因素，取K2＝1.6；按洞内使用内燃机械计算风量计算公式：Q内燃=Q0×ΣP式中：ΣP——进洞内燃机械马力总数。该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和红岩汽车自卸汽车。其中侧卸式装载机1台，最大功率162kw，计算功率145kw；5台自卸车（满载车4台，空车1台），满载功率按110kw，计算功率99kw，空车计算功率按满载80%计，即79kw。则需要风量为：Q内燃=Q0×ΣP=5×(145+99×4+79)=3100m3/minQ需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=4500m3/min③风管漏风损失修正风量通风计算取最大通风长度L＝1980m。风管百米漏风系数β为1%，风机所需风量为Q机为：B=L/100=1980/100=19.80A=（1-β）B=（1-0.02）19.