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•提高公路高瓦斯隧道施工通风效率•中铁一局集团第四工程有限公司都汶项目部紫坪铺隧道通风QC小组发表人：戚栋栋•紫坪铺隧道是国道317（213）线都江堰至汶川高速公路重点控制工程之一，是国内目前唯一在建的公路高瓦斯突出隧道。隧道设计为基本平行的双洞，我项目部左右洞施工长度分别为2.550km和2.515km。•隧道地质情况十分复杂，岩层(煤层)及瓦斯分布具有明显的不均匀性，瓦斯压力0.172～0.67Mpa间，以裂隙瓦斯为主，施工通风是重点工作之一，又因隧道洞身较长，所需风量大，上坡施工，通风难度极大。•二、小组概况：•都汶项目部紫坪铺隧道通风QC小组成立于2008年1月，由9名现场施工管理人员组成，平均年龄27岁，全部接受过48小时以上TQM教育。小组及成员情况见表一、表二：一、工程简介表一：QC小组概况小组名称紫坪铺隧道通风QC小组成立日期2008年1月1日课题名称提高公路高瓦斯隧道施工通风效率课题类型攻关型组长许志忠副组长刘建文玉辉活动日期2008.01.01-2008.07.01注册时间07年12月30日小组成员9人注册编号ZTYJ-2008-2活动频次6~8次/月，出勤率100%QC教育时间48小时以上制表：戚栋日期：2008.1.1表二：小组成员简介序号姓名姓别文化程度职务小组分工1许志忠男本科项目经理QC方案策划2刘建男大专项目副经理方案实施3文玉辉男大专总工程师方案实施4戚栋男大专安质部长协作实施5李关次男大专工程部长协作实施6杨军男大专物设部长检验7王刘勋男大专试验室主任检验8崔虎军男大专技术主管检验9石锦岩男大专技术员检验制表：戚栋日期：2008.1.1三﹑选题理由业主要求隧道较长，瓦斯浓度高，所需风量大，上坡施工，通风难度极大。提高公路高瓦斯隧道施工通风效率工程难点工程现状选定课题掌子面、回风巷最小风速0.5m/s四、现状调查2006年9月上旬连续8天，QC小组对隧道左右洞40个点进行风速测量。检测项目时间检测点平均值m/s总平均值m/s12345掌子面回风巷2006.9.10.180.210.130.150.190.170.172006.9.20.200.170.180.190.140.182006.9.30.140.200.190.220.160.182006.9.40.150.180.130.130.180.152006.9.50.180.210.190.150.200.192006.9.60.190.130.200.170.150.172006.9.70.140.200.190.150.190.172006.9.80.180.130.130.180.200.16风速测量统计表对其中37个测量点进行不合格原因分类调查，汇总了影响因素调查表。影响因素调查表序号类别频数累计频数频率﹪累计频率﹪A通风方案不合理303081.181.1B经常停电3338.189.2C管理不到位2355.494.6D环境1362.797.3E其他1372.7100制表：戚栋日期：2008.1.10结论：从以上可以看出，影响通风效果的关键因素是通风方案不合理，因此必须制定合理的通风方案，才能提高通风效率。★根据影响因素调查表，制作排列图进行分析影响因素排列图•★根据《铁路瓦斯隧道技术规范》及业主要求，掌子面﹑回风巷风速由原来0.17m/s提高到0.5m/s。小组活动目标图五、目标确定我们小组制定目标了!0.170.500.10.20.30.40.50.6现状目标值单位（S/M）•小组成员集思广益，从人、机、法、环四个方面进行了整理分析：制图：戚栋日期：2008.1.10六、原因分析洒水不及时通风方案不合理洞内空气污浊缺少高瓦斯隧道施工通风经验人员素质低环法机人责任心不强设备不满足要求设备运行不平稳设备故障率高通风方式不完善掌子面风速、风量小风筒口距掌子面距离过大通风设备性能低序号末端因素确认内容确定方法标准负责人完成日期1风筒出口距掌子面距离过大现场测量风筒出口距掌子面距离现场测量风筒出口距开挖掌子面距离不得大于5M戚栋2008.2.152通风设备性能低对设备性能实施考察现场验证风机工作风量≥2925m3/min许志忠杨军2008.2.153通风方式不完善现场测量风速、瓦斯浓度进行验证现场验证保证掌子面、回风巷最小风速0.5m/s。许志忠文玉辉2008.2.154设备故障率高查看风机运行记录调查分析每月故障停机率≤1%刘建杨军2008.2.155人员素质低对员工进行考核现场验证平均成绩达到85分刘建戚栋2008.2.156路面洒水不及时检查洒水频率现场验证路面湿润，空气清新戚栋2008.2.15七﹑要因确认确认一、风筒出口距掌子面距离过大确认方法：现场验证，2007年10月上旬测量统计结果如下。风筒出口到掌子面距离测量统计表2007.101234567891011平均距离（m）54.64.94.74.34.94.84.94.54.34.64.7结论：风筒出口距掌子面平均距离4.7m5m(标准值)该项非要因。确认二、通风设备性能低确认方法：现场验证，我们对现场使用的风机性能进行了调查：单洞配备N012.5型风机各1台，功率为110KW，风机风量Qm=1462.5m3/min＜2925m3/min（标准值）测量：戚栋复合：刘建•结论：风机风量不满足要求，该项是要因。•确认三、通风方式不完善•确认方法:现场验证，QC小组成员中98%的人员未从事过高瓦斯隧道施工，现采用的通风方式与普通隧道基本相同，单洞施工长度大于600m时，小组成员对洞内风速进行了测量统计，见下表：风速测量统计表检测项目检测断面断面积㎡检测点平均值12345风速（m/s）掌子面500.230.180.320.260.200.22回风巷650.210.200.190.210.23结论：掌子面、回风巷平均风速为0.22m/s＜0.5m/s（标准值），该项是要因。测量：戚栋复合：刘建确认四、设备故障率高确认方法：现场调查验证，安质部长查看每个月风机运行情况记录。风机运行状况统计表月份6月7月8月9月平均故障率（%）0.750.680.720.780.73统计：戚栋复合：刘建结论：每月故障停机率为0.73%＜1%（标准值），该项非要因。确认五、人员素质低。1、通风设备操作及管理人员是从项目严格挑选的德才兼备职工。2、项目实行劳效挂钩，并强化思想教育，操作人员态度端正，工工积极性。3、2007年10月，项目部对10名操作工素质进行了测评，见下表得分70分以下70-8080-9090以上平均得分人数025387备注85分以上为素质高，70-85为一般，70以下为素质低员工素质测评表统计：戚栋复合：刘建结论：操作人员平均素质为87分＞85分（标准值），该项非要因。确认六、路面洒水不及时确认方法：技术人员通过现场抽查，发现路面每天洒水至少保证两次，路面较为湿润，空气清新。结论：路面洒水次数可以保证净化洞内空气，该项非要因。小组成员通过对末端因素逐一确认，认为造成通风方案不合理的主要原因有两条：八﹑制定对策•针对各项要因，我们制定了对策序号主要原因1通风设备性能低2通风方式不完善对策表序号要因对策目标措施地点时间负责人1通风设备性能低选择合理的通风设备工作风量≥2925m3/min工作风压≥2956Pa1.计算风机工作风量及工作风压。2.根据理论计算选择通风设备经理部2008.3许志忠杨军2通风方式不完善制定完善通风方式掌子面、回风巷最小风速0.5m/s根据隧道洞身的不断延伸，采用分阶段不同的通风方法。现场2008.3许志忠文玉辉统计：戚栋复合：刘建九、对策实施实施一、选择合理的通风设备1、计算风机的工作风量、工作风压通风机是把机械能转化为空气压力能的一种装置，是实现隧道机械通风的关键设备。目前国产通风机有两种类型：即离心式和轴流式。项目离心式轴流式备注结构优点结构简单、造价低、维修方便、坚固耐用体积小、重量轻、动轮直径小，转速高，可与电动机直接连接轴流风机有便于移动，转速高，可保证洞内风量、项目部组建通风班、电工班对风机实施定期保养检修，并备用两台风机缺点动轮直径大、机体大，转速低，不能与高速电机直接连接结构复杂、故障多、噪音大性能适应性适用于阻力小而要求风量变化大的隧道适用于阻力大而要求风量变化小的隧道，性能调节方便且幅度大紫坪铺高瓦斯隧道单洞长2500M，阻力大，风量变化要求小。离心式风机与轴流式风机基本特点对照表QC小组根据紫坪铺高瓦斯隧道施工特点及项目实际情况，经过比较，选择轴流式风机。2、根据理论计算，左右洞各配SDF（C）-N012.5型风机2台，功率为2×110KW，采用并联模式双管路进洞。参照风机性能曲线图（见下图），风机风量Qm=1462.5m3/min时，风压P=5000Pa＞2956Pa。效果检查：通风设备配备表名称型号功率/KW风量/m3/min风压/Pa台数轴流风机SDF(C)-NO12.52×1101462～29301378～53552台软风管抗静电阻/Ω阻燃氧指数百米漏风率摩阻系数直径＞108＞2.7≤0.01≤0.02150㎝序号防漏降阻措施说明1选用优质风管材料选用长丝涤纶纤维做基布，压延PV塑料复合而成的增强塑料胶布做风管材料2加大风管节长将风管节长增大到30m3改进风管连接方式接头采用薄钢板制成钢圈，加焊φ10㎜钢筋4提高风管安装质量吊挂风管的缆索要拉平、拉直、拉紧防漏降阻措施结论：通过计算对设备的确定，及防漏降阻措施的实施，风机风量﹑风压均大于标准要求。•实施二、制定完善通风方式•隧道施工长度0～600m时，采用独头压入式通风，左右洞分别为独立的通风系统，见下图：效果检查：QC小组对洞内风速进行了抽查测量，见下表：1#车左线洞口LK13+3501#人右线洞口K13+385横通道口临时封闭禁止人、车进入V0.5M/SV0.5M/S图示:主风机SDF(C)-N012.52×110KW局扇FBCZN12/3030KN射流风机SSF-NO12575Kw二衬台车局扇FBCZN8/5.55.5KN新鲜风流污浊空气检测项目检测断面断面积㎡检测点平均值12345风速（m/s）掌子面500.580.610.600.570.590.59回风巷650.590.570.580.610.57测量：戚栋复合：刘建掌子面、回风巷平均风速达到0.59m/s＞0.50m/s（目标值），复合标准要求。当隧道施工长度大于600m时，QC小组对洞内风速再次进行了抽查测量，结果如下表：检测项目检测断面断面积㎡检测点平均值12345风速（m/s）掌子面500.230.180.320.260.200.22回风巷650.210.200.190.210.23测量：戚栋复合：刘建0-600m时洞内风速测量统计表大于600m时洞内风速测量统计表结论：掌子面、回风巷平均风速0.22m/s＜0.50m/s（目标值），分目标未实现。•★持续改进•★原因分析：隧道瓦斯含量高，洞内涌水量大，上坡施工，又是长大隧道，通风难度大，通风方式必须随着隧道掘进长度不断调整，合理匹配。•★解决方案：选用巷道式与压入式相结合，采用射流通风技术，射流风机诱导左线为进风巷，右线为回风巷，各独头作业面均采用压入式，风机安装在新鲜风流中，随着前面横通道的贯通而前移风机，靠近掌子面的车行横通道为左右线间风流通道，其余横通道用风门封闭。•★改进方案实施：3#车行横通道为左右线间风流通道，其余横通道封闭。并在左洞3#加宽段增设2台轴流风机分别通向左右洞掌子面增加风量，见下图150m3#车2#车1#车左线洞口LK13+350新鲜风流污浊空气射流风机SSF-NO12575Kw图示:3#人主风机SDF(C)-N012.52×110KW二衬台车局扇FBCZN12/3030KN2#人1#人右线洞口K13+385SSF-No125型射流风机2台56SSF-No125型射流风机2台横通道口临时封闭禁止人、车进入横通道口临时封闭禁止人、车进入横通道口临时封闭禁止人、车进入V0.5M/SV0.5M/S局扇FBCZN8/5.5