某隧道通风专项方案Word格式文档下载.docx

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（K7+575～K8+855）

川交路桥有限责任公司

金堂县观音山至云顶山旅游公路建设工程（2期）2标项目部

二〇一七年十一月

小云顶隧道通风施工方案

1、编制依据

1.1金堂县观音山至云顶山旅游公路建设工程（2期）2标段小云顶隧道工程设计施工图。

1.2本单位进场后现场勘察、调查及实际测量所了解的实际情况。

1.3相关法律法规

（1）《中华人民国劳动法》

（2）《中华人民国安全生产法》

（3）《中华人民国环境保护法》

（4）《中华人民国水污染防治法》

1.4交通部、省颁布的有关公路工程的技术规、技术标准和规程

（1）《公路水运工程安全生产监督管理办法》（中华人民国交通运输部令2017年第25号）

（2）《建设工程安全生产管理条例》

（3）《省安全生产条例》

（4）《公路工程施工安全技术规》（JTGF90—2015）

（5）《公路隧道施工技术规》（JTGF60—2009）

（6）《公路隧道施工技术细则》（JTG/TF60—2009）

（7）《公路工程质量检验评定标准》（JTGF801—2012）

（8）《锚杆喷射混凝土支护技术规》（GB50086-2001）

（9）《地下工程防水技术规》（GB50108-2008）

（10）《煤矿安全规程》（2016版）

（11）《爆破安全规程》（GB6722-2014）

（12）《铁路瓦斯隧道技术规》（TB10120-2002）

（13）《公路隧道设计规》（JTGD70-2004）

（14）《公路隧道通风照明设计规》（JTJ026.1-1999）

（15）《工程建设标准强制性条文》（公路工程部分）

（16）观音山2期2标段施工风险评估报告

（17）《施工现场临时用电安全技术规》（JGJ46-2012）

（18）《建筑机械使用安全技术规程》（JGJ33-2012）

（19）《建筑施工高处作业安全技术规》（JGJ80-2016）

（20）《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》（安全监管总局第30号）

（21）《公路瓦斯隧道技术规程》（DB51/T2243-2016）

（22）《公路隧道监控量测技术规程》（DB13/T2177-2015）

1.5和交通部、建设部有关隧道、照明、监控等施工规、规程及质量检验标准，、省政府关于工程建设的有关法律、法规以及有关质量、安全、文明施工、环境保护等方面的管理文件。

2、工程概况

2.1设计概况

小云顶隧道工程，起讫桩号K7+575～K8+855，全长1280m。

单洞隧道，最大埋深160m，隧道为单向坡，坡度+2.6%。

2.2隧道地理位置

小云顶隧道位于盆地西缘，属于川西褶皱带与川中、川北褶皱带的交接部位，新华夏系第三沉降带～沉降盆地之小云顶褶皱带中，构造迹线主要呈北东向。

隧址区位于小云顶山脉，程中低山地貌，发育山地及沟谷，沟谷以“V”型谷为主，谷宽一般不超过100m，海拔高程500~1046m，切割深度约200~510m。

2.3隧道工程地质条件

隧道址区地层为第四系地层（Q4）及侏罗系上统蓬莱镇组（J3p）地层构成。

隧道穿越的地层为侏罗系上统蓬莱组近水平层状的紫红色泥质结构泥岩及灰白色细粒砂质结构砂岩，均为层状结构，岩层产状104°

∠6°

，较为平缓。

无断层通过，距离四方山断层及破碎带（F2）约4Km，区域稳定性相对较好。

根据设计，小云顶隧道围主要为Ⅳ围岩，暗挖段长927m占73%，Ⅴ级围岩343m，占27%。

2.4水文地质条件

隧址区关系密切的地下水主要是上层粉质粘土层中孔隙水潜水及基岩构造裂隙水。

水位水量变化与大气降水及季节性变化密切。

小云顶隧道洞身地下水具有微硫酸盐型腐蚀性。

2.5地震烈度

隧道路线所经区域地震动反应谱特征周期为0.45s，地震动峰值加速度分区为0.10g。

对应地震基本烈度为7度。

2.6有毒有害气体

隧道位于油气影响区，受洛带气田、三大湾气田及三皇庙含油气构造影响大，加之隧道穿越地层为蓬莱镇组，砂岩、泥岩比泥岩占近77%，砂岩占23%，利于油气聚集保存，地质勘察钻孔检测天然气浓度最大为10490ppm，浓度较高，综合判定本隧道为高瓦斯隧道。

3、施工方案概述

3.1现场施工条件

小云顶隧道进口端洞口位于陡坡腰部，场地布置和施工材料进场较为困难；

出口端洞外地势相对较开阔、平缓，利于施工场地布设，进场施工便道相对出口宜于布设；

隧道穿越近水平岩层，围岩易顺层理剥离、冒塌；

施工便道坡陡、弯急、路面狭窄、线路长，工程材料运输困难；

隧道长、工期短，地层中富含高瓦斯但其赋存位置、赋存量、压力等情况不明；

且可能存在涌突水等不良地质条件，给隧道施工带来较大困难。

3.2施工安排

综合考虑本隧道的规模、周边条件及洞口端的地形，本隧道采取单向开挖掘进，从出口端（K8+855））沿下坡方向掘进，有利于瓦斯和污风排出，同时在施工过程中加强洞排水。

3.3主要施工方法

1）洞口及浅埋段开挖

先施工边、仰坡和明洞，在洞顶截水沟完成后采用人工配合机械分层开挖，每开挖一层，及时对边坡进行喷锚临时防护。

边仰坡开挖和支护完成后，立即进行套拱和管棚的施作，在管棚的保护下，根据洞口和浅埋段的地质条件分别采用半断面、环形开挖留核心土法开挖进洞，每次开挖距离为1～2榀钢架间距，初期支护紧贴掌子面。

2）洞身段开挖及初期支护

根据设计及掌子面实际围岩状况分别采用上下台阶钻爆法（Ⅳ级围岩）、或环形开挖留核心土法（Ⅴ级围岩）开挖。

爆破采用煤矿许用雷管和炸药。

超前支护、初期支护严格按设计要求进行施工，紧跟掌子面。

3）洞碴装运

根据开挖方式不同采用ZL50C侧卸式装载机或PC220型挖掘机装碴，洞渣经5t自卸式载重汽车运到弃碴场按设计要求整理。

4）二次衬砌施工

仰拱及仰拱回填采取整幅浇筑施工，每次立模浇筑长度约6~8m（遇衬砌结构变化位置断开设沉降缝），砼泵送入模。

在仰拱开挖、仰拱及仰拱回填砼浇筑及养护期间，架设简易钢栈桥作纵向通道，以保证隧道前方上台阶的施工。

拱墙二次模筑砼衬砌采用9m自行式液压衬砌模板台车作模、泵送对称入模、附着式和插入式振捣器联合振捣、全断面一次衬砌的整体浇筑工艺。

5）洞排水

隧道施工过程中，若出现渗涌水，分别在上台阶掌子面、下台阶掌子面开挖临时集水坑，已经浇筑仰拱段利用中心排水沟检查井作临时集水井，采用潜水泵分级分段抽到隧道洞外沉淀池沉淀后加以利用。

4、影响通风方案的要素分析

4.1瓦斯

根据地勘资料，本隧道存在浅层天然气（瓦斯），为高瓦斯隧道。

瓦斯隧道在施工过程中存在极大的安全风险，如瓦斯燃烧、爆炸等。

当隧道揭露隐伏性断裂、透镜装储集砂体、岩性突然发生变化、地下水涌出时，有可能出现天然气型瓦斯，具有偶然、突发和不确定的特点，难以预判瓦斯出现位置。

瓦斯的防治是贯穿整个隧道施工过程的重要工作，是影响隧道通风方案的决定因素。

4.2火工产品

本隧道采用钻爆法施工，爆破前的起爆条件及爆破后能否尽快出碴运输是影响隧道通风方案的重要因素。

4.3施工机械和作业人员

小云顶隧道施工过程中有大量的柴油机械设备及多班组人员作业，保证人员施工安全也是影响隧道通风方案的重要因素。

5、隧道通风方案

施工通风是预防瓦斯灾害最关键的工作。

5.1通风方案设计标准

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）空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。

2）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。

3）瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点20m，风流中瓦斯浓度必须小于1.0%；

总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%。

开挖面瓦斯浓度大于1.5%时，所有人员必须撤至安全地点并加强通风。

4）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。

5）隧道气温不得高于28℃。

6）隧道噪声不得大于90dB。

7）隧道施工通风应能提供洞各项作业所需的最小风量，每人应供应新鲜空气4m3/min。

施工中正常通风风速不得小于0.25m/s。

。

5.2通风方式

采用压入式通风，采用1台多级三速SDf-Ⅲ№14型压入式对旋轴流通风机压入通风，并备用1台。

5.3通风设备的选型

5.3.1隧道需要风量的计算

（1）按最多作业人数计算

式中：

—隧道同时工作的最多人数：

a.上台阶钻爆工序最多人数16人；

b.下台阶钻爆、出渣、初支时最多人数12人；

c.仰拱填充时最多人数22人；

d.拱墙钢筋施工时最多人数6人；

e.拱墙防水层施工时最多人数5人；

f.拱墙衬砌施工时最多人数11人；

g.检查及后勤辅助同时施工时最多人数20人；

以上共计92人。

—按需风量，4m3/（人.min）；

（2）按最大炸药消耗量计算

1）30分钟通风排烟距离400米

A—开挖工作面一次爆破的最多炸药量，200kg（考虑全断面开挖时用药量）；

S—隧道工作区域隧道的断面面积，取已成型二次衬砌断面面积60.9m2；

L—掌子面向洞口方向30分钟最大排烟距离，即达到具备工作条件的隧道区段的长度，取400m计算；

t—空气质量达到具备工作条件的隧道区段排除炮烟所需时间，取30min（选择30分钟主要是为工序衔接更为紧凑，时间可以适当延长）。

需要进一步说明：

①式中L不是风机到掌子面的距离，也不是掌子面到洞口的距离，而是指放炮30分钟通风后，掌子面向洞口方向后退400米围空气质量达到标准，如30分钟通风后可以开始装碴、施做仰拱、二衬（工作区间均在400米围）。

②式中t也不是指将炮烟全部排出隧道使隧道各处空气质量达标的通风时间，在L米围空气质量达到标准后通风还是持续的。

上述取值是从隧道各工序在安全条件前提下衔接所需要考虑的技术参数值。

（3）按洞同时工作燃机设备计算

—燃机每kW所需风量，4.5m3/min

—装载机功率，154kW；

—挖掘机功率，110kW；

—自卸车功率，2×

162kW；

—燃机同时工作系数，取0.7。

（4）按瓦斯涌出量计算

设计未列出瓦斯可能的涌出量，而该地质条件下无法进行准确的定量的预测。

参考炮台山隧道天然气最大涌出量3.54m3/min值为界线，从正常施工和非常态作业两个角度来考察通风量：

1）超常瓦斯涌出情况下达到瓦斯不发生爆炸条件的通风量，取3.54m3/min的2~5倍值计算：

式中：

—瓦斯涌出不均衡系数，取3.54m3/min的2～5倍，即最大超常瓦斯涌出量17.7m3/min。

—预计隧道瓦斯涌出量，3.54m3/min；

—隧道最高允许瓦斯浓度，取1.5%，小于5%（瓦斯爆炸浓度一般在5%~16%之间）；

—进风流中瓦斯浓度，取0%，即为无污染的新鲜风；

2）瓦斯涌出一般情况设定为不大于3.54m3/min，正常施工通风量值计算（即瓦斯浓度小于0.5%是正常施工的界线值）

708m3/min的需风量按SDDY-11№12.5A单风机双电机对旋送风：

a.低档，额定功率2×

20kW，额定风量1150m3/min，计算1300米送风距离百米允许漏风率可达1.77%，是一个较宽松的数值。

b.中档，额定功率2×

40kW，额定风量1500m3/min，计算1300米送风距离百米允许漏风率可达3.15%，有较大的安全系数。

c.高档，额定功率2×

110kW，额定风量2250m3/min，计算1300米送风距离百米允许漏风率可达4.67%，安全系数比中档有所提高，但耗电是中档的2.75倍；

风压是中档的2.264倍，对风筒承压能力的要求很高。

计算数值表明本隧道有瓦斯地段的风险主要不是在于多大的风机供风，而在于供风持续性。

（5）最小风速需风量计算

即1060.8m3/min

—隧道允许的最低风速，0.25m/s；

S—仰拱已做未施工拱墙衬砌段的断面，70.72m2。

施工图设计C5-2型衬砌延米开挖方量95.06m3，取整值断面100m2，计算最小风速需风量1500m3/min。

（6）最大需风量

根据以上计算，隧道任一掌子面需风量为

=1852.2m3/min=30.87m3/s

制约最大通风需求的因素不是瓦斯的涌出量，而是具备工作条件区段的炮烟排放时间与洞作业的燃机械的耗氧数量（延长排烟时间，该因素即为主控因素）。

5.3.2通风机选择

（1）主要通风机（压入式）选型

Q=

=

=2228.9m3/min=37.15m3/s

L——通风距离，L=1300m；

η——百米漏风系数，η=1.3%。

（2）压入式主要通风机全风压计算

1）管道阻力系数Rf=6.5αL/D5，摩阻系数

Rf=6.5αL/D5=6.5*0.00225*1300/1.55=2.5037

根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直径，为便于管理和维修，隧道通风采用软管，直径D=1.5m。

2）管道阻力损失

管道阻力损失Hf=RfQjQi/3600+HD+H其它

式中Qj—通风机供风量，取设计风量，m3/min；

Qi—隧道末端流出风量，m3/min；

HD—隧道阻力损失取50；

H其他—其它阻力损失取60；

风机设计全压H=Hf=RfQjQi/3600+110；

Hmax=（2.5037×

1852.2×

2228.9）/3600＋110=2981.2Pa；

（3）主要通风机确定

隧道选用1台（备用1台）多级三速SDf-Ⅲ№14型压入式对旋轴流通风机，配用电机2×

160/60/40Kw，全压1630~6400Pa，风量2100~3200m3/min，配Ø

1500mm胶质阻燃、抗静电风筒双筒供风。

（4）实际施工中根据实测通风效果，酌情设1台SDS-Ⅱ-No10.0射流风机调节风流流向。

在隧道加宽带、衬砌台车附近配备FBCZN8/5.5局扇防止瓦斯集聚。

6、组织机构及人员配置

6.1人员组织

金堂县观音山至云顶山旅游公路建设工程（2期）2标段项目经理部现共设工程技术科、质检科、监测科、计划合同科、安保科、机材科、财务科和综合办公室8个部门，为适应业主单位对高瓦斯隧道瓦斯检测与监测高频率的要求，监测科仅瓦斯检测与监测、设备调校与维护人员6人。

小云顶隧道为高瓦斯隧道，为了加强隧道施工过程中的通风瓦斯管理，保证施工安全，确保施工进度，项目部安全科通风管理组，配备通风专业工程师1名和通风技术人员1名指导瓦斯隧道通风管理；

同时隧道工区成立通风组，配备通风工2名负责风筒的维护；

瓦斯监测检测人员7人（每次轮休离开工地的不多于1人，保证每天有6人投入工作），通风管理人员与瓦斯监测检测人员实施联动机制，所有特种作业人员必须经相关资质部门培训合格，并持证上岗。

6.2安保科通风管理组职责

1）负责通风瓦斯管理方面的安全技术工作，对隧道通风瓦斯的安全技术工作负责。

2）对通风系统方面存在的重大问题和隐患做到发现及时、汇报及时、解决及时。

3）开展通风技术革新，不断完善操作规程。

4）协组相关部门搞好通风技术人员的培训工作。

5）负责事故隐患治理、审核隧道通风瓦斯管理中危险性较大场所的事故应急预案等方面的技术工作。

6）积极组织通风瓦斯管理技术人员，定期从技术上研究隧道通风安全生产情况，解决有关生产中存在的安全技术问题，预防通风瓦斯事故的发生。

7）参与通风瓦斯事故预防处理计划、安全技术措施费用的使用计划的编制。

8）参加安全办公会议，对隧道通风现场和通风安全技术工作中存在的问题提出整改意见和整改方案。

9）参加有关事故的调查处理，采取有效措施，防止事故重复发生，协助有关部门处理有关技术事务。

10）及时向安保科长、总工程师、项目经理反映安全生产情况，为决策和具体措施的制定提供可靠的依据。

11）严格执行通风各项管理制度规定，加强对通风调度、资料室管理工作，要求通风调度制度化，资料管理档案化，做到图牌板、各种记录齐全，填写清楚准确，并与现场实际相符。

6.3通风组职责

1）负责通风设施建筑安装、管理维修、回撤工作，保证通风设施质量，安装位置符合标准要求。

2）负责隧道风量、风速、瓦斯、粉尘、气体分析的监测工作，做到制度化、规化。

3）严格执行瓦斯检查制度，及时增减瓦斯检查点，做到不空班漏检，“报表、手册、瓦斯牌板”三对口，发现问题及时汇报调度室、通风瓦斯管理部门，并采取措施进行处理。

及时填报瓦斯日报表，并报项目部经理、总工程师审签。

4）负责通风仪器、仪表的维修、校验及自救器的检验工作，并按要求定期送检，保证仪器、仪表质量完好，保证现场使用可靠、灵敏。

5）负责隧道局部通风机安设地点的定位工作；

负责隧道断电仪的安装维修工作，要求安设地点、断电围符合要求。

6）负责掌子面、横通道贯通等通风系统的调整工作。

7）负责风门、密闭墙、调节风窗等通风设施的建筑施工，对其质量负责，严格按质量标准施工。

8）负责横通道的及时封闭，严格按要求施工。

9）发现通风设施损坏应立即维修。

7、通风管理

7.1建立健全通风管理制度

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指导原则，强化通风管理。

建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组，通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，严格按照通风管理规程及操作细则组织实施。

7.1.1建立通风管理制度

1）风机操作人员必须经过培训、考核合格后方能上岗作业，必须严格遵守风机的操作规程，熟悉通风系统性能。

2）隧道通风系统必须经验收合格后方可投入正常运行，运行期间应加强巡视及维护工作，保证通风系统各项性能、技术指标达到设计要求。

3）保证隧道24小时连续不间断通风，风量、风压必须满足规和施工组织设计要求，不得随意停风。

4）风机设置两路电源并装设风电闭锁装置，确保一路电源断电后另一路电源自动接通及正在使用的通风机出现故障后15分钟启动备用通风机，保证隧道通风和正常作业不受影响。

7.1.2通风系统定期检查制度

1）项目部每周组织对通风系统进行检查，队长每天对通风系统例行检查，通风工必须做好日常巡查。

2）通风系统运行正常后，每10天进行一次全面测风，对掌子面和其他用风地点根据需要随时测风，做好记录。

3）每7天在风管进出口测量一次风速、风压，并计算漏风率，风管百米漏风率不大于1%，对风管漏风情况必须及时修补。

4）建立通风系统运行管理档案，档案包括各种检查记录、调试记录、测量记录、维护记录、运行记录等。

5）值班人员每天按班组对通风系统运行情况进行记录，队长每天、项目部主管副经理每周分别对运行记录予以审核、签认，并由物资部负责建档保存。

6）每周用风速测定仪对风速进行人工检测。

7.1.3通风管理交接班制度

必须实行通风管理交接班制度，交接双方签字认可，对上一班存在的问题、隐患、需注意事项、仪器设备状态等必须交接清楚，交接班记录由队长每天定时予以审核签字。

7.1.4停风报批制度

因通风系统检修及其他原因需要停风时必须提前提出申请，逐级上报，根据停风时间长短由相关负责人审批后方可实施。

1）停风在30分钟以的，由当班人员报队长审核后，由驻地监理工程师批准实施。

2）停风时间超过30min的，由当班人员报小组组长审核后，由驻地监理组长批准实施。

3）停风前必须确保洞所有人员已经撤离，并切断电源；

恢复通风前，必须检测瓦斯浓度，经当班瓦检工检测，在局部通风机及其开关附近10m以风流中瓦斯浓度都不超过0.5%时方可由指定人员开启局部通风机。

7.1.5建立风管维护工作制度

成立专门的通风班组负责通风设备的安装、使用、维修、维护工作，每天进行巡检。

保证管路顺直，无死弯、漏洞，其开机人员每天按班组对风机运行进行记录登记。

7.2喷淋降尘系统

隧道施工防尘采取综合治理的方案控制粉尘的产生，钻眼作业采用湿式凿岩。

装碴前必须进行喷雾、洒水；

隧道及洞口各设置水雾炮机，加工水雾帘幕降尘装置安装于开挖台架上，爆破作业完成装药并退出开挖台架后开启降尘设备，装碴作业开始时将降尘设备至于掌子面退后40m左右，以不影响装碴作业为宜，确保降尘、出碴平行作业。

在隧道调平层已完成地段加设路面冲洗设备，对路面及来往车辆冲洗除尘、除泥。

注意事项：

1）洞照明应满足相关要求，施工用电应采用“三项五线”制，遵循“一机一闸，一电一漏保”，避免由于喷雾造成的施工用电受影响或产生临时用电安全隐患；

2）掌子面距调平层端头段临时道路应平整，两侧临时排水沟应顺畅，避免喷雾造成的掌子面积水；

3）加强喷雾段照明，避免喷雾造成的视线不足。

水雾炮机开挖台车水雾喷淋装置

7.3隧道通风管理具体措施

（1）本隧道为高瓦斯隧道，隧道施工前，要选用防爆型风机、阻燃型防静电风管，风机距洞口30米布设。

（2）施工过程中加强瓦斯隧道施工通风管理，对通风机械设备、通风管路要做到经常性维护保养和检查，降低通风系统的故障率、减少通风管路的漏风量，确保施工通风系统正常和通风效果。

（3）瓦斯隧道施工通风机必须设两路供电系统，并装设风电闭锁装置；

供电系统设专用电表，用电量单独计量计费和便于核定通风时间。

当一路电源停止供电时，另一路电源应在15min启动，保证风机的运转。

注意保证施工通风供电线路的维护、管理和检修，必须配置自发电及备用供电系统，避免因停电或供电线路故障时造成洞瓦斯积聚或超限。

（4）因停电、通风机械设备故障等因素造成的通风系统停止运行，在恢复正常通风后，对隧道上部、坍塌洞穴、避车洞等通风不良、瓦斯易积聚的地点，瓦斯不得超过1.5%，当检查超过此浓度时，应停止施工，撤出人员，切断电流，停止电动机运转或开启电器开关，待进行局部充分通风处理后，由瓦斯检测员进行再次专项检测，证实瓦斯浓度低于规定允许浓度，确认安全后方可恢复施工。

（5）工作面若采用局扇通风，由于局扇或供电故障造成局扇停风时，在恢复局扇通风前，必须检查瓦斯浓度，证实爆破工作面附近20米围的CH4浓度不超过1%，且局扇及其开关附近10米风流中，CH4浓度不超过0.5%时，方可启动局扇通风。

否则，必须先采取相应排除瓦斯的安全措施。

（6）因工序衔接、施工组织等临时停工的施工地点不得停风，不得在停风或瓦斯超限的区域进行机械施工作业。

（7）对施工通风系统或通风设施等出现异常时，