工法文本公路隧道巷道射流式通风施工工法文档格式.docx
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巷道射流式通风体系由进风隧道、回风巷道、出风隧道构成。
工艺原理为:
在出风隧道洞口布置射流风机①将洞内空气向洞外抽出,产生的负压通过回风巷道②将进风隧道中的新鲜风流吸至出风隧道,构成巷道式通风主循环;
同时在进风隧道布置轴流风机③分别向两个掌子面供风,掌子面回流的污风与供风主循环汇合后④,污风排至洞外;
随着开挖掌子面的向前掘进,及时打通离掌子面最近的横通道作为回风巷道②,并不断前移;
在风流不畅的部位增加局扇风机⑤,以辅助通风。
图4。
1巷道射流式通风原理示意图
5施工工艺流程及操作要点
5.1施工工艺流程
公路隧道巷道射流式通风施工工艺流程见图5.1。
图5。
1公路隧道巷道射流式通风施工工艺流程图
5。
2操作要点
1通风方案规划设计
进行通风理论计算,确定风机型号,配置风机台数,规划通风方式.
5.2。
2压入式通风,直至打通第一个横通道
1隧道第一个横通道打通之前,采用压入式通风。
2隧道双洞洞外均各采用一台轴流风机,利用风管向掌子面压风,风机位置距离洞口30m以上,风管口距离掌子面不大于15m。
2.2-1隧道第一个横通道贯通之前的压入式通风示意图
2.3巷道射流式通风
1第一个横通道打通后,将隧道通风方式由压入式变为巷道射流式。
2主循环风流形成
1)在两条隧道之间的横通道内安装一台射流风机向回风隧道引流。
2)在距出风隧道口适当位置处安装射流风机向洞外排风,射流风机一般靠近洞口布置,对于特长隧道,应在出风隧道中部增加射流风机接力向洞外排风。
3)射流风机的安装位置及安装台数根据隧道掘进长度、隧道建筑尺寸和射流风机功率确定.
图5.2。
3-1布置于横通道内的射流风机图5。
3—2布置于出风隧道口附近的射流风机
3掌子面供风形成
1)掌子面供风由布置在进风隧道的轴流风机利用风筒压入,风管口距离掌子面不大于15m,轴流风机安装在已施作衬砌混凝土段内。
3—3布置于衬砌混凝土段内的轴流风机图5.2.3—4向掌子面送风的风管
2)轴流风机的安装位置由掌子面污风扩散回流距离决定,将直接影响掌子面的通风效果,应保证轴流风机始终处于新鲜风流中。
3)轴流风机至横通道的距离与隧道建筑尺寸、风机功率及隧道风速有关,根据已建成隧道施工经验,该距离通常取2—3倍洞径之间较适宜,具体应根据现场试验决定.
2.3—5轴流风机安装位置示意图
4局部供风形成
1)对于隧道截面突变处、预留孔洞处及施工台车等阻碍风流顺畅流动的部位,可增加风机辅助通风方式,以改善局部作业环境,防止有毒有害气体聚积。
3-6布置于台车处的风机
2)回风巷道会在出风隧道中形成一道风墙,阻碍出风隧道掌子面的污风交换,为此可在风墙处设置一台引流风机,以改善风流流态。
3-7增加引流风机对风流流态的改善示意图
2.4通风质量检查
1巷道射流式通风系统安装完成后需进行试运行,并对风速、有毒有害气体及粉尘浓度等进行检测。
2检测部位包括回风的任意部位,检测标准为:
风速能满足设计及规范要求,有毒有害气体被有效稀释,浓度降至安全范围以下,洞内粉尘被吹散,满足职业健康要求。
4-1风速检测图5。
4—2瓦斯检测
5风机正常运行维护
1风机通风质量经检测满足设计及规范要求后,方可进行施工正常通风。
2运行过程中需每日对隧道内风速、有毒有害气体浓度及粉尘等指标进行检测并记录。
3定期对风机运行状况进行检查和维护,及时对破损的风筒进行修补。
5.2.6打通下一个(离掌子面最近的)横通道
1打通下一个用于巷道射流式通风的横通道后,应封闭上一个横通道(防止风流乱窜)。
2布置于衬砌混凝土段内的轴流风机移位至下一个横通道处(距离横通道2-3倍洞径),随着隧道供风距离的增长,根据隧道内通风质量及试验情况,调整出风隧道的射流风机台数及安装位置。
3当多个横通道贯通后,除最靠近掌子面的横通道用巷道式通风外,其余横通道均封闭,同时对风机位置进行调整.
5.3劳动力组合
表5。
3劳动力组合表
序号
工种
主要工作内容
人数
1
高级管理人员
项目组织
2
施工技术人员
方案优化、技术指导
3
专职安全员
安全监控
4
试验检测人员
风速、瓦斯、粉尘日常检测等
15
5
电工
6
普工
通风设备运行维护
6材料与设备
表6.1主要设备表
设备名称
规格
单位
数量
防爆型射流风机
SDS-II—NO10,30KW
台
8
防爆型轴流风机
SFDZ-I—No.17(n=980r/min),2×
160kW
FBDCZ(A)-8(n=740r/min),2×
75kW
抗静电、阻燃风管
φ1.8m
2000
风速检测仪
若干
有毒有害气体检测仪
CO、H2S,瓦斯等隧道环境检测仪器
注:
设备的规格性能与隧道特性有关,本表中设备依托###隧道设置,该隧道属于煤与瓦斯突出隧道。
7质量控制
7。
1质量要求
7.1.1《公路隧道施工技术规范》(JTGF60)
7.1.2《公路工程施工安全技术规范》(JTGF90)
7.1。
3《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120)
2质量控制
1隧道施工独头掘进长度超过150m时应采用机械通风,通风方式根据隧道长度、断面大小、施工方法及设备条件等确定,主风流的风量不能满足隧道掘进要求时,应设置局部通风系统。
7.2。
2隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需要的最小风量:
每人需新鲜空气3m3/min,采用内燃机械作业时,供风量不宜小于4.5m3/(min▪kw),全断面开挖时风速不应小于0.15m/s,导洞内风速不应小于0.25m/s,但均不应大于6m/s。
3通风管的安装应符合下列规定:
1通风管靠近开挖面的距离应根据开挖面大小确定,风管口到开挖工作面的距离应小于15m。
2通风管的安装应做到接头严密、平顺,每100m平均漏风率不得大于2%,弯管半径不小于风管直径的3倍。
3通风管应设置专人定期维护和修理,如有破损,须及时修补或更换.
4通风管应与风机配套,同一管路的直径宜一致,对长大隧道宜选用大直径风管.
5通风管沿线应每(50~100)m设立一处警示标志或色灯。
6通风管安装作业台架应稳定牢固,并应经验收合格。
7.2.4通风机的安装与使用应符合下列规定:
1主风机安装应符合通风设计要求,洞内辅助风机应安装在新鲜风流中.
2通风机应装有保险装置,当发生故障时能自动停机。
3长隧道及特长隧道施工应配备备用通风机和备用电源。
4主风机应经常运转,如需间歇则因停止供风而受影响的工作面必须停止工作。
5安排专人管理通风机,每15天至少进行一次风电闭锁试验,并做好试验记录以备查。
6建立测风制度,每10天至少进行1次全面测风,对各用风地点,应当根据实际需要随时测风,每次测风结果均应记录并写在测风地点的记录牌上,同时建立风速连续监测和重点部位随时抽查检测制度。
7隧道必须有足够数量的通风安全检测仪表,仪表必须由具备相应资质的检验单位定期进行检验。
5瓦斯隧道通风还需满足以下规定:
1建立瓦斯通风、监控、检测的组织机构,系统地测定瓦斯浓度、风量风速及洞内环境参数。
2瓦斯隧道洞内使用的所有风机必须选用矿用防爆型,采用抗静电、阻燃的风管。
3瓦斯工区的通风机均应实行专用变压器、专用开关、专用线路供电及风电闭锁、瓦斯电闭锁装置。
4瓦斯区域的通风机应设两路电源,并保证电源能在15min内完成切换,以保证风机的正常运转,同时必须有一套同等性能的备用通风机时刻保持使用状态。
5为防止瓦斯聚积,对瓦斯易聚积处应实施局部通风,通风设备的风速不宜小于1m/s。
6按瓦斯绝对涌出量计算的风量,应将洞内各处的瓦斯浓度稀释到0.5%以下,巷道式通风的回风道内瓦斯浓度应小于0.75%.
7在瓦斯区域施工时,若瓦斯含量大于0.5%,应加强测试及通风,使瓦斯浓度控制在正常范围内,瓦斯含量低于0.5%时,应每隔(0。
5~1)h检测一次,瓦斯含量高于0。
5%时,应随时检测,检测作业不得离开该工作面,如有问题应立刻报告,当煤与瓦斯含量突出较大、变化异常时应加大检测频率。
8压入式通风机必须布置在新鲜风流中,以免污风循环。
9瓦斯隧道施工期间应连续通风,因故障停风时,须撤出所有工作人员并切断电源,恢复通风前,须检测瓦斯浓度,符合规定后方可启动机器。
10瓦斯隧道施工期间不得随意停风,若必须停风,要严格执行停风报批制度。
11加强预留通道、洞室、死角及塌陷部位的瓦斯检测及局部通风。
6定期对通风效果和洞内空气质量进行检测,并根据检测结果进行施工通风优化。
8安全措施
8.0.1隧道内的施工作业人员必须配备防尘口罩、耳塞等个人劳动保护用品,并定期体检。
8。
2隧道内应保持良好的照明,车辆在洞内行驶时必须严格控制车速,以防撞伤人员和供风设备。
8.0.3非操作人员严禁触碰各种机电设备,非电工不得进行电工作业操作,所有操作人员必须持证上岗.
8.0.4进入安装作业区前,先观察工作面有无危石、异常变形,确认安全后方可进行作业。
8.0.5风机安装应稳固,并设置安全警示标识,吊装风机时,必须安排专人进行统一指挥。
0.6设置专职安全员,监督和落实各项安全制度,并定期进行检查、消除各种事故隐患。
9环保措施
9.0.1严格控制无轨运输的内燃机械设备的尾气排放,以降低CO和烟雾对洞内环境造成污染。
9。
0.2在满足施工通风风量和风压要求的同时,给每个开挖面配备必要的除尘设施,如水幕降尘器和除尘机等,以保证粉尘排放达标。
3优先选用低污染、低噪音的环保型施工设备,噪声应不大于90dB.
0.4加强施工中的环境监测,根据监测反馈的信息指导施工。
10效益分析
10.1经济效益
公路隧道施工中,有效的通风直接决定着隧道工程的施工安全、质量、进度以及作业人员的职业健康。
巷道射流式通风将一条隧道作为新鲜风流进风洞,另一条作为污风出风洞,相比压入式通风双洞排烟,散烟区间减小约一半,同时由于风阻小,出风隧道风速相对较大,较压入式通风,回风质量有大幅改善,缩短了散烟时间,有利于保证施工进度。
在长距离供风条件下,采用巷道射流式通风可以大大缩短管道独头压入式送风距离,降低了风筒的使用成本,同时由于风阻大幅降低,风机利用效率高,降低了能耗。
10.2社会效益
在公路隧道施工中,采用巷道射流式通风可以大幅提高通风效率和改善通风效果,有利于改善洞内作业环境,最大限度保证施工作业人员的职业健康,同时由于风阻小,隧道回风风速相对较大,可加快稀释洞内的有毒有害气体,对于瓦斯隧道可有效降低瓦斯爆炸的风险,安全效益巨大。
采用本工法进行公路隧道的通风,质量指标能达到国家卫生标准和隧道施工规范相关要求,有利于安全文明施工,并已在##高速高速公路###隧道、##高速高速公路###隧道和渝怀铁路圆梁山隧道施工中得到成功应用,取得了良好的通风效果。
11应用实例
11。
1##高速高速公路###隧道
重庆渝北至四川广安高速公路(重庆段)###隧道位于K23+467至K28+485段,全长5018米,最大断面190m2,最大埋深430m,设置有5条车行横通道,11条人行横通道,2个洞内变电所,设计时速为100Km/h,双线六车道高速公路特长隧道。
与隧道相关的煤矿有7座,煤层几乎分布于整个隧道的始终.采掘历史久,穿煤次数多,采空区范围大且有塌陷、突水和赋存瓦斯等多重灾害,目前大田、刘家沟及白岭3座煤矿仍在开采,属煤与瓦斯突出隧道。
###隧道施工时段为2013年6月至2017年2月,有效的通风措施是保证瓦斯隧道施工安全的重要环节。
隧道施工设置进出口工区,由进出口两端同时向中部掘进,在隧道贯通前,进出口工区各设置一套通风系统。
以进口工区为例,简述巷道射流式通风施工布置,出口工区雷同。
压入式通风:
在第一个车行横通道打通之前,采用压入式通风,轴流风机置于洞口30m以外,并在距隧道二次衬砌施工台车前20m处设防爆型射流风机辅助通风,防止瓦斯及有毒有害气体在该处聚集,如下图所示。
左右线通风设备配置相同,单洞配置包括:
压入式轴流风机1台,单机功率2×
160kW(另备用1台单机功率2×
75kW);
射流风机1台,30kW;
ф1.8m风管。
图11。
1-1压入式通风示意图
第一阶段巷道射流式通风:
第一个车行横通道打通后,隧道通风方式由压入式改为巷道式射流式。
进风隧道内布置2台防爆型轴流风机(单机功率2×
160kW,另备用2台单机功率2×
在距离二衬台车20m处布置防爆型射流风机各1台,功率30kW;
1#车行横道内布置一台射流风机,1#车行横道出口处布置一台射流风机,在距离出风洞100m处布置两台射流风机,射流风机置于二衬台车前方20m处,防止局部瓦斯及有毒有害气体聚集,同时关闭人行横通道,防止风流互窜。
图11.1—2第一阶段巷道射流式通风示意图
第二阶段巷道射流式通风:
第二个车行横通道打通后,继续采用巷道式射流式通风.进风隧道内布置2台防爆型轴流风机(单机功率2×
75kW),在距离二衬台车20m处布置防爆型射流风机各1台,功率30kW;
2#车行横道内布置一台射流风机,2#车行横道出口处布置一台射流风机,在距离出风洞100m及200m处各布置两台射流风机(射流风机的台数及安装位置由现场试验确定)。
射流风机置于二衬台车前方20m处,防止局部瓦斯及有毒有害气体聚集,同时关闭人行横通道及1#车行横通道,防止风流互窜.
1—2第二阶段巷道射流式通风示意图
通过采用巷道射流式通风并改进通风布置,使得隧道内的风速满足设计文件中“风速不小于0.5m/s”的要求,当风机高速运转时,风速可达1m/s,甚至更高,明显提高了瓦斯隧道施工的安全性,具有系统可靠、通风效果良好的优点,说明巷道射流式通风适用于高速公路隧道的通风施工。
11.2##高速高速公路###隧道
重庆渝北至四川广安高速公路(重庆段)###隧道位于K37+052~K40+705段,全长3653米。
隧道断面积64m2,设计时速为80km/h,双线四车道高速公路特长分离式隧道。
设置有5条车行横通道,10条人行横通道,车(人)行横道轴线与隧道轴线交角为90°
。
隧道###隧道穿越徐家河组一、三、五段煤系地层,区内煤系地层含有煤层数量众多。
隧道施工时段为2013年6月至2015年1月,由进出口两端同时向中部掘进,采用钻爆法施工,无轨运输。
隧道在高瓦斯工区施工通风采用巷道射流式通风,风管采用抗静电、阻燃风管,在瓦斯易于积聚的空间和衬砌模板台车附近区域,采用局扇风机实施局部通风,施工过程中工作面风速满足满足设计及规范要求,有效降低瓦斯及有毒有害气体浓度至安全范围以下,提高了隧道施工安全。
图11.2—1高瓦斯工区巷道射流式通风示意图