隧道通风专项方案.docx

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隧道通风专项方案

金堂县观音山至云顶山旅游公路建设工程（2期）2标段工程项目

施工技术方案（或专项施工方案）报审单

承包单位：

四川川交路桥有限责任公司合同号：

201441

监理单位：

四川合石工程咨询监理有限公司编号：

监表05

工程名称及工程部位

小云顶隧道通风方案

设计图名称

桩号

K7+575～K8+855

图号

现报上小云顶隧道通风方案工程的施工技术方案（或专项施工方案），请予审查、批准。

附件：

小云顶隧道通风方案

项目技术负责人签名

年　　　月日

专业监理工程师审查意见：

专业监理工程师签名：

安全监理工程师签名：

年　　　月日

总监理工程师意见：

总监理工程师签名：

年月日

业主/业主代表意见：

日期：

年月日

金堂县观音山至云顶山旅游公路建设工程（2期）2标

小云顶隧道通风方案

（K7+575～K8+855）

四川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

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。

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。

国家相关法律法规

（1）《中华人民共和国劳动法》

（2）《中华人民共和国安全生产法》

（3）《中华人民共和国环境保护法》

（4）《中华人民共和国水污染防治法》

交通部、省颁布的有关公路工程的技术规范、技术标准和规程

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

（2）《建设工程安全生产管理条例》

（3）《四川省安全生产条例》

（4）《公路工程施工安全技术规范》（JTGF90—2015）

（5）《公路隧道施工技术规范》（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范》（GB50086-2001）

（9）《地下工程防水技术规范》（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范》（TB10120-2002）

（13）《公路隧道设计规范》（JTGD70-2004）

（14）《公路隧道通风照明设计规范》（）

（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范》（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范》（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）

国家和交通部、建设部有关隧道、照明、监控等施工规范、规程及质量检验标准，国家、四川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

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+%。

隧道地理位置

小云顶隧道位于四川盆地西缘，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～四川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。

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，小云顶隧道范围内主要为Ⅳ围岩，暗挖段长927m占73%，Ⅴ级围岩343m，占27%。

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。

地震烈度

隧道路线所经区域地震动反应谱特征周期为，地震动峰值加速度分区为。

对应地震基本烈度为7度。

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

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。

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内排水。

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内模、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）洞内排水

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

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。

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。

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。

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内，风流中瓦斯浓度必须小于%；总回风道风流中瓦斯浓度应小于%。

开挖面瓦斯浓度大于%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%；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。

5）隧道内气温不得高于28℃。

6）隧道内噪声不得大于90dB。

7）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。

施工中正常通风风速不得小于s。

。

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。

通风设备的选型

隧道需要风量的计算

（1）按最多作业人数计算

式中：

—隧道内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

式中：

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—隧道工作区域内隧道的断面面积，取已成型二次衬砌断面面积；

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内区段的长度，取400m计算；

t—空气质量达到具备工作条件的隧道内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米范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米范围内）。

②式中t也不是指将炮烟全部排出隧道使隧道内各处空气质量达标的通风时间，在L米范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）按洞内同时工作内燃机设备计算

式中：

—内燃机每kW所需风量，min

—装载机功率，154kW；

—挖掘机功率，110kW；

—自卸车功率，2×162kW；

—内燃机同时工作系数，取。

（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m3/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m3/min的2~5倍值计算：

式中：

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

—预计隧道瓦斯涌出量，min；

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