蒙华项目部庙坪隧道通风专项施工方案.docx
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蒙华项目部庙坪隧道通风专项施工方案
蒙华铁路MHTJ-15标
庙坪隧道通风专项方案
编制：
审核：
批准：
中铁五局蒙西至华中铁路MHTJ-15标段项目部
二0一五年九月
.目录
1编制依据及原则1
1.1编制依据1
1.2编制原则1
2工程概况1
3通风设计标准1
4通风设计原则2
5通风方案2
5.1通风布置方案2
5.1.1出口工区施工通风布置2
5.1.2斜井工区施工通风布置3
5.2通风量计算3
5.2.1计算依据3
5.2.2需风量计算4
5.2.3风量计算结果5
5.2.4通风设备的选择6
6风机、风管的安装6
6.1安装风机6
6.2安装风管6
7通风系统维护7
8安全措施8
庙坪隧道通风专项施工方案
1编制依据及原则
1.1编制依据
1）庙坪隧道施工图；
2）《铁路隧道工程施工安全技术规程》；
3）《铁路隧道工程施工技术指南》；
4）《铁路瓦斯隧道技术规范》。
1.2编制原则
1）严格遵守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，安全可靠性与实事求是相结合的原则；
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工程概况
庙坪隧道位于河南省三门峡市卢氏县范里镇庙坪村境内，隧道进口里程DK730+540.54，出口里程DK734+535，全长3994.46m；隧道设1个斜井，其中进口接洛河大桥无进洞条件，概况见下表。
庙坪隧道正洞及辅助坑道表
序号
项目名称
长度
支洞长度
正洞
与线路交点
位置
综合坡度
（m）
（m）
向小里程方向（m）
向大里程方向（m）
交点里程
平面角度
正洞进口-DK730+650为0%，DK730+650-DK731+300为3%，DK731+300-出口为-5%，斜井为7.81%
1
斜井
2839.48
772.5
1119.46
1730.02
DK731+660
90°
线左
2
出口
1155
/
1155
/
合计
3994.46
772.5
3通风设计标准
隧道内风量根据爆破及人员作业所需新风设计，通风标准如下：
1）全断面开挖时施工通风风速不小于0.15m/s，分部开挖的坑道中不小于0.25m/s，洞内作业人员所供应的新鲜空气3m³/min，洞内一次爆破后30～40min排出工作面炮烟进行计算，取其中的最大值控制计算。
另外还应考虑洞内无轨运输时运输设备的使用所需的风量。
2）钻爆法施工时，最大循环进尺按3m，炸药用量1.1kg/m³，通风时间按30～40min考虑。
运输设备采用20t自卸卡车（运输能力10m³/辆）。
3）风机及风管更具施工进度进行配置，通风环境差时，在隧道内增设风机，加快空气流动。
4）煤层瓦斯地段工作面有效风量不小于8.25m³/s。
5）其他特殊地址地段应采取针对性通风防尘措施。
4通风设计原则
1）满足隧道通风各项卫生标准；
2）满足规范规定的其它通风要求；
3）通风系统具有可维护性。
5通风方案
5.1通风布置方案
按照隧道施工安排，庙坪隧道共划分2个施工区，即马湾斜井、出口共2个施工区。
根据本项目的施工方法和施工组织情况，各工区均采用压入式通风方式。
5.1.1出口工区施工通风布置
隧道出口采用“压入式”通风方式。
在庙坪隧道出口洞口，设置
轴流风机，接风管至掌子面进行压入式通风。
如下图所示
.
5.1.2斜井各阶段施工通风布置
1）斜井及正洞交叉口通风，采用压入式通风方案，在斜井洞口设置轴流风机，接风管至掌子面进行压入式通风。
通风示意图如下页图所示。
无轨斜井施工通风示意图
5.2通风量计算
5.2.1计算依据
通风量计算按新鲜风从洞外压入掌子面，污风从斜井排出进行。
具体计算依据《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）。
1）按洞内同时作业的最多人数所需要的新鲜空气，计算出Q1；
2）规定时间内稀释一次爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需的风量Q2；
3）根据不同的施工方法，按坑道内规定的最小风速，计算出所需的风量Q3；
4）当隧道内采用内燃机械时，按施工作业隧道内的内燃设备总功率，计算出所需的风量Q4。
按上述方法计算后，以其中的最大值Qmax，再考虑风管的损失率，最后确定洞内所需的总供风量。
5.2.2需风量计算
根据通风方案，本标段需独头通风的最长距离为斜井左线大里程方向，长度为2502m，计算风量时独头通风距离取最大值。
1）按洞内同时作业的最多人数计算
Q1=qmk
式中：
q—洞内每人每分钟所需新鲜空气，取3m3/min；
m—洞内同时工作的最多人数，正洞取50人；
k—风量备用系数，取1.15。
Q1=3×50×1.15=172.5m3/min
2）按冲淡因爆破产生的有害气体所需空气量计算
Q2＝5Ab/t
式中：
t—通风时间，取40min；
A—同一时间起爆总药量（kg），A=Sqι=100×1.1×3=330kg；
（S—断面面积，取100m2；q—单位耗药量，取1.1kg/m3；ι—循环进尺，取3.0m；）
b—1Kｇ炸药爆炸时所折合的CO体积，取40m3／kg。
Q2=5×330×40/40=1650m3/min
3）按允许平均风速计算风量
Q3＝60×S×V
式中：
Q3—计算风量，m3/min；
S—最大断面面积，m2，取100m2；
V—洞内允许最小风速，取0.3m/s。
则：
Q3＝60×100×0.3＝1800m3/min
4）按内燃机械设备总功率计算
洞内每个掌子面内的通风量由于内燃机的制造型号、结构、燃料、负荷等因素确定，本工程洞内按每KW供风量不小于3m3/min进行计算。
即Q4=K∑Ni
式中：
Ni—内燃机功率，KW；
K—洞内岀碴时使用内燃机每KW所需风量，取3m3/min计算；
结合隧道断面、地质水文条件，综合考虑各种工况组合，洞内岀碴时掌子面使用的内燃机最多，按3台自卸汽车（110KW）、1台ZLC50B装载机（163KW）计算，总功率为3×110+163=493KW。
Q4=K∑Ni=3×493=1479m3/min
5）风机需提供的风量确定
由前面计算结果知：
Q需=Q4=1479m3/min。
则Q机=Q需/（1-β）L/100，
其中Q机—风机需提供的风量，m3/min；
L—风机送风距离；
β—通风管百米漏风率，通风管直径1.8m，取1.2%。
Q机=Q需/（1-β）L/100=1479/（1-1.2%）2502/100=1998.65m3/min。
6）风压计算
Hf=1.1H摩
式中Hf—风机需提供风压，Pa；
H摩—风管沿程摩阻力，Pa；
1.1为考虑斜井坡度所取系数。
H摩=6.5×α×L×（Q/60）2/d5
式中：
L—独头通风长度，m；
Q—风机需提供供风量，m3/min，为前面计算Q机；
d—风管直径，按1.8m计算；
α—风管摩擦阻力系数，根据经验取0.0016。
H摩=6.5×0.0016×2502×（1998.65/60）2／1.85=1528.02Pa；
Hf=1.1H摩=1.1×1528.02.1=1680.82Pa。
5.2.3风量计算结果
各工作面最大独头通风距离、最大风量及工作风压见下页表。
庙坪隧道各工区独头通风长度表
工区
独头通风长度（m）
马湾斜井
2502
出口
1155
庙坪隧道工作面风量及风压表
位置
Q1
（m3/min）
Q2
（m3/min）
Q3
（m3/min）
Q4
（m3/min）
Q需
（m3/min）
Q机
（m3/min）
工作风压（Pa）
马湾斜井
172.5
816.75
445.5
1479
1479
1998.65
1680.82
出口
172.5
816.75
445.5
1479
1479
1700.3
510.51
5.2.4通风设备的选择
各型号风机技术参数见下表。
风机技术参数表
设备名称
型号
技术参数
备注
功率（Kw）
风压（Pa）
风量（m3/min）
轴流风机
SFD（B3）-No13
3×132
362～8290
935～3320
变频
轴流风机
SFD（B2）-No13
2×132
364～5950
900～3300
变频
轴流风机
SFD（B2）-No12.5
2×110
325～5500
800～2965
变频
轴流风机
SFD（B2）-No11.5
2×75
985～4590
1265～2300
根据计算结果及风机技术参数，各工点风机配置见下表。
庙坪隧道风机配置表
工区
设备名称
型号
数量
备注
斜井
轴流风机
SFD（B2）-No11.5、SFD（B2）-No12.5
各1台
2×75Kw、2×110Kw
风管
Φ1.8m，20m/节
3611.966m
百米漏风率1.2%
Φ1.0m，20m/节
400m
百米漏风率1.0%
出口
轴流风机
SFD（B2）-No11.5
2台
2×75Kw
风管
Φ1.8m，20m/节
1155m
百米漏风率1.2%
Φ1.0m，20m/节
400m
百米漏风率1.0%
6风机、风管的安装
6.1安装风机
1）风机基座应稳固结实，避免运行中振动，风机出口处设置加强型柔性管与风管连接，风机与柔性管结合处应多道绑扎，减少漏风。
2）通风机安装位置应与洞口保持一定距离，一般应大于30m。
6.2安装风管
1）风管必须有出厂合格证，使用前进行外观检查，保证无损坏，粘接缝牢固平顺，接头完好严密。
2）挂设风管要平、顺、直。
在斜井作业时，先由技术员放出风管位置，并每隔5m标出位置，然后用电钻钻眼，安置膨胀螺栓；在正洞作业时，衬砌地段根据衬砌模板缝每5m标出螺栓位置，未衬砌地段，先由技术员在边墙上标出水平位置，然后用电钻钻眼，安置膨胀螺栓。
3）洞内由于空间有限且风管半径较大，为了防止风管布下垂影响行车，可每5m增设1个采用扁钢制作的圆环悬挂风管布，并用紧线器张紧8号镀锌铁线后，风管吊挂在拉线下。
4）正洞内风管通过衬砌台车及挂板台车时，采用1mm厚钢板制作成直径1m的硬风管，固定在衬砌台车上，其两端设凹槽，软风管套在硬风管上，用废旧轮胎内胎制作成胶带，捆绑在凹槽部位。
在风管转弯位置按照135°交角计算，通风管需要最大风压为2375.078Pa，因此在交角处承受的最大风压力P=2375.078/cos45°，即P=4523Pa；由于软质风管不利于在转弯处长期使用、维护，因此要求在转弯处设置硬质风管，硬质风管按照每侧3米设计，总共6米长。
5）风管安装悬吊要稳固，悬挂高度一致，要求每10m挠度不大于150mm，轴向偏差每100m不大于300mm。
为克服长期使用风管疲劳造成的长度延伸、挠度增大，每月进行一次系统检查，每300m为一个检查调整段，风管拉紧后去除多余部分，增设钢圈接头，捆绑牢固。
6）风管末端安装60m范围采用旧风管，风管出口距工作面30～40m。
7通风系统维护
1）通风机应有专人值守，按规程要求操作风机，如实填写各种记录。
2）通风机使用前应卸去废油，换注新黄油，以后每半月加注一次。
3）风机应尽量减少停机次数，发挥风机连续运转性能。
需停机或开启时，根据洞内调度通知进行。
为减少风机启动时的气锤效应对风管的冲击破坏，应采用分级启动，分级间隔时间为3min。
4）应设专职风管维修工。
每班必须对全部风管进行检查，发现破损等情况及时处理。
对于轻微破损的管节，采用快干胶水粘补，先将破损部位清洁打毛后，再行粘补；破损口小于15cm时，直接粘补；破损口大于15cm时，先将破口缝合后再行粘补，粘补面积应大于破损面积的30%。
粘补后10min不能送风。
对于严重破损的管节，必须及时更换。
5）因洞内渗水和温度变化的影响，风管内会积水，故应定期排水，以减少风管承重和阻力。
8安全措施
1）风机必须安装牢固，风机前后5m内不得堆放杂物，避免影响风机风量，防止异物进入风机损坏叶片。
风机应有过载限压等保护装置，发生异常时，能自动停机，起到保护作用。
2）通风机进气口设置铁蓖，防止异物进入风机损坏叶片和风机伤人事故的发生。
3）通风机司机要遵守操作规程，防止机械事故的发生；做好防触电工作，供电线路停电时，必须切断电源，风机叶片未停止转动时，不准接触其转动部分或对其进行维修。
4）非操作人员，严禁私自开启通风机电源。
通风机司机开启电源前，应确认前方是否有人员维修和接长风管，防止送风伤人。
5）各种车辆和人员在洞内行进时，应与风机、风管保持一定距离，注意保护通风管路。
6）通风工进洞必须戴好安全帽，发现通风系统有漏风或其它故障时，应立即通知有关人员进行处理。
7）接长、更换、修补风管时，作业的人员应做好洞内运输车辆防护工作，避免发生坠落事故。
8）风机支座台架、风管承重索要经常检查，防止因锈蚀或其它原因造成断裂而影响通风。
9）风机电缆线的接入应能满足用电安全标准要求。
并定期对用电线路进行检修与维护。
10）通风系统进、出风口5m范围内严禁任何人员及机械侵占。
11）瓦斯区保证措施:
非瓦斯区和低瓦斯区的机械设备可使用非防爆型。
瓦斯检测与监控方案
采用便携式瓦斯检测仪进行瓦斯检测、监控。
瓦斯检测仪器表
名称
测量范围
报警误差
生产厂家
便携式甲烷检测报警仪
0～4％CH4
0.1％CH4
重庆安生威测控系统设备有限公司
瓦斯自动检测系统
0～4％CH4
0.1％CH4
（1）隧道瓦斯监测的内容
在施工中，对安全生产影响最大的是瓦斯（主要成分是CH4）的浓度。
所以主要以CH4为监测对象。
（2）人工现场监测
a.庙坪隧道瓦斯检测采用人工检测手段。
人工检测瓦斯时，报警点定为1.0％。
b.当瓦检员携带的便携式瓦斯检测仪报警时，则立即通知该工作面施工负责人，该处立即停工，并及时通知通风人员加强通风。
若是局部瓦斯积聚的地点瓦斯检测仪报警，瓦斯浓度未达到2．0％，瓦检员通知通风人员对该地点加强通风（开启局部通风机等措施），并继续加强瓦斯浓度检测，该地点可继续施工，但应绝对避免火源的产生；当局部瓦斯积聚的地点瓦斯浓度大于2.0％时，瓦检员通知该工作面的施工负责人，该地点及附近20m立即停工，并切断该处电源，撤出工作人员，同时通知通风人员加强通风措施，瓦检员加强瓦斯浓度的检测。
c.检测频率：
当瓦斯浓度在0.5％以下时，瓦检员每小时检查一次；瓦斯浓度在0.5％以上时，应随时检查，检查作业不得离开该工作面；瓦检员必须保证“一炮三检制”和“三人连锁放炮制”。
d.检测地点：
隧道内各工作面（掌子面开挖、初期支护、仰拱开挖、仰拱混凝土施工、防水板挂设、二次衬砌立模、二次衬砌混凝土灌注、隧道散水治理）；瓦斯可能产生积聚的地点（二衬台车部位、隧道内避车洞室和综合洞室的上部、隧道内具有明显凹陷的地点）；隧道内可能产生火源的地点（电机附近、电气开关附近、电缆接头的地点）；瓦斯可能渗出的地点（地质破碎地带、地质变化地带、煤线地带、裂隙发育的砂岩、泥岩及页岩地带）；在隧道进行超前钻孔前，必须在超前钻孔附近进行瓦斯检测；被特批允许的洞内电气焊接作业地点、内燃机具、电气开关、电机附近20m范围内必须进行瓦斯检测。
e.当两台瓦斯检测仪对瓦斯浓度检测结果不一致时，以浓度显示值高的为准。
瓦检员应在8h内将瓦斯检测仪器送技术室校准。
瓦检员应当加强对便携式瓦斯检测仪的充电与维护管理工作，使用前必须检查便携式瓦斯检测仪的零点是否漂移过大和电压欠压。
不符合要求的瓦斯检测仪，不得使用。
零点漂移过大的瓦斯检测仪需及时送试验组校准。
瓦检员瓦斯浓度检测信息反馈：
瓦检员应作好人工瓦斯检测记录，并每天按时交技术室存档。
隧道内瓦斯浓度限值及超限处理措施表
序号
地点
限值（％）
超限处理措施
1
低瓦斯地段任意处
0.5
超限处附近20m范围内立即停工，查明原因，加强通风稀释
2
局部瓦斯积聚（体积大于0.5m3）
2.0
超限处附近20m停工，断电，撤人，进行处理，加强通风
3
开挖工作面风流中
1.0
停止电钻钻孔，加强通风，水枪喷水
4
煤层爆破后工作面风流
1.0
超限时继续通风，不得进人，水枪喷水
5
局扇及电气开关20m范围
0.5
超限时停机并不得启动，并加强通风，水枪喷水
6
钻孔排放瓦斯适时回风流中
1.5
超限时撤出人员，切断电源，调整风量，水枪喷水
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