观音岩1号隧道施工通风方案设计.docx

1、观音岩1号隧道施工通风方案设计目 录1.设计依据 - 1 -2.编制原则 - 1 -3.工程概况 - 2 -3.1工程概况 - 2 -3.2工程地质、水文特征及气象条件 - 2 -4.通风方案 - 4 -4.1观音岩1号隧道进口通风方案 - 4 -5施工通风管理 - 6 -5.1管理机构设置及人员编制原则 - 6 -5.2机构和人员 - 6 -5.3管理制度与评价 - 7 -6. 通风对施工的要求 - 8 -7. 气体监测 - 9 -7.1主要有害环境因素 - 9 -7.2污染防治措施 - 9 -7.3主要检测对象 - 10 -7.4气体检测和应急警报系统 - 10 -7.5上报频率 - 11

2、 -观音岩1号隧道施工通风专项方案1.设计依据(1)本标段的招标文件及合同文件；(2)观音岩1号隧道设计图及相关的隧参图等；(3)本施工组织设计参照如下标准及规范 铁路隧道辅助坑道技术规范铁建涵199595号铁路隧道工程施工安全技术规程TB1034-2009铁路隧道超前地质预报技术指南铁建设【2008】105号铁路隧道风险评估与管理暂行规定铁建设2007200号铁路技术管理规程铁道部2003 第29 号令关于进一步明确软弱围岩及不良地质铁路隧道设计施工有关技术规定的通知（铁建设【2010】120号）铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）铁路混凝工程施工技术指南TZ210-2005铁路

3、隧道工程施工技术指南TZ204-2008铁路混凝土工程施工质量验收标准TB10424-2010铁路隧道工程施工质量验收标准TB10417-2003(4)施工现场调查情况及相关参考资料等。2.编制原则（1）科学配置的原则科学配置通风设施，风机型号，功率与风管直径必须配套，达到低风阻，满足低损耗高送风量要求。（2）经济合理的原则理论计算隧道内需风量，风量以满足国家标准为原则，达到既满足现场施工，又节约能源的目的。（3）利用现有设施的原则尽量利用现场现有的通风设备，既达到合理利用又满足施工通风的要求。3.工程概况3.1工程概况观音岩1号隧道全长660m,进口里程D5K590+255,出口里程D5K5

4、90+915,双线隧道,设计为12单面上坡。全隧除D5K590+533.487+915段位于半径R=1605m的右偏曲线上外，其余地段均为直线。隧道进口紧邻那招河大桥，全隧最大埋深约为75m。以级围岩为主，级围岩605m，级围岩55m。3.2工程地质、水文特征及气象条件1.地形地貌隧区属构造剥蚀低中山地貌，地形右高左低，起伏较大，地面高程11601375m,最大高差约215m，自然坡度1540不等，局部形成陡坡。地表植被较发育，主要生长杂草、灌木、部分为荒山，斜坡地带基岩零星出露。隧道进口段位于中坝乡，出口段位于田坝村附近，两端均有便道与迤沙拉大道相通，洞身北面为兴隆变电站，通便道，交通条件较

5、好。2.水文地质1)地表水隧区内地表水不发育，无常年地表径流，多为季节性冲沟水，雨季沟槽内有少量坡面流，流量变化大且快，受大气降水补给。2)地下水隧区地下水不发育，主要为基岩裂隙水，水量不大，多以渗流形式由线路右侧向线路左侧及进、出口低洼地带排泄，主要受大气降水和地表水补给。由于区内沟槽切割深，地势较陡峭，地下水及地表积水排泄较快，隧道开挖不会遇到较大涌水。3)水化学特征根据铁路混凝土结构耐久性设计规范（TB10005-2010），区段内地表水，地下水水样进行分析，在环境作用类别为化学侵蚀环境、氯盐环境与盐类结晶破坏环境时，地表水、地下水对混凝土结构无侵蚀。3.地质构造隧区地处扬子准台地西缘康

6、滇地轴中段，构造以南北向和北北东向断裂构造为主，褶皱构造次之，且具有明显的继承性和多期活动性特点。区内多期次岩浆侵入活动强烈，晋宁期及不明时期侵入岩呈交错穿插状态分布；段内未见区域性断裂构造发育，测得节理产状N20W/23SW、N60E/49SE、N68E/35NW、N30W/90等。4.地震参数根据中国地震动峰值加速度区划图（GB18306-2001）及四川赛斯特科技责任有限公司成昆线攀枝花-米易铁路区域性地震区划报告（2011年8月），隧区地震动峰值加速度为0.01g，地震动反应谱特征周期为0.45s。5.不良地质及特殊性岩土隧区不良地质为滑坡，无特殊岩土。6.气象本段线路均走行在攀枝花境

7、内，属南亚热带北温带的多种气候类型，被称为“南亚热带为基带的立体气候”，具有夏季长、四季不明显，干、雨季分明，昼夜温差大、气候干燥、降雨量集中、日照多（全年2300 至2700 小时），太阳辐射强（578 至628 千焦平方厘米），蒸发量大、小气候复杂多样等特点。年平均气温20.9，是四川省内年平均气温和总热量最高的地区，一般最热月出现在5 月，最冷月出现在12 月。6 月上旬至10 月为雨季，11 月至翌年5 月为干季，无霜期300天以上。4.通风方案观音岩1号隧道按施工组织从隧道出口组织进洞。4.1观音岩1号隧道进口通风方案洞口海拔为1185.87m，最低气温为0；正洞断面为8.15m（高

8、）11.20m（宽），开挖断面按130计算，长度为660m；独头掘进，采用人工手风钻钻爆法施工，三台阶临时仰拱法开挖；出渣时掌子面配备2台装载机，装载机功率按每台160kw计算，2台自卸车，自卸车按照180kw计算，另有一台挖掘机，挖掘机功率按照135kw计算，在装载机工作时挖机功率不计入，则掌子面最恶劣条件下的柴油机功率为160+1802=520kw，施工人数按照130人计算。 进口段计算参数见下表： 观音岩1号隧道通风计算参数表序号参数名参数代号单位数量1开挖断面S1302最大通风距离Lm6603风管直径dm1.64风管漏风率%15空气密度pKg/m1.156洞内最大工作人员数量个607掌

9、子面柴油功率kw5208掌子面最低风速m/s0.25(1)、风量计算 隧道通风量，按照隧道内柴油机最大功率、同时工作的最多人数、允许最小风速等条件逐个进行检验，采用其中的最大值。 1） 按洞内最小回风风速计算：Q1=60VS 式中：V针对该项目断面较大的特点，如需保证洞内稳定风流之最小风速，要求隧道回风速度最低值需大于 0.25m/s，此处取 0.25m/s； S断面积,按照最大断面 130 带入计算，如直接按掌子面回风速度为 0.3m/s 时，则掌子面风量 Q1=V*S=130*0.3=3.5m/s 2）按洞内同一时间最多人计算：Q2=3*K*N 式中：3每人每分钟供风标准，m3/min （

10、BS 大英标准） K隧道通风系数，包括隧道漏风和分配不均匀等因素，取 K=1.3； N隧道内同时工作的最多人数，取 60人。 Q2=31.360=234 m/min=3.9m3/s。 3）掌子面内燃机功率计算为极端情况下内燃机车 680kW，按照柴油功率 680kW 对应新鲜空气量进行计算： Q4 = Q*K*W=3520=1560 m/min=26m3/s综上，洞内最小回风风速计算对应的风量为主要影响因素，则取风量为 39m3/s，钻爆法施工对风管质量要求较高，按照风管的漏风率取值 1%，则风机站出口处的风量：Q机=PQ=1.04932.5=34.1m3/s式中: Q机- 计算最大风量, 3

11、4.1m3/s P-系统漏风系数,P=1/(1-660/1001%)=1.049 (2)风压计算 所需风机压力计算:使用风管直径1.6m,风管平均流速V=16.97m/s风管内摩擦阻力h1=(L/D)(V2/2)=482Pa-摩擦系数,根据使用经验、取0.01L-通风管长,取660mD-风管直径,取D=1.6m-空气密度,取=1.15kg/m3风管内局部阻力h局=(V2/2),按风管内局部阻力h1的5%考虑,总阻力h=482105%=506Pa(3)、风机选型 根据风量 34.1m3/s 和风压506Pa,选用风机型号SDF(B)-4-No10一台(4)、通风方案选定 拟采用正洞洞口架设风机站

12、，进行压入式通风。洞口风机型号：SDF(B)-4-No10风机站数量：1 台 内置风机级数：1级最远端理论对应的最大运行功率：74 kW 660m观音岩1号隧道压入式通风示意图5施工通风管理5.1管理机构设置及人员编制原则（1）专业化原则。技术人员、通风工人等均要专业化。（2）统一管理原则。技术、人员、设备和材料统一管理。（3）机构和人员以满足通风需要为原则。5.2机构和人员观音岩1号隧道各工区施工通风设置专人负责，专人管理，每个通风组的机构设置及人员编制如图5-1所示。 通风组人员职责分工情况见表5-1。表5-1 项目主要人员和小组职责表序号人员或小组职 责1通风负责人全面负责施工通风技术和

13、人员管理，落实通风方案并组织实施，协调与其他工种之间的关系2技术组协助项目负责人工作，解决方案实施过程中的细化与修改、过渡方案的设计以及通风效果的检测与评价等。3风管安拆组负责风机、风管的安装和拆卸，管路的维护和修理，协助技术人员完成通风监测任务4风机司机负责风机值班、风机运行状况记录工作以及风机的日常维护5风管修补工在洞外专职修补损坏的风管5.3管理制度与评价（1）工作制度所有工人先进行培训，考试合格后再上岗。风管安拆组和风机司机全部执行三班轮换、洞内交接班制度；风管修补工为常白班，每班工作八小时。（2）通风技术管理通风技术管理包括通风方案的实施，方案的局部调整，过渡方案的设计，通风效果的监

14、测与评价等；这些都由专业技术人员来完成。1）通风方案的实施通风设计方案只是一个基本模式，要在现场实施，还要进一步细化并绘制出方案实施图。要求技术人员根据设计图和现场具体情况，把方案具体化，绘制实施图，及时制定出方案实施细则。2）通风方案的局部调整通风方案一般都是根据施工方法和施工组织来设计的，在施工过程中施组和施工方法，通常会根据地质情况的变化而变化，如增开工作面或增加运输通道等，通风方案也需要作相应的变化。要求技术人员根据施组和施工方法的变化对通风设计方案进行局部调整。3）过渡方案的设计通风方案都是分阶段设计的，每个阶段之间都存在过渡的问题，在施工现场从一个阶段到另一个阶段一般需要两三天时间

15、，决不能因为实施下一阶段通风方案而影响正常施工。要求技术人员必须根据现场具体情况做好通风过渡方案。（3）通风效果的检测与评价通风方案实施以后，实施的方案能否达到设计要求，或者设计本身是否存在问题，这些都需要通过温度、湿度、管路的进出口风量、管路的百米漏风率、通风阻力以及工作面有害气体浓度变化等项目的测试，来检查方案落实情况（主要是通风管路安装质量），评价设计方案。要求技术人员在方案实施后尽快测试，以便对存在的问题及时修正。另外，也要求技术人员对通风效果（主要工作面的有害气体浓度变化情况）进行经常性的检测，以检查通风管路的安装维护质量。6. 通风对施工的要求（1）建议由专业队伍进行现场施工通风管

16、理和实施，风管安装必须平、直、顺，通风管路转弯处安设钢性弯头，并且弯度平缓，避免转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修和管理。（2）必须配有专业技术人员对现场通风效果进行检测，根据检测结果及时优化通风方案。（3）必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整，必须保证洞内气温不得高于28、一氧化碳（CO）和二氧化氮（2）浓度在通风30 min后分别降到30mg/m3和5mg/m3以下，以满足施工需要。（4）风机必须配有专业风机司机负责操作，并作好运转记录，上岗前必须进行专业培训，培训合格后方可上岗。（5）电工必须定期检修风机，及时发现和解决故障，保证风机正常运转。（6）不用

17、的横通道要及时封闭，设有风门的横通道要加强对风门的管理，以减少污风循环对通风效果的影响。7. 气体监测7.1主要有害环境因素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，按体积不得小于20。（2）隧道内允许最小风速Vmin=0.25m/s。（3）隧道内气温不得高于28，隧道内噪音不得大于90dB。（4）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。（5）爆破30min后，有害气体二氧化氮体积不得大于5mg/m3，一氧化碳不超过30mg/m3，瓦斯浓度不得超过0

18、.5%一1.0%。7.2污染防治措施为了达到国家的有关规定，必须对作业环境进行定期检测，同时施工中必须采取必要的措施来改变施工环境，可采取防污染的主要措施有： （1）采用湿式凿岩机，严禁使用干式凿岩机；采用湿式凿岩与干式凿岩相比，可降低80%的粉尘。（2）喷射混凝土采用湿喷法，用湿喷法比干喷法可降低粉尘85%。 （3）水幕降尘：把水雾化成湿水滴喷射到空气中，使之与空气中的粉尘碰撞，则尘粒附于水滴上，潮湿的尘粒凝聚成大颗粒，从而加快其降落速度，从而达到除尘的目的。爆破后及出渣中的降尘有明显的效果。（4）机械通风：通风要保证有足够的风量、风压、风筒基本完好无损且吊挂平、顺、直。因此，施工中采取了适

19、当的通风方法来确保达到上述目标。（5）机械净化：主要是调整喷油嘴的喷油效果，采用涡轮增压器原理，使燃油燃烧更充分，产生的有害气体更少，并且在尾气排放装置上安装尾气净化器。（6）个人防护：按规定佩带防尘口罩等安全防护用品。另外，在隧道路面上定期洒水，防止车辆运行时或爆破冲击波而造成积尘二次飞扬。隧道施工时在洞内对施工机械，如空气压缩机，送风机等加设消音器等设施。7.3主要检测对象对于无轨运输隧道，出碴等行驶的机动车辆，其排放的尾气中气态的CO、氮氧化物是主要的有害成分。目前，对隧道空气污染的治理方法是以稀释有害成分浓度为目的的通风换气法。相关部门应该对风速、风量、CO浓度、2浓度等各项指标都有严

20、格要求，定期对风速、风量、CO浓度、2浓度进行检测，以上述四项指标为基准，决定各项施工工序的合理性，如果某项指标超标，立即上报安全环保部，理顺环境保护与隧道施工的关系,重视其环境危害,积极主动采取合理措施,使其危害降到最低限度。7.4气体检测和应急警报系统表格内检测频率为正常情况下次数，如果出现浓度偏高的情况，应及时增加检测频率，并且及时通知现场值班领导，做到早发现早采取措施，将损失降到最小。如果发现气体浓度超标，需及时上报项目部安全环保部，分析处理执行不同的处理方案。7.5上报频率每天检测后由技术组上报工区安检和工程部，每周一次上报给项目部安全环保部，并对每次的空气质量进行评价分析处理，以便对存在的问题及时修正。