隧道施工通风方案设计计算等.docx

1、隧道施工通风方案设计计算等隧道施工通风方案一、编制依据1、隧道施工安全需要。2、XX公司对隧道施工的相关要求。3、原铁道部关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见（铁建设函2007102号。4、新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-11标段的设计文件。5、成贵铁路CGZQSG-11标实施性施工组织设计。6、铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）。7、铁路瓦斯隧道技术规范、煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出细则。8、国家现行有关施工规范、验收标准和我单位类似工程地质的施工经验。9、其他有关法律法规和规范等。二、 编制原则施工通风是隧道施工的重要工序之一，是高瓦斯隧道安全施工的

2、关键。合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。根据以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的调研结果，按照自成体系的原则，综合考虑施工过程中可能出现的情况，制定隧道通风方案。1、采用的标准规范XX铁路11标隧道施工图；铁路瓦斯隧道技术规范（TB10120-2002）；铁路隧道工程施工技术指南（TZ204-2008）；铁路隧道工程施工安全技术规程（TB10304-2009）；煤矿安全规程（国家煤矿安全监察局18号令）、防治煤与瓦斯突出规定（国家安全生产监督管理总局令第19号）等煤矿现行有关规范、规程等。设计文件及XX铁路有限责任公司安全管理相关

3、要求等。2、 通风编制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：空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。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。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。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3

4、0min；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。隧道内气温不得高于28。隧道内噪声不得大于90dB。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。瓦斯隧道施工中防止瓦斯集聚的风速不得小于1m/s三、工程概况XXX隧道全长8836m，为XX铁路全线最长隧道，全线控制工程。隧道位于云南省镇雄境内，隧道穿越地层主要为二叠系、志留系、奥陶系泥质灰岩、灰岩、砂岩页岩夹煤层及白云岩，局部含石膏、盐岩。不良地质主要有岩溶、煤层瓦斯、危岩落石、断层及破碎带。隧道位于岩溶水水平循环带以内，预测隧道平常期涌水量为34672m3/d，雨期最

5、大涌水量为80935m3/d。全隧道为低瓦斯隧道，隧道风险评估初始风险等级为“高度”。本标段承担出口3025m施工任务。XXX隧道的不良地质主要为岩溶、突水突泥、滑坡体、有害气体。隧道主要存在的风险有坍方掉块、涌水涌泥和有害气体溢出。XX隧道进口位于XX乡附近，出口在垭口上附近。进口里程为D3K321+668，出口里程为D3K326+509，全长4841m，其中，级围岩810m；级围岩505m；级围岩2192m；级围岩1165m。除进口段32m平坡外，其余地段为16的下坡。XX隧道的不良地质主要为岩溶、高瓦斯。隧道主要存在的风险有坍方掉块、涌水涌泥和瓦斯突发。为满足施工工期，解决煤层瓦斯岩溶隧

6、道施工通风、施工排水、出碴、兼顾运营期间排水及防灾救援等问题，结合地形、地质条件，本隧道设置“1横洞”的配置方案。于D3K325+300处线路前进方向左侧设一横洞，横洞与线路大里程方向平面交角50,横洞长574m，洞身坡度0.3%。本隧分正洞进口、正洞出口及横洞共三个工区组织施工。隧道进、出口工区采用压入式通风及无轨运输；横洞工区为高瓦斯工区，采用压入式通风和有轨运输。XX隧道进口位于以勒镇白善泥乡附近，出口在鱼洞乡邓家寨附近。进口里程为D3K328+158，出口里程为D5K333+040，全长4882m，其中，级围岩2159m；级围岩2304m；级围岩419m。全隧为24的下坡。XX隧道的不

7、良地质主要为顺层、危岩落石、有毒有害气体（瓦斯上涌）、滑坡。隧道主要存在的风险有坍方掉块、涌水涌泥和瓦斯突发。为满足施工期间形成巷道式通风需要，结合地形、地质条件，本隧道设置“本隧道设置“1平行导坑”的辅助坑道配置方案，隧道左线线路中心前进方向左侧30m设进口平导和出口平导，长度分别为2221m和1680m采用有轨双车道运输。XX隧道位于镇雄至毕节区间，正洞里程为D3K338+601D3K343+169，长4568m；其中，级围岩1145m，级围岩1926m，级围岩1497m。平导里程PDK340+371.46PDK343+113，长2977m。本隧道除D3K339+161D3K341+814

8、.001段位于半径9000m的右偏曲线上外，其余地段均位于直线上。隧道D3K340+390D3K343+169为高瓦斯隧道段，为满足施工通风需要，结合地形、地质条件，设置“2横洞+1平导+1通风竖井”的辅助坑道配置方案。于隧道左线线路中心前进方向右侧35m设平导，长度为2977m，采用有轨双车道运输。表1 隧道工程范围序号名称隧道工程量通风方式送风距离辅助坑道正洞1XXX隧道出口-3025m压入式3025m2XX隧道进口-1501m压入式1501m3XX隧道横洞574m2281m压入式2281m4XX隧道出口-1059m压入式1059m5XX隧道进口2221m2614m巷道式-6XX隧道出口1

9、680m2268m巷道式-7XX隧道1#横洞108m1789m压入式1789m8XX隧道2#横洞443m2779m巷道式-9XX隧道平导2977m-巷道式-10XX隧道通风竖井47.5m-巷道式-四、 通风原则充分利用现有设备，在满足通风效果的前提下，进行合理调配减少新购风机的数量。在净空允许的情况下，采用大直径风管，减少能耗损失。通过适当增加一次性投入，减少通风系统的长期运行成本。1、 通风系统瓦斯隧道各掘进工作面都必须采用独立通风，严禁任何两个工作面之间串连通风。瓦斯隧道需要的风量，须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯绝对涌出量分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。瓦斯隧

10、道施工中，对瓦斯易于集聚的空间和衬砌模板台车附近区域，可采用空气引射器气动风机等设备，实施局部通风的办法，以消除瓦斯聚集。瓦斯隧道在施工期向，应实施连续通风。因检修、停电等原因停机时，必须撤出人员，切断电源。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度，压入式局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时，方可人工开动局部通风机。瓦斯隧道各工区在贯通前，应做好风流调整的准备工作。贯通后，必须调整通风系统，防止瓦斯超限，待通风系统风流稳定后，方可恢复工作。2、通风设备压入式通风机必须装设在洞外或洞内新风流中，避免污风循环。瓦斯工区的通风机应设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供

11、电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。瓦斯工区，必须有一套同等性能的备用通风机，并经常保持良好的使用状态。瓦斯突出隧道掘进工作面附近的局部通风机，均应实行专用变压器、专用开关、专用线路及风电闭锁、瓦电闭锁供电。瓦斯隧道应采用抗静电、阻燃的双抗风筒。风管口到开挖面的距离应不大于5m，风管百米漏风率应不大于1%。五、通风方案1、XXX隧道出口通风方案XXX隧道出口为低瓦斯工区，隧道均采用长管路独头压入式通风，由洞外经长风管将新鲜风送至工作面，污风沿隧道排出。根据各洞口承担的施工任务，隧道出口布置一台2110kw轴流风机。轴流风机选用SDF（c）-NO12.5型（全压13785355P

12、a，电机功率2110KW），通风管直径为1.5m。射流风机选用SDF-6.3/60型，电动机功率60KW；隧道正洞进口方向布置1台射流风机，污浊空气由出口排出。施工通风方案：隧道出口采用长管路独头压入式通风，由洞口回风。见图1。图1 XXX隧道进出口通风设备布置图2、XX隧道进（出）口通风方案XX进、出口工区施工均为独头掘进，采用压入式机械通风。通风布置图见图2。图2XX隧道进（出）口通风图3、XX隧道横洞通风方案横洞工区施工通风第一阶段横洞施工独头掘进长度超过300m时，采用压入式机械通风。通风布置图见图3。图3 横洞第一阶段通风图横洞工区施工通风第二阶段横洞施工隧道正洞大小里程方向大于30

13、0m时，采用2台轴流式通风机压入式通风。为了消除斜井与正洞交汇处形成涡流现象，加速风速，在斜井和交汇处设置防爆型射流风机辅助通风。当风筒压入通风超过1500m时，为确保压入风流速，采取风筒接轴流风机串联通风，隧道正洞与交汇处间隔1000m安装1台防爆射流风机辅助通风。如图4。图4 横洞第二阶段通风图4、XX隧道通风方案 隧道施工通风第一阶段以XX隧道进口为例说明通风方案。在隧道洞口1#横通道贯通前，隧道正洞、平导分别配置2台通风机，均采用压入式通风，如图5。图5 隧道进口施工通风第一阶段 隧道施工通风第二阶段当平导2#通道与隧道正洞贯通后，将隧道正洞通风机移至1#横通道内，通过风筒向隧道正洞工

14、作面压入通风，污浊风流通过隧道正洞排出洞外，为防止污浊风流在1#横通道形成涡流，在1#横通道与正洞之间轴流式通风机前设置风门。平导压入式通风机移至平导内，安装距离2#横通道不得小于20m（洞口方向一侧），通过通风管向平导工作面压入通风，污浊风流通过2#横通道排入隧道正洞，经隧道正洞排出洞外。为防止污浊风流沿平导回流，在2#通道设置矿用局扇向隧道正洞加速污浊风流动速度。本阶段直至5#横通道与隧道正洞贯通为止。通风方案详见通风设计图6所示。隧道施工通风第二阶段当隧道正洞贯通后，在5#横通道设防爆射流通风机向正洞内送风。为防止瓦斯积聚，其它各横通道两端设置风门（或封闭）。为加快风流流速，将距隧道洞口

15、300m污浊风流中安装1台防爆射流风机，在洞内间隔1000m增设1台防爆射流风机，加速污浊风流排出。 通风方案详见通风设计图7所示。 图6 隧道进口施工通风第二阶段图7 隧道进口施工通风第三阶段5、XX隧道1#横洞压入式通风方案1#横洞工区承担正洞任务较短，为低瓦斯工区，均采用压入式通风，计划在洞口配备2台HP3LN14#轴流风机(其中1台备用)；详见图8XX隧道1#横洞工区施工通风形象图。图8XX隧道1#横洞工区施工通风形象图6、XX隧道2#横洞巷道式通风方案2#横洞工区为高瓦斯工区，正洞和平导均采用巷道式通风。在施工横洞时配备2台HP3LN14#轴流风机，进入正洞施工时配备三台HP3LN1

16、4#轴流风机，其中再配备3台HP3LN14#轴流风机（备用）；第一阶段即2#横洞与正洞贯通以前采用压入式通风，计划在2#横洞口配备2台HP3LN14#轴流风机；第二阶段即正洞与平导间横通道连通之后，平导开辟第一个正洞工作面，采用巷道式通风，计划在正洞内配备2台HP3LN14#轴流风机；第三阶段即平导开辟第二个正洞工作面以上，采用巷道式通风，为避免污风回流，平导中部横通道临时封闭，计划在正洞内配备3台HP3LN14#轴流风机；平导洞身上方（D3K340+371.46）处设一直径1.8m，深度47.5m的通风竖井,安放抽出式风机。详见图9XX隧道2#横洞工区施工通风形象图。图9XX隧道2#横洞工区

17、施工通风形象图六、通风验算根据施工总体进度安排系统布置通风；现验算本标段隧道最长通风距离为2799m，XX隧道横洞向隧道出口方向，长2799m，如若满足则其余均能满足。选用轴流风机，通风管使用直径1.8m的抗静电、阻燃的双抗风筒，平均百米漏风率不大于1，考虑通风筒架设弯曲、个别破损等，取平均百米漏风率P1201.0%，摩擦阻力系数=1.4103kg/m。最大开挖断面面积 正洞Amax =146一次爆破最大用药量 正洞Gmax=340kg洞内最多作业人数 正洞60人爆破后计划排烟时间 t=30min掌子面需风量计算：a、按洞内允许最低风速计算：Q1=VminAmax式中：Vmin保证洞内稳定风流

18、之最小风速0.15m/sAmax开挖断面面积Q1=0.1514660=1314m/minb、按洞内最多作业人数计算：Q2=3MK式中：M洞内同时最多作业人数K风量备用系数 K=1.23每人每分钟所需新鲜空气量(m/人分钟) Q2=3601.2=216m/minc、按排除炮烟计：式中：淋水系数，沿干燥岩层掘进的隧道取0.8；b炸药爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取b=40；k扩散系数0.4；L临稀释炮烟达到允许浓度所需隧道长度(m)；p风筒漏风系数。通过Q1、Q2、Q3比较，最大需风量Q需=1350m/min。供风计算:沿程风压损失：P损=RQ机Q需/3600=1.3458241350/3600

19、=2927Pa式中：风阻系数R=6.5L/D5=6.51.410-32779/1.85=1.34Q机通风机高效风量5824m/min（计划一台轴流风机供应一个工作面）Q需掌子面需风量1350m/minD通风管直径1.8m通风管出口风量：Q出口=Q机-Q机P120L/100=5824-58241.0%2779/100=4205m/min由以上结果可知，Q出口=4205 m/minQ需=1350m/min，P损=2927PaP全，亦即，通风出口风量大于掌子面需求风量，沿程风压损失小于风机全压，故此种方式可满足洞内施工通风需要。七、施工通风监测施工期间必须建立通风检测的组织系统，测定气象参数、风速、

20、风量等参数。管道通风监测：用1.3m比托管、U型压力计以五环10点法测试管道全压和静压，用1.3m比托管、DGM-9型补偿式微压计测试通风管内风的动压。通风量监测：与管道通风测点相同截面用电子风速仪以9点法测试风速、风量。气象条件测试：用数字式温度计测试管道内、外气温，用空盒气压表、干湿球温度计测试巷道内各点气压的湿度值。隧道内炮烟及有害气体扩散规律测试：用P-5型数字粉尘计自动记录各测点烟尘每分钟浓度动态变化，远红外线CO测试仪记录每个测点炮烟中一氧化碳浓度动态变化。对不同施工阶段的施工通风进行监测，根据测试结果进行系统改进。通风检测设备见表2。表2通风检测设备序号名称型号单位数量备注1比托

21、管1.3m个32压力计U型个33补偿式微压计DGM-9个24风速仪台25温度计数字式个26气压表空盒式个27干湿球温度计个28粉尘计P-5型数字式套39CO测试仪远红外线套3八、主要通风设备表3主要通风设备隧道型号单位数量备注XXX隧道出口变频轴流风机台2-软风管m3033双抗风筒XX隧道轴流风机台6-射流风机台4-软风管m5400双抗风筒XX隧道轴流风机台4防爆型射流风机台8防爆型软风管m4900双抗风筒XX隧道轴流风机台8防爆型风管m3455双抗风筒九、施工通风保证措施成立隧道通风检修小组，负责隧道通风日常管理事情。要根据勘测设计文件提供的里程段落长度、投入机械设备及人员数量等因素，考虑一

22、定富余系数，提前做好通风设计计算，确定施工通风风量、风速，科学选配隧道施工通风所需风机、风管的性能和规格。配备足够的备用设备，防止设备故障影响洞内施工。要选用防爆型风机、阻燃型防静电风管，风机距洞口20m布设。施工过程中加强通风管理，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。施工通风机必须设两路供电系统，并装设风电闭锁装置。当一路电源停止供电时，另一路电源应有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。对施工通风系统或通过设施等出与异常时，如通风风筒脱节或破坏等，必须及时组织修

23、复，尽快恢复正常通风。十、施工通风技术措施XX隧道横洞、XX隧道、XX隧道为瓦斯隧道，施工通风是隧道施工的重要环节，是施工管理的重点，是保障长大隧道快速施工和正常进行的关键。结合以往瓦斯隧道的通风经验及成熟的工艺、工法，对XX隧道施工通风进行科学管理，制定科学、合理的通风方案和切实可行的保障措施。风机安装 通风机安装支架稳固，避免运转时振动摇晃。风机出口设置刚性风筒连接，风机和风筒接口处法兰间加密封垫。刚性风管与软风管接合处绑扎三道，以减小局部漏风和阻力。 通风机经验收合格后方可投入使用，通风机必须执行专人管理制度，按规程要求操作风机，如实填写各种记录。严禁随意停开，并实行挂牌管理。 通风机应

24、按规定实现“三专”，即专用变压器、专用线路和专用开关。通风机应设两路电源，当一路停止供电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。 在施工期间，应实施连续通风。因检修、停电等原因停风时，必须撤出人员，切断电源，并在各入口处设置栅栏、警示牌。恢复通风前，必须检查瓦斯浓度。当停风区瓦斯浓度不超过1%，并在通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度不超过0.5%时，方可人工开动通风机。当停风区中瓦斯浓度超过1%时，必须制定排除瓦斯的安全措施，回风系统平导内还必须停电撤人。只有经检查证实停风区中瓦斯浓度不超过1%时，方可人工恢复通风机供风的正洞中的一切电器设备。风管必须采用抗静电、阻燃的

25、风管，有出厂合格证。风管口到开挖面距离不大于5m，严禁放炮作业时摘取掌子面风管。 风管吊挂和维护每班应明确专人负责。每班必须对全部风管进行检查，发现破损等情况及时处理，损坏的风管必须及时更换。风管百米漏风率不应大于1%。挂设风管要平、顺、直。在作业时，按洞内管线布置图测设风管中线位置，每隔5m打眼安装高强膨胀螺栓，布6mm钢筋拉线，用紧线器拉紧。风管吊挂在拉线下。为避免6mm钢筋受冲击波振动、洞内潮湿空气腐蚀等原因造成断裂，增设10mm尼龙绳挂圈。拐弯处要设弯头或缓慢拐弯，不拐死弯。通风值班人员必须审阅瓦斯班报，掌握瓦斯变化情况，发现问题，及时处理，并向调度室部门汇报。组织专门的通风工班，建立

26、健全管理制度，通风机派专人管理值守，按规程要求操作风机，定期检修和润滑风机。狠抓“防漏降阻”工作，只有管道漏风率和摩阻系数小，才能确保单机送风距离长，效果好。因此，设专职风管维修工，每班必须对全部风管进行检查，不平、不顺之处及时调直调平，发现风管破损漏风，及时处理。轻微破损的管节，采用快干胶水粘补，粘补后30分钟不得送风；严重破损的管节，必须及时更换，从而降低漏风系数，保证管道密封度。无论通风设备是否运转，严禁人员在风管的进出口附近停留，通风机停止运转时，任何人员不得在靠近通风软管的地方行走和停留，不得将任何物品放在通风管或管口上。隧道内空气成分每月至少取样分析一次，风速、含尘量每月至少检测一

27、次。隧道施工时的通风，应设专人管理，并保证每人每分钟得到4m3的新鲜空气。施工时宜采用湿式凿岩机钻孔，用水炮泥进行水封爆破以及湿喷混凝土等有利于减少粉尘的施工工艺。在凿岩机和装渣工作面上应做好防尘工作，放炮前后应进行喷雾与洒水，出渣前应用水淋透渣堆和喷湿岩壁，在吹入式的出风口宜放置喷雾器。隧道贯通时通风管理各隧道正洞和平导进口段与出口段贯通时通风必须遵守下列规定： 在距贯通大于50m前，必须停止其中一个掌子面的作业，按第三阶段通风布置，做好调整通风系统的准备工作。 贯通时，必须由专人在现场统一指挥，停止掘进的掌子面必须保持正常通风，设置栅栏及警标，经常检查风管的完好状况和掌子面及其回风流中的瓦

28、斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须立即处理。开挖的掌子面每次爆破前，必须派专人和瓦斯检查工共同到停挖的掌子面检查掌子面及其回风流中的瓦斯浓度，瓦斯浓度超限时，必须先停止在挖掌子面的工作，然后处理瓦斯，只有在2个掌子面及其回风流中的瓦斯浓度都在1.0%以下时，开挖的掌子面方可爆破。每次爆破前，掌子面入口必须有专人警戒。 隧道贯通后，风机采用抽出式通风形成巷道通风，防止瓦斯超限，待通风系统风流稳定后，方可恢复工作。施工通风安全技术措施强化通风设施管理，防止瓦斯积聚、超限。在隧道横通道与正洞贯通后，必须立即在第一个横通道内设置两道风门封闭；在第三个横通道与正洞贯通后，必须立即在第二个横通道内设置两道风门封

29、闭（上一个横通道内设置两道风门封闭仍然保留）；依此类推。以避免通风系统紊乱，局部通风机吸循环风，确保通风系统稳定可靠。 横通道内的风门必须安设闭锁装置，防止同时打开两道风门，造成风流短路。风门的施工必须做到包边沿口。 横通道内的密闭必须经常检查、维护。密闭的施工必须符合质量要求，保持严密、平整。密闭与正洞和平导墙面必须在同一平面内，不得有盲巷存在。若因受限制有盲巷存在，必须设置栅栏，揭示警标，防止人员误入。 加强对射流风机的日常维护、检查和管理，保证其连续正常运转。十一、施工通风安全管理措施1、施工通风安全措施以“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理、确保效果”20字方针，作为施工通风管理的

30、指导原则，强化通风管理。施工通风安全组织机构瓦斯隧道施工项目经理部必须建立以项目经理为第一责任人的安全生产管理机构。建立瓦斯监控、检测组织系统，测定气象参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。低瓦斯工区可用便携式瓦检仪，高瓦斯工区和瓦斯突出工区除便携式瓦检仪外，尚应配置高浓度瓦检仪和瓦斯自动检测报警断电装置。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。项目部定期根据通风质量给予通风班组兑现奖惩办法。 施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施测风员风险管理标准及管理措施:危险源：风表选择不准确；风表不完好；作业环境不完好；测风地点不符合规定，人员操作不熟练；测量数据记录不准确或测风报表填写不正确。管