高原隧道施工通风方案.docx

1、高原隧道施工通风方案国道317线雀儿山隧道工程隧道通风专项施工方案编制：审核：审批:中建五局国道317线雀儿山隧道Q1项目经理部二O一二年八月第一章 编制依据和原则施工通风是隧道施工的重要工序之一，是隧道安全施工的关键。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。1 通风设计依据(1）国道317线雀儿山隧道工程施工图设计；（2）公路不良气体隧道技术规范；（3）公路隧道工程施工技术指南；(4）公路隧道工程施工安全技术规

2、程；（5)现代隧道施工通风技术；（6）国道317线雀儿山隧道招标文件;(7)公路隧道施工技术规范等现行有关规范、规程。1.2 编制原则（1）严格遵守招标文件明确的设计规范,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，适用性，安全可靠性与实事求是相结合。（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。第二章 工程概况2。1 工程概况国道317线（川藏北线)雀儿山隧道起于国道G317线四川省甘孜州德格县玛尼干戈镇K336+200。00处，路线顺沟前进，K340+958进洞,隧道东口高程4377.01米,隧道长7048米，在隆降沟左侧100米左右K348+0

3、06出洞，隧道西口高程4235。04米，讫于六道班桩号K349+200,路线全长12。995公里。其中隧道长7048米，隧道东西引道长5.947公里。隧道设平行导坑，平导与主洞线间距为38m，平导长7081m.隧道最大埋深700米。本合同段为Q1标段，起讫桩号为K340+240K344+500,全长4.26公里,是国道317线的控制性工程。2.2 水文地质情况隧址区内水系呈树枝状发育，以北西南东走向的雀儿山脉为界分成两大水系，北东部错柯河及其支流阿列隆等为雅砻江水系，南西部隆降沟及热章降沟为色曲河水系，雅砻江和色曲河均为金沙江水系的一级支流。测区植被稀少，在季节性冰川以上，无植被，坡表堆积有松

4、散块石土或基岩裸露.在季节性冰川以下，坡表有低矮灌木或杂草。隧址区内断裂构造发育，以北西西向、北西向、北东向为主，少量近南北向断裂,其中一些规模大，切割深，具深断裂性质，组成构造单元的分界线.最醒目的为贯穿全区的甘孜玉树断裂和鲜水河断裂,晚第四系活动强烈，为地震发震构造.第三章 通风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）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。（2)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

5、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0.5；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。（3）隧道内气温不得高于28。（4)隧道内噪声不得大于90dB.（5）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。第四章 通风设计的原则4。1 通风系统隧道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。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不良气体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。隧道施工中，对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

6、备，实施局部通风的办法。隧道在施工期间，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。4。2 通风设备4.2.1本隧道采用3台110KW的轴流风机和4台75KW的射流风机。通风机设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。4。2。2项目部配备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.4。2.3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.4。2.4隧道应采用抗静电、阻燃的风管。风管口到开挖面的距离应小于5m,风管百米漏风率应不大于2。第五章 通风方案一方面借

7、鉴青藏铁路风火山隧道、国道317线鹧鸪山、二郎山隧道及巴郎山隧道施工通风经验；另一方面根据高原地区低气压的自然环境以及本工程所处的独特地理条件。本隧道施工通风宜采用送风式通风和射流巷道式通风两种方式相结合的混合式通风。送风式通风的风流在隧道内的压力大于隧道外自然环境，相当于将隧道高程下降了一定的海拔高度；射流巷道式通风可以大大缩短风管的送风距离，减少通风阻力，降低能耗，同时节约了运输时间，减少了安全隐患。因此本隧道施工通风分两个阶段，第一阶段在隧道独头掘进2000m前，全部采用送风式通风；第二阶段在隧道掘进超过2000m至隧道贯通，采用射流巷道式通风。5.1 送风式和射流巷道式通风基本原理送风

8、式的管路进风口设在洞外，出风口设在掌子面附近，在风机作用下，新鲜空气从洞外经管路送到掌子面，稀释污染物，污浊空气则由洞内排至洞外,布置方式如图1所示。1新鲜空气; 2风机； 3-送风管路； 4污浊空气图1 送风式通风示意图射流巷道式通风是利用射流风机的增压作用，在平行双洞和横通道组成的通道中形成主风流，使新鲜空气从一个洞进入，流进横通道时,通过送风管道将新鲜空气送到工作面;污浊空气从工作面流回横通道，再从另一个洞流出。布置方式如图2所示.1新鲜空气; 2射流风机; 3送风机； 4送风管路； 5-污浊空气图2 射流巷道式通风示意图5.2 具体施工方法5.2.1送风式通风的主、平洞各两台110KW

9、轴流式通风机安设在洞口外，直接将直径1.5m通风管与轴流式通风机连接,沿洞内一侧悬挂高度不小于2m，直线布置。轴流式通风机通过通风管将新鲜空气压入掌子面，出风口设置在掌子面附近，随开挖进尺逐段增加通风管.5。2。2射流巷道通风随着隧道的向前开挖和下一个横通道的贯通，分阶段实施，具体方法如下：（1）平洞和主洞各掘进至2000m后，当平洞与主洞之间的第一个横通道贯通后，在平洞内安设一台75KW射流风机，引射方向向内，两台送风机均移到平洞内，离横通道50m左右的位置,所连管路不变.平洞管路一直向前直接为平洞作业面送风；主洞管路经横通道进入主洞，再向前为主洞作业面送风，如图3所示。(2）当第二个横通道

10、贯通后，射流风机的安设位置和引射方向不1主洞； 2射流风机； 3主洞、平导送风机； 4管路; 5-第二横通道；6主洞作业面； 7-平导作业面； 8管路； 9-平导; 10-第一横通道密封墙图3 射流巷道式通风第二阶段示意图变，两台送风机在平洞内向前移动,离第二个横通道50m左右的位置，所连管路不变.平洞管路一直向前直接为平洞作业面送风；主洞管路经横通道进入主洞，再向前为主洞作业面送风。以此类推，直到隧道开挖完成。如图4所示。1主洞； 2射流风机； 3主洞、平导送风机； 4管路； 5第二横通道;6主洞作业面； 7平导作业面； 8-管路； 9平导； 10-第一横通道密封墙图3 射流巷道式通风第二阶

11、段示意图5。3 风量及风压的计算隧道平、主洞施工均按无轨运输，采用送风式和巷道式相结合的通风方式,通过风筒压入式向工作面通风。（1)主洞风量及风压计算计算参数：计算参数如下：供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计;按照分部开挖的最不利因素,坑道施工通风最小风速按Vmin=1m/s，按照不良气体聚集最小风速考虑,隧道内气温不超过28；主洞最大开挖面积按SZ=75m2计（V级围岩三台阶开挖)；正洞开挖爆破一次最大用药量A=240kg;正洞放炮后通风时间按t=20min计;风管百米漏风率1%，风管内摩擦阻力系数为0.0078，风筒直径为1.5m。风量计算按洞内允许最小风速要求计算风量Q风速=Vm

12、inSZ60s=1.07560s=4500（m3/min)按洞内同时工作的最多人数计算风量Q人员=4m1。2=4801。2=384(m3/min）Q人员修正= Q人员1/Kr=3840.63=242(m3/min)m坑道内同时工作的最多人数，主洞按80人计.1/Kr-高原修正系数按洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风量Q炸药=K2（5Ab）/tKr=1。6(524040)/20=3840(m3/min)b公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积，取40L。式中:K2风量备用系数,考虑隧道掘进断面不平、风筒漏风、不良气体泄漏不均衡等因素，取K21.6；按洞内使用内燃机械计算风量计算公式：Q内燃=Q

13、0P式中：P-进洞内燃机械马力总数。该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和红岩汽车自卸汽车。其中侧卸式装载机1台,最大功率162kw，计算功率145kw；5台自卸车(满载车4台，空车1台）,满载功率按110kw，计算功率99kw，空车计算功率按满载80%计，即79kw。则需要风量为：Q内燃=Q0P=5(145+994+79)=3100m3/minQ需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=4500 m3/min风管漏风损失修正风量通风计算取最大通风长度L1980m。风管百米漏风系数为1,风机所需风量为Q机为：B=L/100=1980/100=19。80A=（1-)B=

14、（10.02）19.8=0。67Q机= Q需/A=4500/0.67=6716m3/min风压计算C=L=11980=1980；W=C/2D=1980/(21.5）=660S风管=D2/4=1.77m2；= Q需/S风管=4500/1.77=2542m/minH摩=W2=0。007866025.422=3327Pa式中:-空气密度，按=1.0kg/m3计。风管内平均风速。系统风压,为简化计算,取H=1.2H摩H=1。2 H摩=1.23327=3992。4Pa平导风量及风压计算计算参数：计算参数如下:供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计;按照分部开挖的最不利因素，坑道施工通风最小风速按Vm

15、in=1m/s，因平导断面较小，不利于不良气体稀释，按不良气体积聚最小风速为依据;隧道内气温不超过28;平洞最大开挖面积按SZ=24m2计(V级围岩两台阶开挖）；平洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=70kg；平洞放炮后通风时间按t=20min计；风管百米漏风率1，风管内摩擦阻力系数为0。0078，风筒直径为1.0m.风量计算按洞内允许最小风速要求计算风量Q风速=VminSZ60s=1。02460s=1440(m3/min）按洞内同时工作的最多人数计算风量Q人员=4m1.2=4501.2=240（m3/min)m坑道内同时工作的最多人数，平洞按50人计。按洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风

16、量Q炸药=K2(5Ab)/t=1.6(57040）/20=1120（m3/min）b-公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积，取40L.式中:K2风量备用系数，考虑隧道掘进断面不平、风筒漏风、不良气体斯泄漏不均衡等因素，取K21.6；按洞内使用内燃机械计算风量计算公式：Q内燃=Q0P式中：P进洞内燃机械马力总数。该隧道洞内内燃动力在出渣时期有ZLC50侧卸式装载机和CQ1261T自卸汽车。其中侧卸式装载机1台,最大功率162kw，计算功率145kw；3台自卸车（满载车2台，空车1台），满载功率按110kw，计算功率99kw，空车计算功率按满载80%计，即79kw。则需要风量为：Q内燃=Q0P=3(

17、145+992+79)=1266m3/minQ需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=1440 m3/min风管漏风损失修正风量通风计算取最大通风长度L1980m。风管百米漏风系数为1,风机所需风量为Q机为：B=L/100=1980/100=19。80A=(1)B=(1-0.02）19。8=0。67Q机= Q需/A=1440/0。67=2149m3/min风压计算C=L=11980=1980;W=C/2D=1980/(21）=990S风管=D2/4=0.785m2；= Q需/S风管=1440/0.785=1670m/minH摩=W2=0。007899016。72=2154Pa式中:

18、空气密度，按=1。0kg/m3计。风管内平均风速。系统风压，为简化计算，取H=1。2H摩H=1。2 H摩=1.22154=2585Pa（4）横洞通风计算通过横洞通风最远距离按1500m计算。按爆破时最多药量计算风量：Q35Gb/t=524040/20=2400(m3/min)式中：G同时爆破的炸药用量240kgb爆炸时有害气体成量,取40Lt-通风时间，取20min取以上最大值2400m3/min作为工作面所需风量，实际所需风机风量Q机要大于：Q机=pQ=12400=2400m3/min式中: Q机- 计算最大风量， 2400m3/minp-系统漏风系数所需风机压力计算：使用风管直径1。5m，

19、风管平均流速V=25。42m/s风管内摩擦阻力h1=（L/D）（V2/2)=3231Pa-摩擦系数,根据使用经验、取0.01L-通风管长,取1500mD风管直径，取D=1。5m-空气密度，取=1kg/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=3231105=3393Pa5.4 风机选型合同风机型号高效风量（m3/min）风 压（Pa）功率（kw）数量备注Q1轴流风机SDF-NO132691930592011023其中1台备用SDA400132080754其中1台备用第六章 施工通风检测隧道必须建立测风制度，每10天进行1次全面测风.对掘进工作面和其他用风地点

20、，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上.应根据测风结果采取措施，进行风量调节.必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。6。1 风速测定对于隧道中的风速，一般应选用中速风表（0.510m/s）或低速风表(0。35m/s）进行测定。中速风表一般为翼式风表，图A1为AFC121型翼式风表，测量时，手指按下启动杆，风表指针回到零位，手指放开后红色计时指针开始转动，此时风表指针也开始计数，经1min后风速指针停止转动,计时指针转到初始位置也停止转动，风速指针所示数值即为表速,单位为：格/min。6。2 风速测定要求由于空气具有粘性

21、和隧道洞壁壁面有一定的粗糙度,使得洞内空气在流动时会产生内外摩擦力，导致了风速在隧道断面上的分布并非是均匀的。风速在洞壁周边处风速最小，从洞壁向隧道轴心方向，风速逐渐增大.通常在隧道轴心附近风速最大.在测量隧道平均风速时，如果把风速计（风表)停留在洞壁附近，测量结果将较实际值偏小;风速计位于隧道轴心位置时又使测量结果偏大，因此测定隧道平均风速时,不能使风速计停在某一固定点，而应该在隧道横断面上按着一定路线均匀地测定，其数据才能真实地反映出隧道的平均风速。为了测得隧道平均风速，测风时可按定点法(即将隧道断面分为若干格、风表在每格内停留相等的时间）进行测定，然后求算出平均风速。图A2所示为风速测定

22、点布置示意图.图A1 AFC121型中速翼式风表1开关闸板；2-回零推杆；3表头；4外壳;5底坐；6风轮；7提环6.2.1 用机械式风表测量隧道平均风速步骤如下：a、进入隧道内测风时，首先要估测隧道内的风速，然后再选用相应量程的风表进行测定；b、取出风表和秒表.将风表指针回零，然后使风表迎着风流，并与风流方向垂直，待翼轮转动正常后，同时打开风表的计数器和秒表，在巷道内每个点每次测定1min的时间，然后关闭秒表和风表，读取风表指针读数（格/min），并作记录；c、在某一断面进行测风时，每个测定点测风次数应不少于三次，每次测量误差不应超过5%,然后取三次测风结果的平均值(格/min）.如果测量误差

23、大于5,说明测风结果不符合要求,需追加一次测风；d、在测得隧道内风速后,还必须用皮尺或钢尺细致地量出测风地点的隧道各部尺寸，计算出测风处的隧道断面积;e、把测风数据和隧道参数记录于表A1之中.图A2 风速测定点布置图表A1 测风记录表6.2。2 计算表速和隧道的平均风速a、风表表速按下式进行计算式中： V表测得的表速,格/s；n三次测风风表刻度盘读数的平均值，格/s；t-测风时间，s。一般为60s。b、根据计算出的表速,查看风表校正曲线,可求得隧道内平均风速。6.2 隧道通风量计算根据测量出的隧道参数计算出隧道断面积 ,然后求算出通过的风量。式中：Q通过隧道的风量，m3/s;S断面积，m2；v

24、 -隧道内内平均风速，m/s。第七章 施工通风安全措施7.1 施工通风安全管理措施以“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指导原则，强化通风管理。A、施工通风安全组织机构1、不良气体高原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。2、建立不良气体监控、检测组织系统，测定气象参数、风速、风量等参数。3、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。B、施工通风主要岗位风险管

25、理标准及管理措施1、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.管理标准:测风时，测风员根据风速的大小选择相应量程的风表进行测风。隧道每10天至少进行1次全面测风，测风地点、位置、测风周期必须符合有关规定。测风应在专门的测风站进行，在无测风站的地点测风时，要选择测风断面规整、无片帮、空顶、无障碍物、无淋水和前后10m内无拐弯的巷道。测风员在同一地点测风时要测量3次，每次测量结果误差不超过5,否则加测一次，结果取平均值。每次测量结束，测风人员必须将测量数据准确地填写在测风记录手册和记录

26、牌板上，并编制通风旬报。每次测量结束，测风员、质检员必须将测量数据及时填写在记录手册上并汇报。严格按反风程序的时间汇报。两人要相互配合。管理措施：分工区管理人员随时对测风员测风时选择的风表进行检查，发现选择的风表不符合规定，进行处罚。测风员必须经过培训，取得安全技术工种操作资格证后，持证上岗。熟悉所用风表和其它仪器的性能和参数。熟悉隧道通风系统，掌握各用风地点所需风量.测风时要避开隧道内内行人、行车频繁的时间，避开附近风门开、关频繁时间,测风时不得有人员、车辆经过.项目部生产安全部每旬对测风员所测量的数据与现场的实际风量进行一次校核，发现与现场出入大，应重新测风。分工区技术人员将测风员、瓦检员

27、汇报上的数据进行核查，发现误差大，责令其重新测量。利用班前会教育员工遵守纪律、增强时间观念。2、主要通风机司机风险管理标准及管理措施主要危险源：操作高压电气设备时,未按要求佩戴绝缘用具。未对风机主要部位进行详细检查。未按开停机顺序操作.管理标准:必须经过培训并考试合格持证上岗.熟悉通风机结构性能、工作原理、技术特征、供电系统和控制回路，以及通风系统和各风门的用途等情况，能独立操作。作业前必须进行本岗位危险源辨识。遵守劳动纪律，认真填写工作日志,不做与本职工作无关的事情。当主要通风机发生故障停机时，备用通风机必须在15min内启动，并正常运转。管理措施:不得随意变更保护装置的整定值.操作高压电气

28、设备时应用绝缘工具，并按规定的操作顺序进行.除故障紧急停机外,严禁无请示停机。严格按照上级命令进行通风机的启动、停机操作。 C、通风管理制度1、 一般规定风机操作人员必须经过培训、考核合格后方能上岗作业,必须严格遵守风机的操作规程,熟悉通风系统性能。隧道通风系统必须经过验收合格后方可投入正常运行，运行期间应加强巡视及维护工作，保证通风系统各项性能、技术指标达到设计要求。保证隧道24小时连续不间断通风,风量、风压必须满足规范和施工组织设计要求，不得随意停风.风机设置两路电源并装设风电闭锁装置，确保正在使用的通风机出现故障后能在15min内启动备用通风机，保证隧道通风和正常作业不受影响。对易形成不

29、良气体聚积的部位必须采取局部通风，当停风区中不良气体浓度不超过1时，并在压入式局部通风机及其开关地点附近6m以内风流中的不良气体浓度均不超过0.5时，方可人工开动局部通风机。2、通风系统定期检查制度项目部组织每周对通风系统进行检查，生产安全部经理每天对通风系统必须作例行检查,通风工必须做好日常巡查。通风系统运行正常后，每10天进行一次全面测风，对掌子面和其他用风地点根据需要随时测风，做好记录。每7天在风管进出口测量一次风速、风压，并计算漏风率，风管百米漏风率不应大于1，对风筒的漏风情况必须及时修补.建立通风系统运行管理档案，档案包括各种检查记录、调试记录、测量记录、维护记录、运行记录等。值班人

30、员每天按班组对通风系统运行情况进行记录,生产安全部经理长每天、主管副经理每周分别对运行记录予以审核、签认，并由物设部负责建档保存。周用风速测定仪对风速进行人工检测，检测结果与自动监控系统相应时间、位置、风速值进行核对，确保风速满足施工要求且回风巷风速不得低于1m/s。3、通风管理交接班制度必须实行通风班组交接班制度，交接双方签字认可，对上一班存在的问题、隐患、需注意事项、仪器设备状态等必须交接清楚，交接班记录由生产安全部经理每天定时予以审核签字。7。2 施工通风安全技术措施A、风机安装风机支架应稳固结实,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。通风机前后5m范围内不得堆放杂物，通风机进气口应设置铁箅，并应装有保险装置。当巷道内的风速小于通风要求最小风速时，可布设射流风机来卷吸升压，提高风速.洞内风机的移动，采用小平板车移动，移动前，提前做好风机支座或支架。射流风机应逐个移动，以保证洞内不间断的空气循环。通风机应有适当的备用数量。B、风管安装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