安德隧道通风专项方案.docx

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安德隧道通风专项方案

目录

1.编制依据和原则1

1.1通风设计依据1

1.2编制原则1

2.工程概况1

3.施工总体计划5

3.1施工计划5

3.2维护人员5

4.通风设计标准5

4.1通风设计标准5

4.2通风设计的原则6

5.通风设计6

5.1通风系统6

5.2通风设备配备7

5.3设备验收制度7

6.通风方案7

6.1施工通风8

6.2隧道通风量计算8

6.3通风管、通风机布置11

7.施工通风检测11

7.1风速测定12

7.2风速测定要求13

7.3用机械式风表测量14

7.4计算表速和隧道的平均风速15

8.施工通风安全措施15

8.1施工通风安全管理措施15

8.2主要通风机操作手风险管理标准及管理措施17

8.3通风系统定期检查制度18

8.4施工通风安全技术措施19

8.5通风机房安全注意事项及安全措施20

8.6通风系统日常管理和维护措施20

安德隧道通风专项施工方案

1.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。

根据设计以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的有通风设计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）太焦铁路TJZQ-7标安德隧道设计图纸；

（2）施工合同中建设单位所要求的工期以及安全、质量的有关要求。

（3）《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》（TB10753-2010）；

（4）《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；

（5）《高速铁路隧道工程施工技术规程》（Q/CR9604-2015）；

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。

2.工程概况

安德隧道位于山西省长治市襄垣县王桥镇安德村境内，隧道起讫里程DK175+797～DK182+125，隧道全长6328m，为单洞双线隧道，隧道最大埋深188m。

安德隧道设置1座斜井，1号斜井与正洞相交于里程DK179+200，长740m（平距），斜井与线路平面交角为60°。

斜井内坡段最大坡度为12.6％，综合坡度为11.17％。

隧道DK176+105.27768至DK182+004.66672位于R=3500的左偏曲线上。

其余段落位于直线上。

隧道内进口至DK175+800范围内纵坡为10‰上坡；DK175+800至DK176+900范围内纵坡为3‰上坡；DK176+900至出口范围内纵坡为8‰下坡。

隧道进口位于襄垣县凉岩村，进口段有县乡公路通行，交通便利；出口位于襄垣县安德村，仅有村道相通，交通较为便利。

隧道位于低山丘陵区，沿线地形起伏较大，地形陡峻，最高海拔位于隧址DK178+950附近，约1180m，最低处位于隧道出口，海拔高程约968m，相对高差约212m。

地表植被较茂密，覆土一般0至39.0m，偶见基岩裸露，进出口段均地势较平缓，为黄土台地，进口段地表多为耕地，出口段坡上民宅较集中、乡道通行，坡度2°至10°。

该隧道共设置弃碴场3处，占地239亩。

分别为进口弃碴量38.1万方（实方），弃碴场位于DK175+000左侧460m，占地75亩；出口弃碴量37万方（实方），弃碴场位于DK182+200左侧40m，占地74亩；斜井弃碴量63.9万方（实方），弃碴场位于DK177+400右侧220m，占地48亩。

2.1隧道围岩分级及衬砌支护形式

隧道正洞及辅助坑道围岩类别见表2-1及2-2。

表2-1隧道正洞围岩类别表

序号

起讫里程

长度（m）

围岩分级

1

DK175+797

DK175+875

78

Ⅴ

2

DK175+875

DK175+985

110

Ⅳ

3

DK175+985

DK176+180

195

Ⅴ

4

DK176+180

DK176+400

220

Ⅳ

5

DK176+400

DK176+580

180

Ⅳ

6

DK176+580

DK176+835

255

Ⅲ

7

DK176+835

DK176+915

80

Ⅴ

8

DK176+915

DK177+090

175

Ⅲ

9

DK177+090

DK177+220

130

Ⅱ

10

DK177+220

DK177+465

245

Ⅳ

11

DK177+465

DK177+535

70

Ⅴ

12

DK177+535

DK177+905

370

Ⅳ

13

DK177+905

DK177+995

90

Ⅲ

14

DK177+995

DK178+490

495

Ⅳ

15

DK178+490

DK178+585

95

Ⅲ

16

DK178+585

DK178+745

160

Ⅱ

17

DK178+745

DK178+835

90

Ⅲ

18

DK178+835

DK179+130

295

Ⅳ

19

DK179+130

DK179+265

135

Ⅲ

20

DK179+265

DK179+385

120

Ⅲ

21

DK179+385

DK179+770

385

Ⅱ

22

DK179+770

DK179+825

55

Ⅳ

23

DK179+825

DK180+025

200

Ⅲ

24

DK180+025

DK180+110

85

Ⅳ

25

DK180+110

DK180+255

145

Ⅲ

26

DK180+255

DK180+315

60

Ⅴ

27

DK180+315

DK180+525

210

Ⅳ

28

DK180+525

DK180+695

170

Ⅴ

29

DK180+695

DK180+780

85

Ⅳ

30

DK180+780

DK180+915

135

Ⅲ

31

DK180+915

DK181+170

255

Ⅲ

32

DK181+170

DK181+245

75

Ⅳ

33

DK181+245

DK181+305

60

Ⅴ

34

DK181+305

DK181+400

95

Ⅲ

35

DK181+400

DK181+580

180

Ⅳ

36

DK181+580

DK181+680

100

Ⅲ

37

DK181+680

DK181+940

260

Ⅴ

38

DK181+940

DK182+045

105

Ⅳ

39

DK182+045

DK182+125

80

Ⅴ

表2-2安德隧道辅助坑道参数表

辅助坑道

交汇里程

平面夹角

最大坡度

综合坡度

车道数

侧别

长度

后期处理

斜井

DK179+200

60

12.6%

11.17%

双车道

右侧

740

避难所

2.2隧道衬砌支护形式及辅助措施详见表2-3。

表2-3隧道衬砌及施工辅助措施

部位

围岩分级

衬砌类型

超前支护措施

施工方法

正洞

Ⅱ

Ⅱa型复合式衬砌

全断面法

Ⅱa型下锚洞复合式衬砌

全断面法

Ⅲ

Ⅲa型复合式衬砌

台阶法

Ⅲc型复合式衬砌

台阶法

Ⅳa型下锚洞复合式衬砌

三台阶法

Ⅳb型复合式衬砌

超前小导管

三台阶法

Ⅴb型复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅳ

黄土Ⅳd型复合式衬砌

超前小导管

三台阶临时仰拱法

黄土Ⅴd型复合式衬砌

超前小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅳa型复合式衬砌

超前小导管

三台阶法

Ⅳa型下锚洞复合式衬砌

超前小导管

三台阶法

Ⅳb型复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶法

Ⅳb型下锚洞复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶法

Ⅳd型复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶法

Ⅴb型复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅴe型复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅴ

黄土Ⅴb型复合式衬砌

大管棚+小导管

三台阶临时仰拱法

黄土Ⅴd型复合式衬砌

大管棚+小导管、

超前小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅴa型下锚洞复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅴb型复合式衬砌

超前双层小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅴb型下锚洞复合式衬砌

超前小导管

三台阶临时仰拱法

Ⅴe型复合式衬砌

超前双层小导管、

超前小导管

三台阶临时仰拱法

斜井

Ⅱ

双车道Ⅱ级围岩模筑衬砌

全断面法

Ⅲ

双车道Ⅲ级围岩模筑衬砌

全断面法

双车道Ⅳ级围岩模筑衬砌

超前小导管

台阶法

Ⅳ

双车道Ⅳ级围岩模筑衬砌

超前小导管

台阶法

双车道Ⅴ级围岩模筑衬砌

超前小导管、

大管棚+小导管

短台阶法

Ⅴ

双车道Ⅴ级围岩加强模筑衬砌

大管棚+小导管

短台阶法

3.施工总体计划

3.1施工计划

本隧道参建队伍将抽调思想好、身体健康、具有丰富施工经验的职工组成。

施工人员均从事过类似工程的施工，经验丰富、技术过硬、素质较高。

技术人员均有较高的理论水平和深厚的技术功底，接受能力强，工作作风严谨，廉洁负责。

进场人员先进行安全生产、质量意识、施工规范、操作规程、验收标准、治安消防、法律法规、文明施工、安全维护、环境保护等教育和培训。

特种作业人员全部持证上岗。

3.2维护人员

通风设备维护定期安排专人进行检测维修，人员配备见表3-1

表3-1人员配备见

序号

职务

人数

备注

1

队长

1

2

风机、管道维护

2

3

机房检测

2

4

检测员

2

5

机房司机

2

4.通风设计标准

4.1通风设计标准

根据《高速铁路隧道工程施工技术指南》（铁建设〔2010〕241号）中的规定，隧道整个施工过程中，作业环境应符合下列卫生及安全标准：

⑴空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。

⑵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。

⑶有害气体最高容许浓度：

①一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；

②二氧化碳按体积计不得大于0.5%；

③氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。

⑷隧道内气温不得高于28℃。

⑸隧道内噪声不得大于90dB。

⑹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。

4.2通风设计的原则

⑴按照爆破排烟、同时工作的最多人数分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。

⑵隧道施工中，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。

⑶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。

5.通风设计

5.1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，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。

5.2通风设备配备

⑴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。

通风机应设两路电源，并装设风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路应在15min内接通，保证风机正常运转。

⑵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。

⑶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。

⑷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%。

5.3设备验收制度

总体配备原则：

选型适配，功能适用，能力富余，强调系统的先进性，实际施工快速性，满足本工程快速、优质、安全、经济和均衡生产的要求

物资部将通风设备的供货人及品种、规格、数量、和供货时间等报送监理审批，按照监理批复的交货计划及时进入工地，并在到货24h前，通知监理工程师材料的清点地点和检验时间，会同监理工程师进行检验和交货依据定货合同技术指标及质量要求校验“三证”，严格按照有关规定进行检验和试验，形成《物资检查记录表》。

6.通风方案

本隧道按照总体通风方案进行设计,采用压入式通风是在洞门安装主风机将新鲜空气压入,新鲜空气由正洞流入,将洞内正洞的污浊空气挤出洞内,形成循环风流。

隧道正洞出口施工按无轨运输，通过风筒压入式向工作面通风。

6.1施工通风

图7.2.1洞内管路、电线路总体布置示意图

图7.2.2斜井开挖施工通风平面布置

图7.2.3斜井挑顶完成施工正洞通风平面布置

6.2隧道通风量计算

⑴计算参数

按照《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）的规定，结合施工组织，计算参数如下：

①供给每人的新鲜空气量按m=4m³/min计；

②按照分部开挖的最不利因素，坑道施工通风最小风速按Vmin=0.25m/s计；

③隧道内气温不超过28℃；

④正洞最大开挖面积按SZ=150㎡计；

⑤正洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=180kg（III级围岩全断面法开挖，每循环进尺2m）；

⑥正洞放炮后通风时间按t=20min计；

风管百米漏风率β＝1％，风管内摩擦阻力系数为λ＝0.0078。

风筒直径为1.8m。

⑵风量计算

隧道需要的风量，必须按照爆破排烟及同时工作的最多人数分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。

以正洞最大通风距离为准：

洞内允许最小风速要求计算风量

Q风速=Vmin×SZ×60s=0.25×150×60s=2250（m³/min）

②按洞内同时工作的最多人数计算风量

Q人员=4×m×1.2=4×100×1.2=480（m³/min）

m－坑道内同时工作的最多人数，正洞按100人计。

③按正洞洞内同一时间爆破使用的最多炸药用量计算风量

Q炸药=（5×A×b）/t=（5×180×40）/20=1800（m³/min）

b——公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积，取40L。

④按洞内使用内燃机械计算风量

计算公式：

Q内燃=Q0×ΣP

式中：

ΣP——进洞内燃机械马力总数。

计划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2台，最大功率162kw，计算功率145kw；4台自卸车（满载车2台，空车3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=Q0×ΣP=3×（145×2+99×2+79×2）=1938m³/min

Q需=max（Q风速、Q人员、Q炸药、Q内燃）=2250m³/min

按照上述五种计算办法Q需最大值为2250m³/min，取2250m³/min。

⑶风管漏风损失修正风量

通风计算取最大通风长度L＝2525m。

风管百米漏风系数β为1%，风机所需风量为Q机为：

B=L/100=2525/100=25.25

A=（1-β）B=（1-0.01）25.25=0.78

Q机=Q需/A=2250/0.78=2885m³/min

⑷风压计算

C=ρ×L=1.29×2525=3257；W=C/2D=3257/（2×1.8）=904

S风管=πD²/4=2.5㎡；

=Q需/S风管=2250/2.5=900m/min=15m/s

H摩=λ×W×

²=0.0078×835×15²=1465Pa

式中：

ρ——空气密度，按ρ=1.29kg/m³计。

——风管内平均风速。

系统风压

，为简化计算，取H=1.2H摩

H=1.2H摩=1.2×1465=1758Pa

（5）风机选型

根据上述Q机、H的计算结果，参考风机性能曲线选择分机，要求风量、风压处于被选择分机的高效区内，即η＝0.8为佳。

SDF（c）-NO13型轴流流风机配功率为132kW电机，压力范围930～5920Pa＞H（1758Pa），风量范围1695～3300m³/min＞Q机（2885m³/min），高效风量为2691m³/min。

因此出口通往正洞的风机选用一台SDF（c）-NO13型轴流流风机配功率为132kW电机，配以φ1800mm螺旋焊接风管，每节30m，具有风阻小、漏风低，强度高等优点。

射流式风机采用35kW一台。

正洞配备用风机一台，备用风管一趟（至二衬台车处）。

如出现风量不足情况，可同时启用2台风机。

（6）风机配置其它考虑

通风管选用直径为1.8m的螺旋焊接风管。

为保证风管顺直,根据现有模板台车结构,在模板台车上设置相应的孔道,风管从钢筒中通过。

6.3通风管、通风机布置

（1）通风管布置：

洞内布置管线主要有：

动力线、照明线、高压水管、排水管、通风管、高压风管等。

施工通风管布置在线路中线隧道顶部悬挂，高压风管在线路方向的右墙壁。

洞内通风管布置见图6-4。

（2）通风机布置：

施工通风所用轴流通风机在隧道洞口右侧安装，并布有防护措施；空压机在隧道左侧空压机房内安装。

通风机与空压机均由专人操作，看护。

通风机、空压机布置见平面布置图6-5。

7.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，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。

图6-4衬砌施工前洞内通风管布置示意图

图6-5通风机、空压机布置示意图

7.1风速测定

对于隧道中的风速，一般应选用中速风表（0.5～10m/s）或低速风表（0.3～5m/s）进行测定。

中速风表一般为翼式风表，图7-1为AFC—121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。

7.2风速测定要求

由于空气具有粘性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7-2所示为风速测定点布置示意图。

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

图7-1AFC—121型中速翼式风表

图7-2风速测定点布置图

7.3用机械式风表测量

（1）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；

（2）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；

（3）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）。

如果测量误差大于5％，说明测风结果不符合要求，需追加一次测风；

（4）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；

（5）把测风数据和隧道参数记录于表7-3之中。

表7-3测风记录表

地点

风表示值（格/min）

平均风速V（m/s）

巷道参数（m）

断面积S（m2）

风量Q（m3/min）

温度t（℃）

n1

n2

n3

平均值n

形状

上宽

下宽

高度

测定人：

测定时间：

7.4计算表速和隧道的平均风速

（1）风表表速按下式进行计算

V表=n/t格/s

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。

8.施工通风安全措施

8.1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。

（1）施工通风安全组织机构

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。

（2）施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施

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。

②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。

③管理措施：

分部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