隧道施工通风方案样本.doc

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目 录
1 设计依据 - 1 -
2 计算参数 - 1 -
2.1 通风计算基础参数 - 1 -
2.2 工程量划分 - 1 -
3 风量计算及通风方式确定 - 2 -
3.1 开挖面风量计算 - 2 -
3.2 通风方式确定及风机供风量计算结果 - 3 -
4 设备配置 - 4 -
4.1 天坪隧道各工区通风设备配置 - 4 -
4.2 通风阻力计算与设备匹配验证 - 5 -
4.3 进口、 斜井段主扇风机匹配验证 - 12 -
5 通风布置 - 12 -
5.1 进口段通风布置 - 12 -
5.2 斜井段通风布置 - 15 -
5.3 横洞段通风布置 - 17 -
5.4 出口段通风布置 - 19 -
5.5 风管布置对辅助坑道断面的要求 - 20 -
6 质量保障措施 - 21 -
6.1通风管理 - 21 -
6.1.1 管理机构设置及人员编制原则 - 21 -
6.1.2 机构和人员 - 21 -
6.1.3 管理制度与评价 - 22 -
6.2 防止瓦斯积聚的措施 - 23 -
6.3 通风对施工的要求 - 24 -
6.4 通风监测 - 24 -
6.4.1 主要有害环境因素 - 24 -
6.4.2 污染防治措施 - 24 -
6.4.3 主要检测对象 - 25 -
6.4.4 测对象、 仪器和检测频率 - 25 -
6.4.5 气体检测和应急警报系统 - 26 -
6.4.6 上报频率 - 26 -

渝黔铁路YQZQ-6标段天坪隧道施工通风专项设计方案
1 设计依据
( 1) 渝黔铁路XCZQ-6标施工组织设计;
( 2) 渝黔铁路XCZQ-6标天坪隧道施工图;
( 3) 《铁路隧道施工规范》( TB10204- ) ;
( 4) 《铁路瓦斯隧道施工技术规范》( TB10120- ) ;
( 5) 《煤矿安全规程》( 国家煤矿安全监察局18号令) ;
( 6) 《现代隧道施工通风技术》。
2 计算参数
2.1 通风计算基础参数
表2-1 通风计算基础参数表
项目
数量
单位
备注
正洞工作面同时工作最多人数
100
人
依据施组和图纸
平导、 斜井、 横洞工作面同时工作最多人数
30
泄水洞
15
正洞开挖面一次爆破炸药用量
300
kg
平导和横洞开挖面一次爆破炸药用量
105
斜井开挖面一次爆破炸药用量
130
泄水洞开挖面一次爆破炸药用量
30
正洞隧道开挖断面积
130
m2
平导开挖断面积
35
斜井开挖断面积
50
横洞开挖断面积
35
泄水洞开挖断面积
7.5
通风换气长度
250
m
风管平均百米漏风率
1.5
%
风管摩擦阻力系数
0.02
—
正洞绝对瓦斯涌出量
5.66
m3/min
平导绝对瓦斯涌出量
2.94
机械设备功率
装载机
150
kw
出碴汽车
215
kw
空气密度
1.2
Kg/m3
依据文献
爆破通风时间
30
min
依据规范
隧道内最低允许风速
0.25
m/s
人员配风标准
3
m3/(人•min)
内燃机械设备配风标准
3
m3/(kw•min)
隧道内瓦斯允许浓度
0.5%
—
2.2 工程量划分
表2-2 工程量划分
序号
名称
隧道工程量
斜井/横洞
正洞
平导
1
进口工区
380m
5242m
655m、 3402m
2
斜井工区
2138m
3360m
4640m
3
横洞工区
主、 副洞
1135m、 1120m
3140m
3060m
4
出口工区
—
2236m
—

图2-1 渝黔铁路天坪隧道施工组织图

3 风量计算及通风方式确定
3.1 开挖面风量计算
施工通风所需风量按洞内同时作业最多人数、 洞内允许最小风速、 一次性爆破所需要排除的炮烟量、 内燃机械设备总功率和瓦斯涌出量分别计算, 取其中最大值作为控制风量。
( 1) 按洞内同时作业最多人数计算

式中: ——作业面每一作业人员的通风量, 取3m3/( 人·min) ;
——作业面同时作业的最多人数。
经计算, 正洞开挖面需风量300m3/min, 斜井、 横洞和平导开挖面需风量90m3/min, 泄水洞开挖面需风量45 m3/min。
( 2) 按洞内允许最小风速0.25m/s计算

式中:隧道最大开挖断面积, m2;
洞内允许最小风速0.25m/s。
经计算, 正洞开挖面需风量1950m3/min, 平导和横洞开挖面需风量525m3/min, 斜井开挖面需风量750m3/min, 泄水洞开挖面需风量113 m3/min。
关于最小风速的说明: ①《铁路隧道施工规范》( TB10204- ) 第15.1.4条规定: 隧道施工通风的风速, 全断面开挖时不应小于0.15m/s,在分布开挖的坑道中不应小于0.25m/s。②《煤矿井工开采通风技术条件》( AQ1028- ) 第4.2.4条规定: 采煤工作面、 掘进中的煤巷和半煤岩巷最低风速为0.25m/s。因本隧道横洞工区为瓦斯突出工区, 其它工区也不排除出现瓦斯溢出现象的可能, 本隧道施工通风的最小风速按0.25m/s考虑。
( 3) 按一次性爆破所需要排除的炮烟量计算

式中: ——同时爆破炸药量, kg; ——通风时间, 30min;
——通风换气长度, 250m; ——隧道断面积, m2。
经计算, 正洞开挖面需风量1773m3/min, 平导和横洞开挖面需风量521m3/min, 斜井开挖面需风量709m3/min, 泄水洞开挖面需风量123 m3/min。
( 4) 按内燃机械设备总功率计算

式中: —内燃机械总功, kw;
—内燃机械单位功率供风量, 3m3/( kw·min) 。
经计算, 正洞开挖面需风量2190m3/min, 平导和斜井开挖面需风量1095m3/min, 泄水洞开挖面需风量300 m3/min。
( 5) 按瓦斯涌出量计算

式中: —相关系数, 取2; —瓦斯涌出量, m3/min;
—送风瓦斯浓度, 取0.00%; —隧道内允许瓦斯浓度, 取0.5%。
经计算, 正洞开挖面需风量2264m3/min, 平导开挖面需风量1176m3/min。
表3-1 开挖面需风量计算结果表
非瓦斯工区正洞需风量
泄水洞需风量
非瓦斯工区平导需风量
斜井需风量
横洞需风量
瓦斯工区正洞需风量
瓦斯工区平导需风量
内燃机械作业需风量作为控制风量
内燃机械作业需风量作为控制风量
内燃机械作业需风量作为控制风量
内燃机械作业需风量作为控制风量
瓦斯涌出量计算需风量作为控制风量
瓦斯涌出量计算需风量作为控制风量
瓦斯涌出量计算需风量作为控制风量
2190m3/min
300m3/min
1095m3/min
1095m3/min
1176m3/min
2264m3/min
1176m3/min
3.2 通风方式确定及风机供风量计算结果
( 1) 进口段供风量
采用主扇巷道式通风, 依据施组进度安排可知:
正洞最长风管长度约为1300m, 需要风机提供风量约为2665m3/min;
平导最长风管长度约为1900m, 需要风机提供风量约为1460m3/min。
( 2) 斜井段供风量
采用主扇巷道式通风, 依据施组进度安排可知:
斜井最长风管长度约为2200m, 需要风机提供风量约为1527m3/min;
正洞最长风管长度约为2800m, 需要风机提供风量为3344m3/min;
平导最长风管长度约为3400m, 需要风机提供风量约为2357m3/min。
( 3) 横洞段供风量
采用射流巷道式通风, 依据施组进度安排可知:
横洞最长风管长度约为1170m, 需要风机提供风量约为1404m3/min;
正洞最长风管长度约为1700m, 需要风机提供风量约为2927m3/min;
平导最长风管长度约为1900m, 需要风机提供风量约为1568m3/min。
( 4) 出口段供风量
采用压入式通风, 依据施组进度安排可知: 正洞最长风管长度约为2300m, 需要风机提供风量约为3100m3/min。
表3-2 各工区通风方式及需风量计算结果表
序号
名称
通风方式
需要风机提供的最大风量( m3/min)
斜井/横洞
正洞
平导
1
进口段
压入式和巷道式
—
2665
1406
2
斜井段
压入式和巷道式
1527
3344
2357
3
横洞( 瓦斯) 段
压入式和巷道式
1404
2927
1509
4
出口段
压入式
—
3100
—
4 设备配置
4.1 天坪隧道各工区通风设备配置
天坪隧道通风设备配置情况见表4-1, 其中横洞段为瓦斯工区, 必须采用防爆风机和抗静电阻燃型风管, 各工区均采用变频节能风机, 大功率风机和大直径风机要求购买进口高性能设备。
表4-1 天坪隧道通风设备配置表
项目
设备名称
规格型号
数量
备注
进口段
变频轴流风机
SDF-№12.5,
2×110kw
3台
使用2台备用1台
SFC-10-№30
2台
使用1台备用1台
PVC软风管
Φ1.8m
7000m
斜井内风管采用双吊环
Φ1.6m
4200m
斜井、 平导内风管采用双吊环
Φ1.1m
900m

斜井段
变频轴流风机
2×AVH180,
2×200kw
2台
使用1台备用1台
2×AVH160,
2×132kw
2台
使用1台备用1台
PVC软风管
Φ2.0m
9000m
斜井内风管采用双吊环
Φ1.8m
4000m
斜井、 平导内风管采用双吊环
横洞( 瓦斯) 段
变频轴流风机
2×AVH160,
2×110kw
3台
使用2台备用1台, 防爆
SDF-№11.5,
2×75kw
2台
使用1台备用1台, 防爆
射流风机
SSF-№16,
55kw, 6p
4台
使用3台备用1台, 防爆
PVC软风管
Φ1.8m
10000m
用于正洞通风, 双抗
Φ1.5m
7500m
用于平导通风, 双抗
出口段
变频轴流风机
2×AVH160,
2×132kw
2台
使用1台备用1台
PVC软风管
Φ2.0m
3000m
—
4.2 通风阻力计算与设备匹配验证
通风阻力因选择的风管直径和风机型号以及送风距离的不同会有很大差距, 需要指出的是, 如果选择的风管直径过小, 会导致通风阻力过大, 不能满足送风需要; 如果选择的风管直径过大, 又会造成浪费, 且不利于施工组织。通风管路的阻力与风机风量的关系式如下, 这也是通风管路的阻力曲线。

式中: —风管阻力, Pa; —摩阻系数; —空气密度, kg/m3; —风管直径, m; —风管平均百米漏风率; —管路长度, m; —风机工作点风量, m3/s。
各工区通风阻力及风机与风管匹配情况如下:
( 1) 进口段设备匹配
进口正洞采用SDF-12.5型风机匹配Φ1.8m风管, 风机叶片角度+3°、 功率2×110kw, 风管风阻R=1.1543, 风管出口风量2251m3/min＞2190m3/min, 风机风压2407Pa, 风机风量2740m3/min＞2665m3/min, 满足通风要求, 如图4-1所示。

图4-1 进口段正洞风管长度1300m
采用SDF-№12.5型风机匹配Φ1.6m和Φ1.1m风管, 公用一路风管在斜井井底分风往平导进出口方向同时送风, 风机叶片角度+3°、 功率2×37kw, 风管风阻R=1.93274, 平导出口方向风管出口风量1171m3/min>1095 m3/min; 泄水洞方向风管出口风量243m3/min<300m3/min, 不能满足泄水洞工作面通风需求, 采用三通分风装置按照工序分配风量。风机风压1587Pa, 风机风量1719m3/min, 如图4-2所示。
进口平导采用SDF-№12.5型风机匹配Φ1.6m风管, 风机叶片角度+3°、 功率2×37kw, 风管风阻R=2.73878, 风管出口风量1195m3/min＞1095m3/min, 风机风压1929Pa, 风机风量1593m3/min＞1460m3/min, 满足通风要求, 如图4-3所示。

图4-2 一路风管在井底分风, 同时往平导和泄水洞作业面供风

图4-3 进口平导风管长度1900m

图4-4 进口正洞风管长度1368m
进口正洞小里程方向未完成施工前, 其大里程方向采用SDF-№12.5型风机匹配Φ1.8m风管, 风机叶片角度+3°、 功率2×110kw, 风管风阻R=1. 6, 风管出口风量2240m3/min＞2190m3/min, 风机风压2531Pa, 满足通风要求, 如图4-4所示。
( 2) 斜井段设备匹配
斜井段实际投入使用的风机只有2台, 虽然平导和斜井开挖面配置小功率小风量风机即可满足通风要求, 可是正洞开挖面需要大功率大风量风机, 为了保证通风设备的通用性, 节省设备投入, 则重点针对正洞开挖面配置2台大功率大风量风机, 在开挖斜井和平导时能够低频小功率运转来实现风机设备的通用性。因此斜井段配置了1台2×AVH160型风机( 功率为2×132kw) , 一台2×AVH180型风机( 功率为2×200kw) 。
斜井正洞风管长度2800m时, 采用2×AVH160型风机匹配Φ2.0m风管, 风机叶片角度52°、 功率2×132kw, 风管风阻R=1.16573, 风管出口风量2243m3/min＞2190m3/min, 风机风压3800Pa, 风机风量3426m3/min＞3344m3/min, 满足通风要求, 如图4-5所示。

图4-5 斜井正洞风管长度2800m
一路风管在井底分风, 同时往平导进出口作业面供风, 进口方向送风距离3360m, 出口方向送风距离3100m, 采用2×AVH180型风机, 斜井段用Φ2.0m风管, 平导内用1.8m风管, 风机叶片角度40°、 功率2×200kw, 风管风阻R=1.26251, 平导出口方向风管出口风量1252m3/min>1095 m3/min; 平导进口方向风管出口风量998m3/min<1095 m3/min, 不能满足平导进口工作面通风需求, 采用三通分风装置按照工序调节分配风量。风机风压4692Pa, 风机风量3658m3/min, 如图4-6所示。
( 3) 横洞段设备匹配
横洞段实际投入使用的风机共有3台, 正洞配置的2台风机型号和功率相同, 平导单独配置1台功率稍小一些的风机。
横洞段正洞采用2×AVH160型风机匹配Φ1.8m风管, 风机叶片角度48°、 功率2×110kw, 风管风阻R=1.40318, 风管出口风量2331m3/min＞2264m3/min, 风机风压3539Pa, 风机风量3013m3/min＞2927m3/min, 满足通风要求, 如图7所示。

图4-6 一路风管在井底分风, 同时往平导进出口作业面供风

图4-7 横洞段正洞风管长度1700m
横洞段平导采用SDF-№11.5型风机匹配Φ1.5m风管, 风机叶片角度+3°、 功率2×75kw, 风管风阻R=3.77849, 风管出口风量1385m3/min＞1176m3/min, 风机风压3576Pa, 风机风量1846m3/min＞1509m3/min, 满足通风要求, 如图4-8所示。

图4-8 横洞段平导风管长度1900m
( 5) 出口工区设备匹配
出口段正洞采用2×AVH160型风机匹配Φ2.0m风管, 风机叶片角度52°、 功率2×132kw, 风管风阻R=1.0276, 风管出口风量2485m3/min＞2190m3/min, 风机风压3533Pa, 风机风量3518m3/min＞3100m3/min, 满足通风要求, 如图4-9所示。

图4-9 出口正洞风管长度2300m
4.3 进口、 斜井段主扇风机匹配验证
通风系统总阻力的计算按几条风量较大、 路线较长的线路计算, 以计算的最大通风阻力作为计算依据。考虑到漏风、 自然风压和局部阻力的影响, 通风系统总阻力须有30%的增量。因此, 主扇风机所能提供的风量应能达到9000m3/min、 风压884Pa。

图4-10 进口和斜井段通风系统网络图
主扇采用SFC-10-№30型风机, 风机叶片角度+3°, 功率220kw, 风阻R=0.03599, 风机风压915Pa＞884Pa, 风机风量9622m3/min＞9000m3/min, 满足通风要求, 主扇风机性能匹配如图4-11所示。

图4-11 主扇风机匹配图
5 通风布置
天坪隧道共划分为四段, 各段依据通风方式和施组进度进行阶段划分, 具体通风布置情况分别如下。
5.1 进口段通风布置
进口段施工通风布置共分为五个阶段:
第一阶段, 开挖斜井采用压入式通风, 采用2×110kw风机匹配Φ1.8m风管送风, 用变频柜控制送风量, 通风布置见图5-1。

图5-1 进口段第一阶段通风布置
第二阶段, 正洞一个开挖面、 平导两个开挖面, 平导大里程和泄水洞公用一路风管, 各工作面均采用压入式通风, 风机全部设置在斜井口, 正洞采用2×110kw风机匹配Φ1.8m风管送风; 平导开挖面和泄水洞开挖面采用2×110kw( 风机中速运转) 风机匹配Φ1.6m和Φ1.1m风管送风, 采用三通分风装置按照工序调节分配风量。通风布置见图5-2。

图5-2 进口段第二阶段通风布置
第三阶段, 泄水洞已贯通, 依然采用压入式通风, 2台风机全部设置在斜井口, 正洞采用2×110kw风机匹配Φ1.8m风管送风; 平导开挖面采用2×110kw( 风机中速运转) 风机匹配Φ1.6m风管送风。通风布置见图5-3。

图5-3 进口段第三阶段通风布置
第四阶段, 正洞与平导间的4通已贯通, 正洞有2个开挖面, 平导1个开挖面, 斜井与平导交接处利用风桥形成巷道式通风, 风桥长度为60m, 风桥下部过车通道面积不小于30m2, 风桥上部风流过流面积不小于30m2, 同时应保证风桥有足够的承压能力, 且风桥处不能漏风, 风桥纵向示意图如图5-5所示。在风桥下风向安装主扇风机, 风量大小用变频器控制, 通风布置见图5-4。当其它连接平导和正洞的横通道贯通后, 局部风机依次前移。

图5-4 进口工区第四阶段通风布置

图5-5 风桥纵断面示意图
第五阶段, 进口平导和斜井平导已贯通, 正洞有两个开挖面, 在8通处用风墙把风机封住, 并在风墙上设置调风窗, 当8通处的风机停机时, 则打开风窗, 并根据需风量调节风窗的开启大小, 通风布置见图5-6。

图5-6 进口工区第五阶段通风布置
5.2 斜井段通风布置
斜井段通风布置共分为五个阶段:
第一阶段, 开挖斜井井身时, 只有一个斜井开挖面, 采用1台2×200kw风机匹配Φ2.0m风管送风, 风量大小用变频柜进行调节。通风布置见图5-7。

图5-7 斜井段第一阶段通风布置
第二阶段, 进入正洞和平导施工, 采用压入式通风, 正洞一个开挖面、 平导两个开挖面, 平导大小里程公用一路风管, 采用2×200kw风机匹配Φ2.0m、 Φ1.8m风管送风, 正洞开挖面采用2×132kw风机匹配Φ2.0m风管送风, 通风布置见图5-8。

图5-8 斜井段第二阶段通风布置
第三阶段, 斜井平导与进口平导已贯通, 形成主扇巷道式通风, 有两个正洞开挖面和一个平导开挖面, 斜井与平导交叉口处利用风桥形成巷道式通风, 风桥长度为60m, 风桥下部过车通道面积不小于30m2, 风桥上部风流过流面积不小于30m2, 同时应保证风桥有足够的承压能力, 且风桥处不能漏风, 风桥纵向示意图如图5-5所示。13通正洞采用2×132kw风机匹配Φ1.8m风管送风, 用变频柜调节送风量大小, 平导和15通正洞两个开挖面公用一台2×200kw风机匹配Φ2.0m、 Φ1.8m风管送风, 采用三通分风装置按照工序调节分配风量, 通风布置见图5-9。为了减少通风能耗, 改进通风效果, 尽量按设计要求增加横通道, 随横通道的增加, 逐步前移局部风机。

图5-9 斜井工区第三阶段通风布置
第四阶段, 局部风机移至15横通道处, 有两个正洞开挖面和一个平导开挖面, 15通正洞采用2×132kw风机匹配Φ1.8m风管送风, 用变频柜调节送风量大小, 平导和17通正洞两个开挖面公用一台2×200kw风机匹配Φ2.0m、 Φ1.8m风管送风, 采用三通分风装置按照工序调节分配风量, 通风布置见图5-10。

图5-10 斜井工区第四阶段通风布置
第五阶段, 斜井平导与横洞平导已贯通, 有两个正洞开挖面, 15通正洞采用2×132kw风机匹配Φ1.8m风管送风, 15通正洞采用2×200kw风机匹配Φ2.0m风管送风, 均使用变频柜调节送风量大小, 通风布置见图5-11。

图5-11 斜井工区第五阶段通风布置
当斜井平导与横洞平导贯通后, 必须利用密封墙进行封闭, 保持各自独立的通风系统, 避免瓦斯工区与非瓦斯工区之间串风。
5.3 横洞段通风布置
横洞段通风布置共分为三个阶段:
第一阶段, 开挖横洞洞身时, 只有主、 副井两个开挖面, 主井采用2×110kw风机匹配Φ1.8m风管送风, 副井采用2×75kw风机匹配Φ1.5m风管送风。平导最长通风距离1900m, 正洞最长通风距离1700m, 通风布置见图5-12。该阶段进行揭煤施工, 必须加强通风, 而且采取局部防范措施。

图5-12 横洞段第一阶段通风布置
第二阶段, 将主、 副井之间的24号横通道用密封墙封闭, 为两个开挖面送风的风机设置在距23通50m的平导内大里程一侧, 正洞采用2×110kw风机匹配Φ1.8m风管送风, 平导采用2×75kw风机匹配Φ1.5m风管送风, 在副井内设置两台55kw射流风机, 新鲜风由副井引入、 污风全部经主井排出, 通风布置见图5-13。

图5-13 横洞段第二阶段通风布置
第三阶段, 随着平导的推进, 在19通增设正洞开挖面, 平导内风机随横通道的贯通前移至22通, 将23通封闭并在此增设1台为大里程正洞送风的风机, 在22通和23通之间再增设1台55kw射流风机, 正洞采用2×110kw风机匹配Φ1.8m风管送风, 平导采用2×75kw风机匹配Φ1.5m风管送风, 当横洞平导与斜井平导贯通时, 依然保持此通风布置, 直到正洞贯通, 通风布置见图5-14。
图5-14 横洞段第三阶段通风布置
横洞工区为瓦斯突出工区, 所有通风设备必须配置防爆型, 风管为防静电阻燃型, 局部地段为防止瓦斯集聚可采用局部风机或空气引射器使风流速度达到1m/s, 空气引射器的安设情况见图5-15。
空气引射器的主要设置位置如下:
( 1) 正洞与回风横通道连接处的拱顶;
( 2) 回风区内的硐室;
( 3) 衬砌台车和各种作业台架形成的通风死角;
( 4) 未衬砌的超挖处;
( 5) 隧道断面变化形成的通风死角。

图5-15 空气引射器布置图
5.4 出口段通风布置
出口段只有正洞一个开挖面, 施工长度2236m, 采用压入式通风, 利用2×132kw风机匹配Φ2.0m风管送风, 通风布置见图5-16。

图5-16 出口段通风布置
5.5 风管布置对辅助坑道断面的要求
( 1) 斜井内风管布置
依据设计斜井断面净空为7.66m×6.5m( 宽×高) , 布设两路Φ2.0m风管后的断面图见图5-17, 送风时为交通运输车辆( 高3.85m) 预留了4.26m的高度, 能够保证风管顺畅经过, 无需对斜井进行断面优化, 可是必须使用双吊环风管, 并对风管进行托吊处理, 防止停风时风管下垂被过往车辆刮破。
( 2) 平导内风管布置
依据设计平导断面净空为5.36m×6.0m( 宽×高) , 进口平导布置一路Φ1.5m风管。横洞平导内均布设一路Φ1.8m风管和Φ1.5m风管, 其断面图见图5-18, 送风时为交通运输车辆( 高3.85m) 预留了4.09m的高度, 安全距离有24cm, 基本能够保证风管顺畅经过, 如果采用无轨运输方式, 建议横洞平导PDK125+550～PDK127+050段拱部加高40cm。斜井平导内需要布设一路Φ2.0m风管, 其断面图见图5-19, 送风时为交通运输车辆( 高3.85m) 预留了4.00m的高度, 不能够保证风管顺畅经过, 必须对斜井平导进行断面优化, 建议斜井平导PDK122+330～PDK124+360段拱部加30cm。所有平导内风管必须使用双吊环, 并进行托吊处理, 防止停风时风管下垂被过往车辆刮破。

图5-17 斜井内风管布置断面图 图5-18 平导内风管布置断面图

图5-19 平导内风管布置断面图 图5-20 横洞内风管布置断面图
( 3) 横洞内风管布置
依据设计横洞断面净空为5.4m×5.6m( 宽×高) , 布设一路Φ1.8m风管后的断面图见图5-20, 横洞工区采用有轨运输施工, 送风时为交通运输车辆( 高2.8m) 预留了3.7m的高度, 能够保证风管顺畅经过, 无需对横洞进行断面优化, 可是必须使用双吊环风管, 并对风管进行托吊处理, 防止停风时风管下垂被过往车辆刮破。如果横洞工区改成无轨运输方式, 横洞主洞拱顶建议加高40cm。
6 质量保障措施
6.1通风管理
6.1.1 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。
6.1.2 机构和人员
各工区施工通风设置专人负责和管理, 通风组机构设置如图6-1所示。

图6-1 通风组机构设置图
通风组人员职责分工情况见表6-1。
表6-1 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人员管理, 落实通风方案并组织实施, 协调与其它工种之间的关系
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
6.1.3 管理制度与评价
6.1.3.1 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。
6.1.3.2 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一般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, 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。
6.1.3.3 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, 这些都需要经过温度、 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。
6.2 防止瓦斯积聚的措施
( 1) 防止瓦斯聚积
由于天坪隧道横洞段瓦斯涌出量的不确定性, 瓦斯涌出量要经超前探测才能确定, 因而在施工过程中要经过加强通风和瓦斯检测来防止瓦斯积聚, 施工通风要做好以下工作:
① 瓦斯突出工区必须24小时不间断通风, 除风机司机外, 任何人不能随意关闭或调整风机运行状态。风机停止运转时必须停止施工。
② 通风管出口距开挖面较远造成瓦斯积聚时, 应及时接长通风管以消除瓦斯积聚。
③ 通风管漏风严重供风不足造成瓦斯积聚时, 应及时修补或更换破损的通风管, 减少漏风, 增加出口风量以消除瓦斯积聚。
④ 通风量设计不足造成瓦斯积聚时, 修改通风设计, 增加一路风管, 改进通风效果, 以消除瓦斯积聚。
⑤ 水幕降尘器降尘降温防瓦斯, 水幕降尘器具有喷水颗粒细, 产雾量大, 能够封锁整个隧道断面, 除降尘外还能够吸收易溶于水的有害气体。
⑥ 瓦斯集中涌出, 风流流动速度低造成瓦斯积聚时, 使用空气引射器或局部风机( 防爆型) 加快风流速度驱散瓦斯。根据具体瓦斯涌出情况随时调整引射器出口或局部风机风管出口方向, 作到”哪高吹哪”, 彻底消除瓦斯积聚。
( 2) 瓦斯积聚处理措施
在施工过程中, 当检测到瓦斯超限或放炮后瓦斯浓度超过安全范围, 根据检测数据, 采取以下措施进行处理:
① 人员严禁进入超限区, 采用变风量送风的方法控制进风量, 逐步排出超限瓦斯, 防止高浓度瓦斯压出, 给回风区留下安全隐患。变风量送风的方法能够把风管接头的拉链拉开, 经过改变接合缝隙的大小调节送风量, 还能够在风管上捆上绳子, 经过收紧或放松绳子调节送风量。
② 排放瓦斯时, 瓦检员在回风风流中经常检查瓦斯浓度, 当瓦斯浓度达到0.5%时, 减少送风量, 确保洞内排出的瓦斯不超标。
③ 排放瓦斯时, 要检测风机处的瓦斯浓度, 瓦斯浓度不能超过0.5%, 防止产生污风循环。
④ 瓦斯浓度降到0.5%以下, 30min内没有变化后, 才能恢复通风机正常通风。
⑤ 恢复正常通风后, 对断电区内的机电设备进行检查, 证实完好后, 方可恢复送电正常施工。
6.3 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, 而且弯度平缓, 避免转锐角弯, 以减小管路沿程阻力和局部阻力, 而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) 必要时能够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30min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) 瓦斯工区必须严格按照相关规范和瓦斯监测方案操作实施。
( 7) 所有辅助坑道断面净空必须满足通风管路布设要求。
6.4 通风监测
6.4.1 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0.5%。
6.4.2 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, 而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。
6.4.3 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。当前, 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。
6.4.4 测对象、 仪器和检测频率
表6-2 主要检测对象、 仪器参数和检测频率
检测
对象
检测
仪器
型号
厂家
原理
检测频率
要求
CO
(ppm)
便携式
CO仪
impulse
pro
英国ZELLWEGER
公司
电化学传感器
一炮一检
炮后30min达到国家标准
№2
(ppm)
便携式
№2仪
Impulse
pro
英国ZELLWEGER
公司
电化学传感器
一炮一检
炮后30min达到国家标准
风速
(m/s)
热球式
风速仪
QDF-3型
北京
环境保护仪器厂
热感应
一周一检
大于最小风速
Vmin=0.25m/s
通