隧洞通风专项方案.doc

崇赤补水工程1#隧洞后段、2#隧洞
通风专项施工方案

编制单位：张家口市建筑工程集团有限公司
崇赤补水工程项目经理部二工区
编 制：
审 批：
批 准：
日 期：

一、工程概况
张家口市区、崇礼县补水工程引水干管2号引水隧洞，隧洞总长2460m，桩号：3+520-6+970，引水3号隧洞桩号：0+000-1+226，隧洞长1226米，隧洞自进口至出口以0.2‰的下坡，洞型设计为半圆拱直墙式，Ⅱ、Ⅲ级围岩宽2.4m，墙高1.9m，拱半径1.2m;Ⅳ级围岩宽3.2m，墙高2.0m，拱半径1.6m。
本项目岩体主要为流纹岩、石英斑岩及片麻岩，洞顶围岩最大厚度为322m，呈中、微风化，局部节理裂隙较发育，具有挤压破碎带易崩塌。进、出口局部为轻粉质壤土。片麻岩倾向32°，倾角75°，安山质岩屑角砾熔岩倾向144，倾角68°。片麻岩局部裂隙倾向103~112°，倾角61~10°。
隧洞围岩分为II、III、IV、类三个类别，其中以II类为主，约占本标隧洞长的81%；III类340m占本标隧洞长的9%。IV类366m占本标隧洞长的10%。
本项目区属大陆性气候，四季分明，雨热同季，昼夜温差大，冬季寒冷，夏季凉爽，独具特色。多年平均气温7.5℃，极端最低气温-34.7℃，极端最高气温42℃，最大风速20m/s，平均无霜期144d，多年平均水面蒸发量1185mm。最大冻深1.9m，最大积雪深度31cm，最大冰厚0.88m，最早封冻日期12月2日，最晚开河日期3月16日，封冻天数90d左右。
二、施工方案
我单位根据类似工程施工经验，结合本工程特点和有关设计要求，II、III、IV类围岩采用全断面光面爆破开挖。洞内至弃碴场采用有轨运输，5T电瓶车牵引S6梭式矿车。一次支护采用喷射混泥土或锚喷网喷射混泥土支护。二次衬砌采用自行式衬砌台车，先浇筑墙部混泥土后浇注底板混泥土。混凝土配料采用自动配料机计量，JS500强制式搅拌机拌和，2.0m3轨行式混凝土运输车运输，人工入模，人工插入式振动棒捣固。
三、通风方案
1、技术标准
工作面最小风速不小于0.15m/s，最大风速不得超过4m/s，噪音最高不大于115dB，有害气体浓度CO2小于0.5%，CO不大于30mg/ m3，NO2不大于5mg/ m3，SO2不大于15mg/ m3，H2S不大于10mg/m3.
根据本工程的特点，以压入式通风为主。由于引水干管1号隧洞隧洞480-570m处山体覆盖层仅有80m，拟定挖掘至此位置时在顶部钻一￠150mm孔通风
2、通风量计算
（1）施工人员所需风量：VP=UPmk（m3/min）式中UP：洞内每人所需新鲜空气量，一般按4m3/min/人计算，m：洞内同时工作的最多人数按10人计算，k：通风备用系数取（1.1～1.5）取1.2
VP=4*10*1.5=60m3/min
（2）爆破散烟所需风量
按纯稀释炮烟的理论计算风量：VL=5QB/t（m3/min）式中Q：同时爆破的炸药量（kg）取30kg，B：炸药爆破时所构成的折合的CO的体积（L），一般采用40L/kg，T：通风时间（min）取30min。
VL=5*30*40/30=200 m3/min
（3）洞内最小风速所需风量：Vd≥60UminSmax（m3/min）式中Umin：洞内允许最小风速（大断面掘进≮0.15m/s，小断面和异型断面掘进≮0.25m/s）取0.25，Smax：隧洞最大断面面积（m2）取IV类围岩10.4m2
Vd≥60*0.25*10.4=156 m3/min
（4）内燃机械产生的有害气体所需的风量计算
隧洞运输采用有轨运输可不考虑内燃机械产生的有毒有害气体。
3、通风设备的选择和布置
确定了隧洞通风所需的最大风量后，再椐此计算应设置的通风机的工作量，并计算通风机的工作风压，然后根据这二者来选择通风机，在进一步确定风管和风机的匹配及布置。
（1）通风机的工作风量Vm=（1+PL/100）V（m3/min），式中V：工作需风量，按爆破散烟200m3/min计算L：风管的长度km，P：100m风管漏风量，一般≯2%
Vm=（1+1200*2%）*200=1.3*200=248m3/min
（2）通风机的工作风压hm=hky+hP（m3/min），式中：沿程风压损失hky=μL（Pa），L：风管的长度m，μ：每米风管沿程损失，一般≯2%，hP：局部风压损失；包括进出口、转弯段、渐变段、突变段等局部风压损失，可按沿程风压损失的20%～30%计。
hm=2%*1500+2%*1500*25%=37.5pa
（3）通风机的选择，通过上述计算后，确定以下方案：
施工前500m引水干管1号2段进洞口、出洞口和2号隧洞出口均采用JBT-52（11.5kw）型轴流式通风机进行通风。超过500m后再增加一台JBT-52（11.5kw）风机接力。也可在每个洞口布置一台JBT-62(2*14KW)型轴流式风机直接通风。
（4）风管与风机的布置，风管的选用主要从风管出口处的风速和风量、风管的造价、风管的耐用性、风管装拆的难易程度等方面考虑。在通风机性能确定的前提下，风管出口处的风速和风量主要和风压损失、管道摩阻损失、漏风损失等因素有关，将这些损失降低到最小程度，首先保证工作面的风量，再结合造价等因素，风管的选择就随之确定了。
从降低风压损失考虑，根据已有的经验，管道通风的压力损失与风管直径的五次方成反比，即：实现长距离大风量通风的最有效的技术措施是采用大直径风管，这不仅可以减少通风机、延长送风距离，还可以成倍地降低通风能耗，在实际施工中，已有成功经验。
从降低管道摩阻损失考虑，引起管道摩阻损失的主要因素是管壁的光滑程度、管道接头、管道的顺直情况。为减少管道的摩阻损失并考虑造价因素，此工程选用￠600PVC风管，这种简易风管具有风阻小、装拆方便、耐用、易修补、防水阻燃、耐腐蚀、抗静电成本低等诸多优点。加工时以10-20m为一节，减少接头以降低风阻，便于装拆。隧洞通风管通常设置在洞顶，安装时要求整条管路稳、平、直、无扭曲、无褶皱，尽量减少风阻。
从降低管道漏风损失考虑，造成风管漏风损失的主要原因有：管道接头漏风、管道破损漏风，为减少管道接头漏风损失，除增大管道节长以减少接头外，还可采用新型刚性接头，增强接头的密封性。
通风机的现场布置，通过对上述因素的综合考虑，从而确定JBT-62 轴流风机（2*14kw）固定在洞外距洞口约10m的位置，风筒固定在隧洞顶板，施工时在隧洞正顶每10m打一锚杆孔，深300mm，外露50mm，用加工的卡子固定风筒。
4、综合治理与通风管理
要想得到满意的通风效果、缩短循环作业时间，仅仅依靠合理的通风方式是不够的，还要采取消烟、防尘等综合治理措施，并加强通风管理。
（1）综合防尘措施：它包括湿式凿岩、水封爆破降尘、爆破后喷雾降尘、出渣前冲洗岩壁、装渣洒水等措施，都可达到防尘降尘的目的。
2）加强通风管理：制定严格的通风管理制度，安排专人进行通风管理，根据需要随时进行空气卫生和通风指标检测，不断进行通风系统的优化，保证通风系统完好有效运行。
（3）充分通风：要保证有足够的通风时将废气彻底排完，避免造成废气循环积累，保证洞内各工作面空气达到标准。
四、安全保证措施
1、 隧洞施工一般安全技术措施
任何人进洞必须佩戴安全帽和其它防护用品，遵章守纪，听从指挥；同时加强安全保卫，禁止闲杂人员进入。
进洞前进行登记并接受洞口值班人员检查，经班组长点名，并执行进洞挂牌、出洞摘牌制度。
施工中发现隧洞内有险情，工班长、领工员必须立即在危险地段设立明显标志或派人看守，并迅速报告施工领导人员及时采取处理措施。若情况严重，要立即将工作人员全部撤离危险地段。
在洞口或适当处所，设置急救材料储备库，储备防火、防水、防毒器材，支撑用料，各种适用工具等。备品要保质保量，并不得随意挪动，使用一次后立即进行补充。
隧洞掘进时要加强地质超前预报，在浅埋段指派专人观测地面变化有无沉降，确保施工的安全。
2、 通风与防尘安全技术措施
隧洞施工通风设专人管理。通风机运转时，严禁人员在风管的进出口附近停留。通风机停止运转时，任何人不准靠近通风软管行走和在软管旁边停留，不准将任何物品放在通风管或管口上。
隧洞采用较大直径通风管，以保证隧洞作业人员每一人最少提供3m3/min新鲜空气，保持空气流动速度不小于15m/min，二氧化硅粉尘小于1mg/m3，开挖作业空间的空气中有害气体的浓度不超过有关劳动法规要求的标准。
从内燃发电机到通风机接一套备用电源，以保证突然断电时，隧洞内能保持正常的通风，使人员在撤离危险区之前有充足的新鲜空气。
喷射混凝土采用喷水降尘，减少空气中的粉尘含量。
隧洞内的空气成份每半月取样分析一次，含尘量每月检测一次。
3、 隧洞用电及照明安全技术措施
工区设电气工程师或技术员一名，负责安全技术档案的建立和管理。建立健全各种规章制度，并认真执行。
电工必须熟悉用电安全规程、规范，认真执行。并建立临电档案，及时记录有关资料。电工负责填写临电纪录和维护临电线路及操作开关。
线路开关及设备每月检查一次，包括线路的绝缘测试，接地电阻测试，设备绝缘测试及线路设备的检查等。
配电系统全部采用TN-S系统，所有用电设备的外壳必须与专用的PE线相连通，总接地电阻必须小于4Ω。
手持式用电设备的保护地线应在移动电缆芯内，其截面大于1.5mm2。
维修和操作开关时，电工必须穿戴绝缘鞋、手套，必须使用绝缘工具。
洞内设备移动前进行检查，不得与电力电缆相接触或钩挂。在移动时采取相应的安全措施，保证电力线的安全。
由于低压电力电缆，照明灯具及线路均设于同一侧，工作时所用的梯子等不得靠在电力电缆上，照明灯应与电缆有一定距离。
在主要通道、抽水机站等重要场所，设置安全照明。漏水地段照明应采用防水灯头和灯罩，不安全因素较大的地段必须加大照度。
现场配备灭火工具、器材，确保现场电气设备及其他设备的安全。做好现场管理及安全用电工作，隧洞内高温潮湿，施工作业面使用36V安全电压照明。动力线采用架空电缆线，不得使用裸线。电气设备要有可靠的保护接地。电工、电焊工为特殊工种，必须经考试合格，持证上岗，现场用电必须有专职电工负责，严禁非专业人员操作、维修电气设备，严禁私自接线。
洞内电力设施定期检查，专人负责洞内用电设施引接、维修和更换，确保洞内施工照明和用电设备的正常运转。
洞内变压器安装在已开挖的洞室内，洞室上门上锁，专人管理，变压器洞室内要干燥，变压器距洞室内壁及门要大于30cm以上。
为了保护工程、保障施工人员和群众的安全，洞外在必要的地点和时间内，设置照明和防护、警告信号和看守人员。