纸坊隧道出口施工通风专项方案.doc

兰渝铁路LYS-3标

纸坊隧道出口施工通风及防尘专项方案

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中铁七局集团兰渝铁路工程指挥部二工区
2012年3月

目录

一、总述 - 2 -
二、风量计算 - 4 -
三、风压计算 - 6 -
四、通风系统设备、材料配置 - 6 -
五、通风方法 - 6 -
六、施工高压风供应 - 7 -
七、通风管理 - 7 -

纸坊隧道施工通风专项方案
一、总述
根据确定的总体施工方案和施工工期安排，以及隧道各工序施工顺序情况，施工通风及防尘方案具体如下：
1、工程概况
兰渝新建铁路LYS-3标段纸坊隧道由中铁七局兰渝铁路二工区承建，隧道为极高风险隧道，全长5135m，其中我公司从隧道出口向进口方向施工，施工里程DK206+952--DK204+180，施工长度2772m。隧道出口位于岷县纸坊村山坡上，洞身穿越DK205+855--DK206+120处f24断层，穿越DK206+525附近的火烧沟地段，最小埋深约30m，最大埋深248米。洞身围岩级别主要为Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，Ⅲ级围岩285m，Ⅳ级围岩1835m，Ⅴ级围岩652m。目前隧道剩余1174m，围岩主要包括V级围岩300m，IV级炭质板岩862m以及IV级板岩39m。
2、隧道施工环境标准
　　根据我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定，隧道内施工作业段的空气必须符合下列卫生标准：
　　⑴、粉尘浓度：国务院颁布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定：每m3空气含有10％以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含游离二氧化硅在10％以下时，不含有害物质的矿性和动植物性的粉尘为10mg；含游离二氧化硅在10%以下的水混粉尘为6mg。
　　⑵、氮氧化合物（换算成NO2）浓度：我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定：氮氧化合物不得超过0.00025％，质量浓度不得超过5mg/m3。
　　⑶、洞内空气成分（按体积计）：我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定：凡有人工作的地点，氧气（O2）的含量不低于20％，二氧化碳（CO2）的含量不得大于0.5％。
⑷、洞内风量要求：每人每分钟供应新鲜空气不应少于3m3，柴油设备千瓦/分钟需要新鲜空气不小于3m3。
⑸、隧道开挖时全断面风速不应小于0.15m/s，坑道内不应小于0.25m/s，但是均不得大于6m/s
3、设计参数
　　开挖断面积正洞(V级围岩)： S正洞＝136.3m2；
　　一次爆破用药量：A正洞=102.2kg 按正洞用药量0.625kg/m3,循环进尺1.2m考虑 ；
　　洞内最多作业人数：按每工作面最大15人；
　　爆破后通风排烟时间：ｔ＝30min；
　　通风管：采用φ1.5m软管；
　　管道百米漏风率：β＝1.3％；
风管沿程摩阻系数为0.019；
最大压入通风长度：L-坑道长度，根据工期安排正洞掘进L=2772m，通风按2772m管道长度计算。
4、通风设计原则
　　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。
隧道出口通风：施工作业区段长2772m，隧道施工为上坡道，坡比为3‰。采取独头压入轴流式通风方案。施工供风采用分高中低速二级轴流式55Kw通风机，配设在洞口处。通风管为直径1.5m的软管。
二、风量计算
通风设计依次作业区进行风量计算及风机配置。
从五个方面考虑，具体为按洞内最多工作人员数计算得Q1；按洞内允许最低风速计算得Q2；按排除爆破炮烟计算得Q3；按洞内同时工作的最多内燃设备计算Q4。通过计算，取Q＝Max（Q1、Q2、Q3，Q4）。
（一）、洞内风量计算
1、按洞内同时工作的最多人数计算
Q1=qmk（m3/min）
q-每人每min呼吸所需空气量q=3m3/min
m-同时工作人数，正洞取m=30人
k-风量备用系数，取k=1.25
由此得Q1=3×30×1.25=113(m3/min)
2、按允许最低平均风速计算
Q2=60AV
V-取0.20m/s，
A-取75m2,
Q2=60×75×0.20=900（m3/min)
3、按洞内一时间内爆破使用最多炸药量计算风量
A=136.3×1.2×0.625kg=102.2 kg
t-通风时间，按30min考虑，
b-一公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积（L），一般采用b=40L；
Q3-1=5Ab/t=5×102.2×40/30=681.3(m3/min)
4、按洞内同时工作的最多内燃设备计算
Q4=nP（m3/min）
P-每Kw每min需提供空气量P=3m3/min
n-洞内同时工作的内燃设备功率总和，洞内一台装载机，功率210马力，即155Kw；自卸车掘进作业区两辆，功率2×130马力，即192Kw
由此得Q4=347×3=1041m3/min
5、洞内需风量
Q= Qmax(Q1,Q2,Q3，Q4)
= Qmax(113,900,681.3,1041)
=1041(m3/min)。
风机风量：根据洞内最大需风量、通风长度和百米漏风率，应用公式Qm＝Q /（1-0.012L/100）求出正洞所配风机的风量为1041m3/min，
Qm正洞取1559.9m3/min。
（四）、漏风计算
P –漏风系数，取1.3，
Q –计算风量，Q=Qm
Q需=P·Q
=1.3×1559.9=2027.87（m3/min）
三、风压计算
ｈ阻＝∑ｈ动＋∑ｈ局＋∑ｈ沿
∑ｈ动,动压取50Pa；
∑ｈ局,局部压力损失一般按沿程压力损失的10％估算；
沿程压力损失计算：
h沿＝agpLQ2/s3 （Pa）
式中a—风道摩擦阻力系数，取a＝0.02；
L—风道长度（m）,2772m；
Q—风机风量（m3/s）,21.7m3/s；
S—管道截面积（m2）,1.76m2；
P—管道内周长（m）4.71m；
g—重力加速度，取9.81m2/s；
h沿＝221256（Pa）。
ｈ正洞阻＝∑ｈ动＋∑ｈ局＋∑ｈ正洞沿=221306（Pa）。
四、通风系统设备、材料配置
纸坊隧道出口配置一台风机，功率为55KW
五、通风方法
隧道出口主洞通风：施工作业区段长2772m，施工供风采用二级轴流式55KW通风机，在洞口配一台风机，通风管为直径1.5m的软管，管道布置在隧道线路右侧起拱线以上1.5m处,风管在喷护面段采用锚杆、在二衬段采用膨胀长螺栓铆接在砼中，间距5m，在锚杆或长螺栓头用￠8盘条做吊挂线，并经带接。
六、施工高压风供应
高压风供应采用集中供风的方式。具体方案如下：
在正洞出口设4×20m3/min空压机站一座。
高压风管直径出口段采用φ200mm无缝钢管。洞内风管布设采用托架法固定，托架用附加短锚杆固定在隧道右侧底脚的边墙上，高出隧道两侧侧沟顶面20cm，沿全隧道通长布置。高压风管在洞口处安装一个三通闸阀，以备出现涌水时作为排水管使用。
随着洞室开挖面的延伸，高压风管分段接至开挖面、锚喷工作面附近，在管端安装闸阀以便接至用风机具，闸阀至用风机具之间用高压皮管连接。
七、通风管理
施工通风管理水平的高低是影响通风质量的关键因素之一。以往不少隧道施工通风不好，除了通风系统布局不合理、风机风管不匹配等技术原因外，主要问题是通风管理不善，管道通风阻力大，开挖工作面得不到足够的新鲜风流，沿途污浊空气不能及时排出洞外。
1、我们以“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理、确保效果”二十字方针，作为施工通风管理的指导原则，强化通风管理。
2、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，发现风管破损及时粘补。严格接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通风班组兑现奖惩办法。
3、防漏降阻措施
⑴、以长代短：风管节长由以往的20～30m加长至50～100m，减少接头数量，即减少漏风量。
⑵、以大代小：在净空允许的条件下，尽量采用大直径风管。
⑶、截弯取直：风管安装前，先按5m间距埋设吊挂锚杆，并在杆上标出吊线位置，再将φ8mm盘条吊挂线拉直拉紧并焊固在锚杆上，尔后在吊挂线上挂风管。这样可使风管安装到达平、直、稳、紧，不弯曲、无褶皱，减少通风阻力。
4、隧道施工防尘采取综合治理的方案：为控制粉尘的产生，钻眼作业必须采用湿式凿岩，凿岩机在钻眼时，必须先送水后送风。新鲜风连续经过几个工作面时，在两个工作面间，根据防尘效果，适当增设喷雾器净化风流中的粉尘。
八、施工注意事项
1、隧道施工环境必须满足国家有关规定，并应满足卫生及安全标准的要求。
2、隧道施工通风应纳入工序管理，由专人负责管理。
3、隧道施工应有备用通风机和备用电源，保证应急通风的需要。
4、通风机控制系统应装有保险装置，当发生故障时自动停机；通风机安装作业台架应稳定牢固。
5、隧道施工人员应配备防尘口罩、耳塞等个人劳动保护用品。

中铁七局兰渝铁路指挥部二工区
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