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1、四川省汶川至马尔康高速高速公路维关隧道通风施工方案中国中铁编制：年月日审核：年月日批准：年月日中铁隧道股份有限公司中国中铁汶马高速C10合同段项目部二O五年三月二十二日目录1 编制说明 11.1编制依据 1.1.2 编制原则1.2 工程概况 12.1 主要工程数量 2.2.2 工程地质水文自然条件22.2.1工程地质 2.2.2.2 气象及水文地质 2.2.2.3自然条件 2.3 通风设计要求 33.1 总体施工方案 3.3.1.1 施工作业环境卫生环境 3.3.1.2 最小风量及风速 3.4 通风方案的选择 44.1 通风方式设计 4.4.2 通风管的布置 5.5 通风量计算.6.5.1 计
2、算参数确定5.2 供风量计算6.5.3 风压的计算8.5.4风机选型 9.6 通风设备的安装调试 106.1风机安装 1. 06.2 风管悬挂固定 1.07 通风效果的检测与评定 107.1 通风效果检测与优化 1. 07.2 通风设备的维护保养 1. 18 加强隧道通风的保证措施 118.1 搞好岗前培训，提高管理使用技术 118.2 健全制度、落实保障措施118.3 自制水幕降尘器，最大限度降低炮烟、粉尘污染 129 施工通风与安全生产保证措施 121 编制说明1.1 编制依据(1) 四川省汶川至马尔康高速公路两阶段施工图设计文件第三册；(2 )公路隧道通风设计细则(JTG/T D70/2
3、-2014 );( 3)公路隧道施工技术规范( JTG F602009)；( 4)公路建设项目环境影响评价规范( JTG B032006)；( 5)公路项目安全性评价指南( JTG/T B052004)；( 6)公路环境保护设计规范( JTG B042010)；1.2 编制原则( 1 )本着经济适用、维修方便原则，尽量选用国产先进通风设备，确定通风机、 通风管的品种、型号。( 2)在净空允许的情况下，尽可能采用大直径风管配大风量通风机，以减少能 耗损失。( 3)通风用电在隧道施工中占有相当比重，适当增加一次性投入，减少通风系 统的长期运行成本。( 4)进行通风方案设计比选优化，既满足通风效果，
4、又达到节能省源的目的。( 5)根据国家安监总局等四部委联合发布的隧道施工安全九条规定的要求， “必须对有毒有害气体进行监测监控，加强通风管理，严禁浓度超标作业”。2 工程概况汶川至马尔康高速公路项目土建工程施工 C10 标段，工程起讫里程为K100+080K104+900，全长4.82km。位于四川省阿坝藏族羌族自治州理县， 地处于四川盆地西北边缘与青藏高原东缘交错接触带，路线沿国道G317线走廊中国中铁按沿溪线布设。2.1 主要工程数量主要工程量为：维关隧道主洞左线长度1165m，右线1130m，左线隧道最大埋深约444m , 右线隧道最大埋深约430m，洞身开挖面积（含仰拱）85m2 ;维
5、关隧道公布设1 个车行横通道、2 个人行横通道，施工采用钻爆法开挖，独头掘进，装载机装碴， 无轨运输出碴。2.2 工程地质水文自然条件2.2.1 工程地质工作区多为高山峡谷区，山势陡峭，峰峦叠嶂，沿线第四系松散堆积层、沉 积岩、岩浆岩均有出露。地质结构属龙门山断裂带中断，地形呈蜿蜒起伏的立体 单元，地表由西北向东南倾斜。地貌类型为低中山-中山-高山-极高山，是典型的 中高山峡谷区。境内群山连绵，峰峦重叠，海拔1422-5922m，境内山峦起伏，平均海拔2700m，高差悬殊，沟谷纵横。地形呈蜿蜒起伏的立体单元，地表由 西北向东南倾斜。2.2.2 气象及水文地质气候受西伯利亚西风气流、印度洋暖流和
6、太平洋东南季风三个环流的影响， 形成季风气候。因海拔高差悬殊，地形复杂，气候差异显著，具有山地立体型气 候特征。九、十月份雨量增加，形成低温降雨季节。年降雨量在650毫米1000 毫米之间，河谷地带年均气温6.99-119，常年主导风向为西北风。2.2.3 自然条件项目所在地属山地型立体气候，春夏季降水量多，冬季无霜期短山坡植被覆盖为草、灌木等。项目顺杂谷脑河、国道 317 线布设，杂谷脑河为岷江支流、水源保护区，施工应加强文明施工、环境保护。3 通风设计要求3.1 总体施工方案在隧道施工过程中，由于钻爆、装运、喷砼产生有害气体和粉尘及开挖揭露 地层释放的有害气体使隧道内作业环境受到污染，必须
7、采用机械通风的方法向洞 内供给新鲜空气，以稀释有害气体降低粉尘浓度从面确保隧道内施工环境良好， 从而保护施工人员的身心健康。根据公路隧道施工技术规范要求隧道内施工 作业环境要达到下列卫生安全标准：3.1.1 施工作业环境卫生环境隧道施工作业环境卫生标准严格按照国家有关规定，并应满足下列卫生及安 全标准的要求：（1）空气中氧气含量，按体积计不得小于 20%。（2）每立方米空气中粉尘容许浓度：含有10%以上游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg ;含有10%以下游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于4mg。（3）空气中常见有害气体浓度应符合下列要求：a：CO 容许浓度不得大于 30mg/m3。b：CO2 按体
8、积计不得大于 0.5%。c :氢氧化物换算成N02浓度应在5mg/m3以下。（4）隧道内噪声不得大于 90dB。3.1.2 最小风量及风速（1）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3m3/min,采用内燃机械作业时，供风量不应小于4.5m3/ ( min.kw )(2 )隧道施工通风的风速，全断面开挖时不应小于0.15m/s，分部开挖的 坑道内不应小于0.25m/s，并均不应大于6m/s。4 通风方案的选择 根据隧道的开挖进度和利用隧道内各人行通道，减少设备投入，分两阶段采 用循环推进、移动式的通风方案。以保证施工人员的安全健康、机具的工作效率 和施工的顺利实施。
9、4.1 通风方式设计维关隧道单向掘进长度均大于1000m，施工通风分为两个阶段。第一阶段：按照设计文件要求，进洞初期 700 米至开挖作业面，左、右线均采用独立的管路压入式通风；通风机安装在距洞口 30m处，送风管挂于拱腰, 向洞内压风，即采用大风量轴流风机，柔性风管所组成的压入式通风系统，新鲜 空气由洞外经风管送至作业面，污风由作业面经隧道排出。图 1：第一阶段施工通风第二阶段：进洞700 米后，隧道已通过1#人行横通道， 1#车行横通道、均已开挖贯通，采用巷道式通风。将一台风机移到左线车行通道前20 - 30m处(随通道开挖不断跟进），对左线隧道进行供风，另外一台风机移到人行通道中，通 过
10、人行通道向右线隧道供风，隧道左线作为进风洞，隧道右线作为污风排出洞。实施第二阶段通风时对通风机至洞口方向的人行通道、车行通道进行封闭， 所有进出车辆自右洞进出，进出左线车辆自右洞通过靠近掌子面最前方车通进入 左洞。4.2 通风管的布置图3：隧道主洞与施工支洞施工管线布置示意图5通风量计算维关隧道洞口距离1#车行通道口距离为573m，第一阶段压人式通风距离按 照700m计算；第二阶段巷道式通风距离按照1200m计算。5.1 计算参数确定（1 ）通风距离按照1200m计算；（ 2）洞内施工最多人数按 90 人;（3 ）采用内燃机械时，供给每个人的新鲜空气量不应小于4.5m3/（ min.kw）；（
11、 4）控制通风计算按开挖爆破一次最大用药量 240kg；（ 5）放炮后通风时间按 30min；（ 6）软式拉链风管百米漏风量 1.5%,风管内摩擦系数为 0.015；（ 7）洞内风速不小于 0.25m/s；5.2 供风量计算（ 1 ）按洞内允许最低风速计算风量Q1 二 60xAxV=60x85x0.25= 1275 （ m3/min）式中：V洞内最小风速0.25m/sA整洞开挖断面，取85m2（ 2）按洞内作业人数计算需风量Q1 二 4.5x90x1.2=486（m3/min）,安全系数 k=1.2（ 3）按稀释内燃机废气计算需风量所在的维关隧道考虑到该地区属中低高海拔地区，气压低、且洞内外温
12、差 较大，含氧量低的因素，内燃机的排污量有所增大，加大了 1.5 2.0的系数。 结合维关隧道施工设计条件及相关通风参数，隧道内海拔高度计算隧道内空气含 氧量为18.07 18.25%左右，空气含氧量下降15%。按内燃机械作业所需风量计算时应满足供风量不小于4.5m3/( minKW )，并 按下式计算：Q =(H a + H -a + H -a ) q1 s s D D E E式中：Qi一内燃机械作业所需风量，m3/min ； Hs一装碴机械总功率，KW ； a s 装碴机械的工作效率； HD 运输类汽车总功率， KW； aD 运输类汽车 的工作效率； HE 一其他类机械总功率， KW； a
13、E 一其他类机械的工作效率； q 一内燃机械单位功率供风量，m3/ ( minKW )隧道内内燃动力在出碴时期有柳工 ZL-50 侧卸式装载机和 25T 自卸汽车。 其中侧卸式装载机2台，最大额定功率162kw，计算功率162kw ; 2台自卸车， 满载功率按221kw。则需要风量为：Q1 = 4.5x(162x2+221 x2)=3447m3/mi n经计算所需风量为 3447m3/min 左右。( 4)按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算7 8Q = 3A(F - L)2采用压入式通风：工作面需要风量2 t(m3/min)，式中：Q2爆破排烟所需风量，m3/min ; t一通风时间，取
14、t=30 min ,A 次爆破炸药消耗量A=240Kg ; F 开挖断面积85m2 ； L 通风换气长 度，取 100m。经计算开挖面排烟需风量为 673m3/min。根据上列计算取最大值3447m3/min，为隧道工作面所需新鲜风量。供风长 度 1200m 考虑风管漏风，漏风率按 1.5%考虑，则风机提供的风量应分别为：Q 机=0 需/ ( 1-0) l/ioo=3447/ ( 1-0.015 ) i2oo/ioo=4133m3/min5.3 风压的计算(1) 风管直径选择根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直 径，本标段隧道施工通风管直径采用 1.5m。(2)
15、通风阻力计算 通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力在风流的全部流程内存在，如 拐弯及风流受到其他阻碍的地方。为保证将所需风量送到工作面，并达到规定的 风速，通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即hh阻。H总阻=Zh摩+ Zh局局部压力损失： 在通风方案中，主要有转弯引起的局部压力损失，按下列公式计算：h 局=xpxv2/2 pa式中：J-局部阻力系数p-空气密度，取1.2v-转弯管道风速，取 3om/s拐弯局部阻力系数计算公式如下：=0.008a0.75/ n0.6n=R/D 式中：R为拐弯半径(取10m ), D为风管直径，取2m ,a为拐弯 角度。拐弯局部阻力系数计算得：=0.008x 900.75/50.6=0.089局部阻力得：h 局=0.089x1.2x302/2=48.1pa沿程压力损失计算：风管内摩
