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XX省紫云至XX高速公路

隧道通风工程专项施工方案

中冶交通紫望项目第六分部

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二零一六年十一月十八日目 录

一、编制说明 1

1.1通风设计依据 1

1.2编制原则 1

1.3适用范围 2

二、工程概况 2

2.1隧道简介 2

2.2技术标准 3

2.3工程地质概况 3

2.4气象与水文条件 3

三、通风设计标准 4

四、通风设计的原则 5

4.1通风系统 5

4.2通风设备 5

五、通风方案 5

5.1隧道正洞风管漏风损失修正风量 6

5.2风压计算 6

5.3平导风量及风压计算 7

5.4风机选型 9

六、施工通风检测 9

6.1风速测定 9

6.2风速测定要求 10

6.3计算表速和隧道的平均风速 11

6.4隧道通风量计算 12

6.5用机械式风表测量隧道平均风速步骤 12

七、施工通风安全措施 13

7.1 施工通风安全管理措施 13

7.2施工通风安全组织机构 13

7.3施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施 14

7.4通风管理制度 16

7.5施工通风安全技术措施 17

隧道通风工程专项施工方案

一、编制说明

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。根据以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的调研结果，按照自成体系的原则，综合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）XX省水.赤至XX高速公路紫云至XX紫段公路工程第1-6合同段（YK42+001～YK48+683）两阶段施工图设计；

（2）《公路隧道施工技术规范》；

（3）《公路隧道工程施工技术指南》；

（4）《公路隧道工程施工安全技术规程》；

（5）《煤矿安全规程》等煤矿现行有关规范、规程等。

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。

1.3适用范围

本方案适用于紫云至望漠高速公路工程1-6合同段范围内的隧道通风施工。

二、工程概况

2.1隧道简介

隧道按照设计时速标准80Km/h，结构形式为分离式，建筑限界净宽：10.25m，建筑限界净高：5.0m。

红稗坪隧道左幅起讫桩号ZK42+030～ZK44+260，长度2.23Km，Ⅳ级围岩1.82Km、Ⅴ级围岩0.32Km；右幅起讫桩号YK42+040～YK44+280，长度2.18Km，Ⅳ级围岩1.78Km、Ⅴ级围岩0.31Km。洞门形式为端墙式。开挖约58.5万方，C25喷射砼约2.2万方，C30二衬砼约6.5万方，C30仰拱砼约1.8万方，工字钢约1920吨，格栅钢架约468吨，二衬钢筋约1305吨。隧道均为上坡隧道，纵坡坡度为2.30%。明洞采用明挖施工，暗洞采用新奥法施工。隧道XX段地质较差，均属V级加强段全风化岩层。

甲乐隧道左幅起讫桩号ZK44+482～ZK47+390，长度2.908Km，Ⅳ级围岩2.4Km、Ⅴ级围岩0.502Km；右幅起讫桩号YK44+485～YK47+400，长度2.915Km，Ⅳ级围岩2.39Km、Ⅴ级围岩0.513Km。洞门形式紫云端为端墙式，XX端为端墙式。开挖约59.8万方，C25喷射砼约2.9万方，C30二衬砼约6万方，C30仰拱砼约2.4万方，工字钢约2300吨，格栅钢架约850吨，二衬钢筋约1500吨。隧道均为“人”字坡隧道，左幅纵坡坡度为1.00%，-0.50%，右幅纵坡坡度为1.00%，-0.75%。隧道XX段地质较差，均属V级加强段全风化岩层。

2.2技术标准

公路等级：高速公路；

设计速度：80km/h；

隧道衬砌内轮廓采用半径5.55m的单某某，内轮廓设计高程距拱顶高度7.1m，净宽11.1m。地震动反应谱特征周期为0.35s，地震动峰值加速度等于0.15s，地震烈度为Ⅶ度。

2.3工程地质概况

红稗坪隧道进口位于XX县打易镇，隧道出口为XX县石某某，进出口均有乡村土路通过，道路条件极差。隧道区附近海拔687.1～1230.8，相对高差543.7m。山顶植被发育,主要为林地及灌木丛。场区地貌类型属于构造剥蚀、冲蚀型低山.中地貌。

甲乐隧道进、出口均位于XX县石某某，进出口均有乡村土路通过，道路条件较差。贵州高原向广西丘陵南倾的斜坡地带，属乌XX脉东南侧边缘山区。总体地势北西高，南东低。隧道区附近海拔692.0～890，相对高差198m。山顶植被发育,主要为林地。场区地貌类型属于构造剥蚀型低山地貌。

2.4气象与水文条件

红稗坪隧道进口为喜座河，自东向西流过隧道口，而后转为南北向，平水期河面宽3～6m，水深0.2～0.5m ，常某某15～20L/s；隧道出口为喜毫河，自东向西流，平水期河面宽3～7m，水深0.5～1.5m ，常某某40～10L/s，流量随降水量变化而变化。场区地下水类型为松散层孔隙水和基岩裂隙水，松散层孔隙水赋存在第四系土层中，水量小，动态变化大，为大气降雨补给，受季节影响明显。基岩裂隙水赋存于基岩风化层裂隙中，动态变化较大。场区地下水以大气降水为主要补给源，大部分经地表流失，少部分经基岩节理、风化裂隙向下渗透。

甲乐隧道进口为喜毫河，自东向西流，平水期河面宽3～7m，水深0.5～1.5m ，常某某40～10L/s，流量岁降水量变化而变化；隧道出口为一深谷，设计为隧道弃渣场地。场区地下水类型为松散层孔隙水和基岩裂隙水，松散层孔隙水赋存在第四系土层中，水量小，动态变化大，为大气降雨补给，受季节影响明显。基岩裂隙水赋存于基岩风化层裂隙中，动态变化较大。场区地下水以大气降水为主要补给源，大部分经地表流失，少部分经基岩节理、风化裂隙向下渗透。隧道设计标高高于当地侵蚀基准面，隧道区地下水位埋藏深，地下水对隧道影响小。

三、通风设计标准

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，按体积计不得小于20%。

（2）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。

（3）有害气体最高容许浓度：

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；

二氧化碳按体积计不得大于0.5%；

氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。

（4）隧道内气温不得高于28℃。

（5）隧道内噪声不得大于90dB。

（6）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。

（7）瓦斯隧道施工中防止瓦斯集聚的风速不得小于1m/s。

四、通风设计的原则

4.1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以及瓦斯绝对涌出量分别计算，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。

4.2通风设备

（1）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。

（2）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。

（3）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、瓦电闭锁供电。

（4）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%。

五、通风方案

隧道按照实施性施工组织设计,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。

隧道施工采用划分进、出口两个施工作业区，双向施工方案，每个施工作业区担负左右幅总长1/2的施工任务。

洞内通风方案示意图

风量和风压计算（以甲乐隧道为例）

隧道正洞进口施工均按无轨运输，采用巷道通风，隧道正洞通过风筒压入式向工作面通风。

5.1隧道正洞风管漏风损失修正风量

洞外风机通过通风管为工作面供风，通风计算取最XX风长度L＝1500m。风管百米漏风系数β为2%，风机所需风量为Q机为：

B=L/100=1500/100=15.0

A=（1-β）B=（1-0.02）15=0.74

Q机= Q需/A=1938/0.74=2619m3/min

5.2风压计算

C=ρ×L=1×1500=1500；W=C/2D=1500/(2×1.5)=500

S风管=πD2/4=1.77m2；
= Q需/S风管=2619/1.77=1480m/min

H摩=λ×W×
2=0.0078×500×12.592=618Pa

式中：ρ——空气密度，按ρ=1.0kg/m3计。

——风管内平均风速。

系统风压
，为简化计算，取H=1.2H摩

H=1.2 H摩=1.2×618=742Pa。

5.3平导风量及风压计算

（1）计算参数：

计算参数如下：供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计；按照分部开挖的最不利因素，坑道施工通风最小风速按Vmin=1m/s，因平导断面较小，不利于瓦斯稀释，按瓦斯积聚最小风速为依据；隧道内气温不超过28℃；正洞最大开挖面积按SZ=40m2计（V级围岩XX阶开挖）；正洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=180kg；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1.0m。

（2）风量计算

按洞内允许最小风速要求计算风量

Q风速=Vmin×SZ×60s=1.0×40×60s=2400(m3/min)

按洞内同时工作的最多人数计算风量

Q人员=4×m×1.2=4×40×1.2=192(m3/min)

m－坑道内同时工作的最多人数，正洞按40人计。

按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。

式中：K2—风量备用系数，考虑隧道掘进断面不平、风筒漏风、瓦斯泄漏不均衡等因素，取K2＝1.6；

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。

该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1台，最大功率162kw，计算功率145kw；3台自卸车（满载车1台，空车2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+99+79×2)=1206m3/min

Q需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=1206 m3/min

（3）风管漏风损失修正风量

通风计算取最XX风长度L＝1500m。风管百米漏风系数β为1%，风机所需风量为Q机为：

B=L/100=1500/100=15.0

A=（1-β）B=（1-0.02）15=0.74

Q机= Q需/A=1206/0.74=1630m3/min

（4）风压计算

C=ρ×L=1×1500=1500；W=C/2D=1500/(2×1.5)=500

S风管=πD2/4=0.785m2；
= Q需/S风管=1630/0.785=2076m/min

H摩=λ×W×
2=0.0078×500×16.72=1088Pa

式中：ρ——空气密度，按ρ=1.0kg/m3计。

——风管内平均风速。

系统风压
，为简化计算，取H=1.2H摩

H=1.2 H摩=1.2×1088=1306Pa

5.4风机选型

由以上计算可知最大需求风量为2619m3/min，最大风压1306Pa，故选用下列风机能够满足施工通风要求。

隧道名称

风机型号

高效风量（m3/min）

风压

Pa

功率（kw）

数量

备注



红稗坪隧道

轴流风机

SDF-NO13

2691

930～5920

132×2

4





甲乐隧道

轴流风机

SDF-NO13

2691

930～5920

132×2

4







六、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。

6.1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A1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。

图A1 AFC—121型中速翼式风表

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

6.2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A2所示为风速测定点布置示意图。

图A2 风速测定点布置图

6.3计算表速和隧道的平均风速

a、风表表速按下式进行计算

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。

6.4隧道通风量计算

根据测量出的隧道参数计算出隧道断面积 ，然后求算出通过的风量。

式中：Q——通过隧道的风量，m3/s；

S——断面积，m2；

v ——隧道内内平均风速，m/s。

6.5用机械式风表测量隧道平均风速步骤

（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某某A1之中。

表A1 测风记录表

七、施工通风安全措施

7.1 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。

7.2施工通风安全组织机构

（1）建立以项目经理为第一责任人的安全生产管理机构。

（2）建立监控、检测组织系统，测定气象参数、有害气体浓度、风速、风量等参数。每个隧道口可用便携式有害气体检测仪，进入隧道后必须进行检测。

（3）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。

7.3施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施

7.3.1测风员风险管理标准及管理措施

（1）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

分工区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，进行处罚。

测风员必须经过培训，取得安全技术工种操作资格证后，持证上岗。.熟悉所用风表和其它仪器的性能和参数。熟悉隧道通风系统，掌握各用风地点所需风量。

测风时要避开隧道内内行人、行车频繁的时间，避开附近风门开、关频繁时间，测风时不得有人员、车辆经过。

项目部安质部每旬对测风员所测量的数据与现场的实际风量进行一次校核，发现与现场出入大，应重新测风。

分工区技术人员将测风员、瓦检员汇报上的数据进行核查，发现误差大，责令其重新测量。

利用班前会教育员工遵守纪律、增强时间观念。

7.3.2主要通风机司机风险管理标准及管理措施

（1）主要危险源：操作高压电气设备时，未按要求佩戴绝缘用具。未对风机主要部位进行详细检查。未按开停机顺序操作。

（2）管理标准：

必须经过培训并考试合格持证上岗。熟悉通风机结构性能、工作原理、技术特征、供电系统和控制回路，以及通风系统和各风门的用途等情况，能独立操作。

作业前必须进行本岗位危险源辨识。遵守劳动纪律，认真填写工作日志，不做与本职工作无关的事情。???当主要通风机发生故障停机时，备用通风机必须在15min内启动，并正常运转。???⑶管理措施：

不得随意变更保护装置的整定值。?操作高压电气设备时应用绝缘工具，并按规定的操作顺序进行。???除故障紧急停机外，严禁无请示停机。

严 内容过长，仅展示头部和尾部部分文字预览，全文请查看图片预览。 5m采用可折叠风管，以便放炮时将此55m迅速缩至炮烟抛掷区以外。

7.5.3通风系统日常管理和维护措施

（1）通风机应有专人值守，按规程要求操作风机，如实填写各种记录。

（2）通风机使用前应卸去废油，换注新油，以后每半月加注一次。

（3）风机应尽量减少停机次数，发挥风机连续运转性能。需停机或开启时，根据洞内调度通知进行。为减少风机启动时的气锤效应对风管的冲击破坏，应采用分级启动，分级间隔时间为3min。

（4）开启轴流风机前，射流风机必须开启运转，以控制风流方向，防止污浊空气形成小循环。

（5）综合保障班组中应设专职风管维修工。每班必须对全部风管进行检查，发现破损等情况及时处理。对于轻微破损的管某某，采用快干胶水粘补：先将破损部位清洁打毛后，再行粘补；破损口小于15cm时，直接粘补；破损口大于15cm时，先将破口缝合后再行粘补，粘补面积应大于破损面积的30%。粘补后10min内不能送风。对于严重破损的管某某，必须及时更换。

（6）因洞内渗水和温度变化的影响，风管内会积水，故应定期排水，以减少风管承重和阻力。

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