隧道施工通风方案(设计、计算等)(共28页).doc
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1、精选优质文档-倾情为你奉上目 录专心-专注-专业隧道施工通风方案一、编制依据1、隧道施工安全需要。2、XX公司对隧道施工的相关要求。3、原铁道部关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见(铁建设函2007102号。4、 新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-11标段的设计文件。5、成贵铁路CGZQSG-11标实施性施工组织设计。6、铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008)。7、铁路瓦斯隧道技术规范、煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出细则。8、 国家现行有关施工规范、验收标准和我单位类似工程地质的施工经验。9、其他有关法律法规和规范等。二、 编制原则施工通风是隧道施工的重要工序之
2、一,是高瓦斯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、采用的标准规范 XX铁路11标隧道施工图;铁路瓦斯隧道技术规范(TB10120-2002);铁路隧道工程施工技术指南(TZ204-2008);铁路隧道工程施工安全技术规程(TB10304-2009);煤矿安全规程(国家煤矿安全监察局18号令)、防治煤与瓦斯突出规定(国家安全生产监督管理总局令第19号)等煤矿现行有关规范、规程等。设计文件及XX
3、铁路有限责任公司安全管理相关要求等。2、 通风编制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:空气中氧气含量,按体积计不得小于20%。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。瓦斯隧道装药爆破时,爆破地点20m内,风流中瓦斯浓度必须小于1.0%;总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%。开挖面瓦斯浓度大于1.5%时,所有人员必须撤至安全地点并加强通风。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
4、/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。隧道内气温不得高于28。隧道内噪声不得大于90dB。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。瓦斯隧道施工中防止瓦斯集聚的风速不得小于1m/s三、工程概况XXX隧道全长8836m,为XX铁路全线最长隧道,全线控制工程。隧道位于云南省镇雄境内,隧道穿越地层主要为二叠系、志留系、奥陶系泥质灰岩、灰岩、砂岩页岩夹煤层及白云岩,局部含石膏、盐岩。不良地质主要有岩溶、煤层瓦斯、危岩落石、断层及破碎带。隧道位于岩溶水水平循环带以内,预测隧道平常期涌水量
5、为34672m3/d,雨期最大涌水量为80935m3/d。全隧道为低瓦斯隧道,隧道风险评估初始风险等级为“高度”。本标段承担出口3025m施工任务。XXX隧道的不良地质主要为岩溶、突水突泥、滑坡体、有害气体。隧道主要存在的风险有坍方掉块、涌水涌泥和有害气体溢出。XX隧道进口位于XX乡附近,出口在垭口上附近。进口里程为D3K321+668,出口里程为D3K326+509,全长4841m,其中,级围岩810m;级围岩505m;级围岩2192m;级围岩1165m。除进口段32m平坡外,其余地段为16的下坡。XX隧道的不良地质主要为岩溶、高瓦斯。隧道主要存在的风险有坍方掉块、涌水涌泥和瓦斯突发。为满足
6、施工工期,解决煤层瓦斯岩溶隧道施工通风、施工排水、出碴、兼顾运营期间排水及防灾救援等问题,结合地形、地质条件,本隧道设置“1横洞”的配置方案。于D3K325+300处线路前进方向左侧设一横洞,横洞与线路大里程方向平面交角50,横洞长574m,洞身坡度0.3%。本隧分正洞进口、正洞出口及横洞共三个工区组织施工。隧道进、出口工区采用压入式通风及无轨运输;横洞工区为高瓦斯工区,采用压入式通风和有轨运输。XX隧道进口位于以勒镇白善泥乡附近,出口在鱼洞乡邓家寨附近。进口里程为D3K328+158,出口里程为D5K333+040,全长4882m,其中,级围岩2159m;级围岩2304m;级围岩419m。全
7、隧为24的下坡。XX隧道的不良地质主要为顺层、危岩落石、有毒有害气体(瓦斯上涌)、滑坡。隧道主要存在的风险有坍方掉块、涌水涌泥和瓦斯突发。为满足施工期间形成巷道式通风需要,结合地形、地质条件,本隧道设置“本隧道设置“1平行导坑”的辅助坑道配置方案,隧道左线线路中心前进方向左侧30m设进口平导和出口平导,长度分别为2221m和1680m采用有轨双车道运输。XX隧道位于镇雄至毕节区间,正洞里程为D3K338+601D3K343+169,长4568m;其中,级围岩1145m,级围岩1926m,级围岩1497m。平导里程PDK340+371.46PDK343+113,长2977m。本隧道除D3K339
8、+161D3K341+814.001段位于半径9000m的右偏曲线上外,其余地段均位于直线上。隧道D3K340+390D3K343+169为高瓦斯隧道段,为满足施工通风需要,结合地形、地质条件,设置“2横洞+1平导+1通风竖井”的辅助坑道配置方案。于隧道左线线路中心前进方向右侧35m设平导,长度为2977m,采用有轨双车道运输。表1 隧道工程范围序号名称隧道工程量通风方式送风距离辅助坑道正洞1XXX隧道出口-3025m压入式3025m2XX隧道进口-1501m压入式1501m3XX隧道横洞574m2281m压入式2281m4XX隧道出口-1059m压入式1059m5XX隧道进口2221m261
9、4m巷道式-6XX隧道出口1680m2268m巷道式-7XX隧道1#横洞108m1789m压入式1789m8XX隧道2#横洞443m2779m巷道式-9XX隧道平导2977m-巷道式-10XX隧道通风竖井47.5m-巷道式-四、 通风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。1、 通风系统瓦斯隧道各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。瓦斯隧道需要的风量,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
10、验,采用其中的最大值。瓦斯隧道施工中,对瓦斯易于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,以消除瓦斯聚集。瓦斯隧道在施工期向,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。恢复通风前,必须检查瓦斯浓度,压入式局部通风机及其开关地点附近10m以内风流中的瓦斯浓度都不超过0.5%时,方可人工开动局部通风机。瓦斯隧道各工区在贯通前,应做好风流调整的准备工作。贯通后,必须调整通风系统,防止瓦斯超限,待通风系统风流稳定后,方可恢复工作。2、通风设备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。瓦斯工区的通风机应设两路电源,并装设风
11、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。瓦斯工区,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。瓦斯突出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。瓦斯隧道应采用抗静电、阻燃的双抗风筒。风管口到开挖面的距离应不大于5m,风管百米漏风率应不大于1%。五、通风方案1、XXX隧道出口通风方案XXX隧道出口为低瓦斯工区,隧道均采用长管路独头压入式通风,由洞外经长风管将新鲜风送至工作面,污风沿隧道排出。根据各洞口承担的施工任务,隧道出口布置一台2110kw轴流风机。轴流风机选用SDF(c)-NO12.
12、5型(全压13785355Pa,电机功率2110KW),通风管直径为1.5m。射流风机选用SDF-6.3/60型,电动机功率60KW;隧道正洞进口方向布置1台射流风机,污浊空气由出口排出。施工通风方案:隧道出口采用长管路独头压入式通风,由洞口回风。见图1。图1 XXX隧道进出口通风设备布置图2、XX隧道进(出)口通风方案XX进、出口工区施工均为独头掘进,采用压入式机械通风。通风布置图见图2。图2 XX隧道进(出)口通风图3、XX隧道横洞通风方案 横洞工区施工通风第一阶段横洞施工独头掘进长度超过300m时,采用压入式机械通风。通风布置图见图3。图3 横洞第一阶段通风图 横洞工区施工通风第二阶段横
13、洞施工隧道正洞大小里程方向大于300m时,采用2台轴流式通风机压入式通风。为了消除斜井与正洞交汇处形成涡流现象,加速风速,在斜井和交汇处设置防爆型射流风机辅助通风。当风筒压入通风超过1500m时,为确保压入风流速,采取风筒接轴流风机串联通风,隧道正洞与交汇处间隔1000m安装1台防爆射流风机辅助通风。如图4。图4 横洞第二阶段通风图4、XX隧道通风方案 隧道施工通风第一阶段以XX隧道进口为例说明通风方案。在隧道洞口1#横通道贯通前,隧道正洞、平导分别配置2台通风机,均采用压入式通风,如图5。图5 隧道进口施工通风第一阶段 隧道施工通风第二阶段当平导2#通道与隧道正洞贯通后,将隧道正洞通风机移至
14、1#横通道内,通过风筒向隧道正洞工作面压入通风,污浊风流通过隧道正洞排出洞外,为防止污浊风流在1#横通道形成涡流,在1#横通道与正洞之间轴流式通风机前设置风门。平导压入式通风机移至平导内,安装距离2#横通道不得小于20m(洞口方向一侧),通过通风管向平导工作面压入通风,污浊风流通过2#横通道排入隧道正洞,经隧道正洞排出洞外。为防止污浊风流沿平导回流,在2#通道设置矿用局扇向隧道正洞加速污浊风流动速度。本阶段直至5#横通道与隧道正洞贯通为止。通风方案详见通风设计图6所示。 隧道施工通风第二阶段当隧道正洞贯通后,在5#横通道设防爆射流通风机向正洞内送风。为防止瓦斯积聚,其它各横通道两端设置风门(或
15、封闭)。为加快风流流速,将距隧道洞口300m污浊风流中安装1台防爆射流风机,在洞内间隔1000m增设1台防爆射流风机,加速污浊风流排出。 通风方案详见通风设计图7所示。 图6 隧道进口施工通风第二阶段图7 隧道进口施工通风第三阶段5、XX隧道1#横洞压入式通风方案1#横洞工区承担正洞任务较短,为低瓦斯工区,均采用压入式通风,计划在洞口配备2台HP3LN14#轴流风机(其中1台备用);详见图8XX隧道1#横洞工区施工通风形象图。图8 XX隧道1#横洞工区施工通风形象图6、XX隧道2#横洞巷道式通风方案2#横洞工区为高瓦斯工区,正洞和平导均采用巷道式通风。在施工横洞时配备2台HP3LN14#轴流风
16、机,进入正洞施工时配备三台HP3LN14#轴流风机,其中再配备3台HP3LN14#轴流风机(备用);第一阶段即2#横洞与正洞贯通以前采用压入式通风,计划在2#横洞口配备2台HP3LN14#轴流风机;第二阶段即正洞与平导间横通道连通之后,平导开辟第一个正洞工作面,采用巷道式通风,计划在正洞内配备2台HP3LN14#轴流风机;第三阶段即平导开辟第二个正洞工作面以上,采用巷道式通风,为避免污风回流,平导中部横通道临时封闭,计划在正洞内配备3台HP3LN14#轴流风机;平导洞身上方(D3K340+371.46)处设一直径1.8m,深度47.5m的通风竖井,安放抽出式风机。详见图9XX隧道2#横洞工区施
17、工通风形象图。图9 XX隧道2#横洞工区施工通风形象图六、通风验算根据施工总体进度安排系统布置通风;现验算本标段隧道最长通风距离为2799m,XX隧道横洞向隧道出口方向,长2799m,如若满足则其余均能满足。选用轴流风机,通风管使用直径1.8m的抗静电、阻燃的双抗风筒,平均百米漏风率不大于1,考虑通风筒架设弯曲、个别破损等,取平均百米漏风率P1201.0%,摩擦阻力系数=1.4103kg/m。最大开挖断面面积 正洞Amax =146一次爆破最大用药量 正洞Gmax=340kg洞内最多作业人数 正洞60人爆破后计划排烟时间 t=30min掌子面需风量计算:a、按洞内允许最低风速计算:Q1=Vmi
18、nAmax式中:Vmin保证洞内稳定风流之最小风速0.15m/sAmax开挖断面面积Q1=0.1514660=1314m/minb、按洞内最多作业人数计算:Q2=3MK式中:M洞内同时最多作业人数K风量备用系数 K=1.23每人每分钟所需新鲜空气量(m/人分钟) Q2=3601.2=216m/minc、按排除炮烟计:式中: 淋水系数,沿干燥岩层掘进的隧道取0.8;b炸药爆炸时有害气体生成量,岩层中爆破取b=40;k扩散系数0.4;L临稀释炮烟达到允许浓度所需隧道长度(m);p风筒漏风系数。通过Q1、Q2、Q3比较,最大需风量Q需=1350m/min。供风计算:沿程风压损失:P损=RQ机Q需/3
19、600=1.3458241350/3600=2927Pa式中:风阻系数R=6.5L/D5=6.51.410-32779/1.85=1.34Q机通风机高效风量5824m/min(计划一台轴流风机供应一个工作面)Q需掌子面需风量1350m/minD通风管直径1.8m通风管出口风量:Q出口=Q机-Q机P120L/100=5824-58241.0%2779/100=4205m/min由以上结果可知,Q出口=4205 m/minQ需=1350m/min,P损=2927PaP全,亦即,通风出口风量大于掌子面需求风量,沿程风压损失小于风机全压,故此种方式可满足洞内施工通风需要。七、施工通风监测施工期间必须建
20、立通风检测的组织系统,测定气象参数、风速、风量等参数。管道通风监测:用1.3m比托管、U型压力计以五环10点法测试管道全压和静压,用1.3m比托管、DGM-9型补偿式微压计测试通风管内风的动压。通风量监测:与管道通风测点相同截面用电子风速仪以9点法测试风速、风量。气象条件测试:用数字式温度计测试管道内、外气温,用空盒气压表、干湿球温度计测试巷道内各点气压的湿度值。隧道内炮烟及有害气体扩散规律测试:用P-5型数字粉尘计自动记录各测点烟尘每分钟浓度动态变化,远红外线CO测试仪记录每个测点炮烟中一氧化碳浓度动态变化。对不同施工阶段的施工通风进行监测,根据测试结果进行系统改进。通风检测设备见表2。表2
21、 通风检测设备序号名称型号单位数量备注1比托管1.3m个32压力计U型个33补偿式微压计DGM-9个24风速仪台25温度计数字式个26气压表空盒式个27干湿球温度计个28粉尘计P-5型数字式套39CO测试仪远红外线套3八、主要通风设备表3主要通风设备隧道型号单位数量备注XXX隧道出口变频轴流风机台2-软风管m3033双抗风筒XX隧道轴流风机台6-射流风机台4-软风管m5400双抗风筒XX隧道轴流风机台4防爆型射流风机台8防爆型软风管m4900双抗风筒XX隧道轴流风机台8防爆型风管m3455双抗风筒九、施工通风保证措施成立隧道通风检修小组,负责隧道通风日常管理事情。要根据勘测设计文件提供的里程段
22、落长度、投入机械设备及人员数量等因素,考虑一定富余系数,提前做好通风设计计算,确定施工通风风量、风速,科学选配隧道施工通风所需风机、风管的性能和规格。配备足够的备用设备,防止设备故障影响洞内施工。要选用防爆型风机、阻燃型防静电风管,风机距洞口20 m布设。施工过程中加强通风管理,对通风机械设备、通风管路要做到经常性维护保养和检查,降低通风系统的故障率、减少通风管路的漏风量,确保施工通风系统正常和通风效果。施工通风机必须设两路供电系统,并装设风电闭锁装置。当一路电源停止供电时,另一路电源应有15 min启动,保证风机的运转。注意保证施工通风供电线路的维护、管理和检修。对施工通风系统或通过设施等出
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