猴顶山隧道进口通风专项施工方案

猴顶山隧道进口通风专项施工方案一、编制依据和原则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、通风设计依据 张唐铁路东道梁隧道洞身设计图；铁路隧道工程施工技术指南；铁路隧道工程施工质量验收标准；煤矿安全规程等煤矿现行有关规范、规程等。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。二、工程概况1、 工程概况猴顶山隧道进口里程为DK140+525，出口里程为DK146+315，全长为5790m，全段采用有碴轨道单向坡设计，采用+0.5%坡率，最大埋深约为259。海拔高度一般为900-1200m，最高1392.97m，相对高差200-500m。 隧道进口至DK140+682位于半径为4495.89m的右偏曲线上，曲线长度为157.0m，DK146+111至隧道出口位于半径为2000m的左偏曲线上，曲线长度为204.0m隧道其余地段位于直线上。2、 地形、地貌猴顶山隧道位于燕山山脉西段低中山区河北省承德市丰宁县与张家口市赤城县茨营子乡境内，地形切割中等较深，沟谷狭窄，区内山峰林立，绵延起伏，大部分基岩出露，局部被黄土覆盖。峡谷深切，多呈“V”字形，地形起伏较大，最大高差约500m。山坡上植被较为稀疏。3、地层岩性隧道区地层基岩裸露，区内出露地层有中生界侏罗系中统白旗组（）流纹岩、熔岩凝灰岩、角砾凝灰岩、粗面安山岩等，太古界红旗营子组片麻岩（）。晚更新世冲洪积层（），中更新统风坡积层（），全新统洪冲基层（），主要分布于枝状冲沟内。（1）第四系1）第四系全新统冲洪积（）细角砾土、块石土：浅黄色，稍湿-潮湿，以粉粒为主，土质不均匀，局部含大量碎石、块石。上更新统坡残积层（）粗角砾土、浅黄色，稍湿-潮湿，以粉粒为主，土质较均匀，局部含少量碎石。2）中生界侏罗系中统白旗组（）：潜流纹岩：粉灰色-灰色，强-弱风化，强风化层一般7-15.3m斑状结构，夹少量小晶体，火山碎屑及角砾等，中厚层状，块状构造，具气孔状构造。熔岩凝灰岩：灰绿色，强-弱风化，8-25.4m隐晶结构，夹少量小晶体，火山碎屑、角砾及火山集块等，中厚层状，块状构造。流纹质熔岩凝灰岩：灰绿色，强-弱风化，强风化层一般厚8-22m，弱风化层未揭穿，隐晶结构，夹少量小晶体，中厚层状。粗面安山岩：灰绿色，斑状结构，块状结构。由斑晶和基质两部分组成。斑晶成分为斜长石，自形一半自形板状，具轻微的绢云母化，绿泥石化。（3）太谷界红旗营子组二、三段（Arh2-3） 花岗质片麻岩（角闪斜长片麻岩）：灰色，强-弱风化，花岗变晶结构，片麻状构造，主要矿物以长石、石英为主，含角闪石云母等暗色矿物。 黑云斜长片麻岩：灰绿色，强-弱风化，粗粒变晶结构，片麻状构造、以角闪石、黑云母为主。黑云角闪斜长片麻岩：深灰色，强-弱风化，粗粒变晶结构，片麻构造，以角闪石、黑云母为主。4、地质构造及地震动参数（1）隧道区位于中朝准地台燕山台褶带北缘西段，隶属龙关穹褶束。区内构造比较复杂，以断裂构造为主，未见有大型褶皱构造。不同方向不同性质、多期活动的断裂构造交错在一起，构成调绘区内的主体构造格局。遂址区构造主要为断裂构造，隧道进口范围处为断裂构造（2）节理裂隙本区基岩区一般发育2组节理，局部可见3组节理，节理裂隙宽1-6mm。以东向北以张性节理为主，近东西、以南向北以剪节理为主。从野外观察描述上看，大部分次级节理延伸较短，主节理延长数十米至百米。（3）地震动参数区划根据国家地震局中国地震动峰值加速度区划图（1/400万GB183062001图A1）该段地震动峰值加速度为0.1g（地震基本烈度度）。5、水文地质条件1、基岩裂隙水 由于本区主要位于窑子沟-大沟门附近，岩体裂隙发育，为地下水赋存创造了条件。基岩裂隙水主要分布于低山中及山坡。 2、第四系孔隙水 本区第四系面积较小，成因类型不同，主要有坡残积、坡洪基，冲洪积层。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：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/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。四、通风设计的原则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。2、 通风设备3.2.1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。3.2.2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。3.2.3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。3.2.4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、通风方案本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。风量和风压计算：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。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，通风计算取最大通风长度L2895m。风管百米漏风系数为2%，风机所需风量为Q机为：B=L/100=2895/100=28.95A=（1-）B=（1-0.02）7=0.87Q机= Q需/A=1938/0.98=2228m3/min风压计算C=L=12895=2895；W=C/2D=2895/(21.5)=965S风管=D2/4=1.77m2；= Q需/S风管=2228/1.77=1259m/minH摩=W2=0.007896512.592=1193Pa式中：空气密度，按=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=1.21193=1431.6Pa。平导风量及风压计算计算参数：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=18m2计（V级围岩三台阶开挖）；正洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=90kg；正洞放炮后通风时间按t=20min计；风管百米漏风率1，风管内摩擦阻力系数为0.0078，风筒直径为1.0m。风量计算按洞内允许最小风速要求计算风量Q风速=VminSZ60s=1.01860s=1080(m3/min)按洞内同时工作的最多人数计算风量Q人员=4m1.2=4401.2=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=(5Ab)/t=(59040)/20=900(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K21.6；按洞内使用内燃机械计算风量计算公式：Q内燃=Q0P式中：P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=Q0P=3(145+99+792)=1206m3/minQ需=max（Q风速、Q人员、Q瓦、Q炸药、Q内燃）=1206 m3/min风管漏风损失修正风量通风计算取最大通风长度L2895m。风管百米漏风系数为1%，风机所需风量为Q机为：B=2895/100=28.95A=（1-）B=（1-0.02）8=0.92Q机= Q需/A=1206/0.92=1311m3/min风压计算C=L=12895=2895；W=C/2D=2895/(21.5)=965S风管=D2/4=0.785m2；= Q需/S风管=1311/0.785=1670m/minH摩=W2=0.007896516.72=2099Pa式中：空气密度，按=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=1.22099=2519Pa4.2.3 风机选型工区风机型号高效风量（m3/min）风压Pa功率（kw）数量备注进口轴流风机SDF-NO132691930592013222其中1台备用六、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。1、风速测定对于隧道中的风速，一般应选用中速风表（0.510m/s）或低速风表（0.35m/s）进行测定。中速风表一般为翼式风表，图A1为AFC121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。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A1 AFC121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5.1.3用机械式风表测量隧道平均风速步骤如下：a、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；b、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；c、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；d、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；e、把测风数据和隧道参数记录于表A1之中。图A2 风速测定点布置图表A1 测风记录表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。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。七、施工通风安全措施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。A、施工通风安全组织机构1、瓦斯隧道施工项目经理部必须建立以项目经理为第一责任人的安全生产管理机构。2、建立瓦斯监控、检测组织系统，测定气象参数、瓦斯浓度、风速、风量等参数。低瓦斯工区可用便携式瓦检仪，高瓦斯工区和瓦斯突出工区除便携式瓦检仪外，尚应配置高浓度瓦检仪和瓦斯自动检测报警断电装置。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。B、施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施1、测风员风险管理标准及管理措施危险源：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。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。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。2、主要通风机司机风险管理标准及管理措施主要危险源：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。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。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。严格按照上级命令进行通风机的启动、停机操作。 C、通风管理制度1、 一般规定风机操作人员必须经过培训、考核合格后方能上岗作业，必须严格遵守风机的操作规程，熟悉通风系统性能。隧道通风系统必须经过验收合格后方可投入正常运行，运行期间应加强巡视及维护工作，保证通风系统各项性能、技术指标达到设计要求。保证隧道24小时连续不间断通风，风量、风压必须满足规范和施工组织设计要求，不得随意停风。风机设置两路电源并装设风电闭锁装置，确保正在使用的通风机出现故障后能在15min内启动备用通风机，保证隧道通风和正常作业不受影响。对易形成瓦斯聚积的部位必须采取局部通风，当停风区中瓦斯浓度不超过1%时，并在压入式局部通风机及其开关地点附近6m以内风流中的瓦斯浓度均不超过0.5%时，方可人工开动局部通风机。2、通风系统定期检查制度工区组织每周对通风系统进行检查，架子队长每天对通风系统必须作例行检查，通风工必须做好日常巡查。通风系统运行正常后，每10天进行一次全面测风，对掌子面和其他用风地点根据需要随时测风，做好记录。每7天在风管进出口测量一次风速、风压，并计算漏风率，风管百米漏风率不应大于1%，对风筒的漏风情况必须及时修补。建立通风系统运行管理档案，档案包括各种检查记录、调试记录、测量记录、维护记录、运行记录等。值班人员每天按班组对通风系统运行情况进行记录，架子队长每天、主管副经理每周分别对运行记录予以审核、签认，并由物设部负责建档保存。周用风速测定仪对风速进行人工检测，检测结果与自动监控系统相应时间、位置、风速值进行核对，确保风速满足施工要求且回风巷风速不得低于1m/s。3、通风管理交接班制度必须实行通风班组交接班制度，交接双方签字认可，对上一班存在的问题、隐患、需注意事项、仪器设备状态等必须交接清楚，交接班记录由架子队长每天定时予以审核签字。2、施工通风安全技术措施A、风机安装风机支架应稳固结实，避免运行中振动，风机出口处设置加强型柔性管与风管连接，风机与柔性管结合处应多道绑扎，减少漏风。通风机前后5m范围内不得堆放杂物，通风机进气口应设置铁箅，并应装有保险装置。当巷道内的风速小于通风要求最小风速时，可布设射流风机来卷吸升压，提高风速。洞内风机的移动，采用小平板车移动，移动前，提前做好风机支