曾家岩大桥隧道通风专项方案

中国交通建设中国交通建设 重庆市曾家岩嘉陵江大桥工程 隧道通风专项施工方案概述隧道通风专项施工方案概述 中交二航局二公司曾家岩大桥工程项目经理部 2016 年 03 月 重庆市曾家岩嘉陵江大桥工程 隧道通风专项施工方案隧道通风专项施工方案 编制 编制 审核 审核 审批 审批 中交二航局二公司曾家岩大桥工程项目经理部 2016 年 03 月 目录 1 编制依据 1 1 1 通风设计依据 1 1 2 编制原则 1 2 工程概况 1 2 1 工程简介 1 2 2 工程结构 2 2 3 自然条件 4 2 3 1 地形 地貌 4 2 3 2 地质条件 4 2 3 3 水文 4 2 3 4 地震 5 2 3 5 气象 5 2 4 施工条件 5 3 通风方案设计 7 3 1 通风方案设计目的 8 3 2 通风设计原则 8 3 3 通风设计标准 8 3 4 隧道空气主要污染源 9 3 5 通风要求 9 3 6 通风方式 9 4 通风方案 9 4 1 通风参数 9 4 2 风量 风压计算 9 4 2 1 风量计算 9 4 2 2 风压计算 11 4 3 设备选型 11 4 4 通风方案 12 5 施工通风安全措施 13 5 1 施工通风安全组织机构 13 5 2 施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施 14 5 2 1 测风员风险管理标准及管理措施 14 5 2 2 主要通风机司机风险管理标准及管理措施 15 5 3 通风管理制度 15 5 3 1 一般规定 15 5 3 2 通风系统定期检查制度 16 5 3 3 通风管理交接班制度 16 5 4 施工通风安全技术措施 16 5 4 1 风机安装 16 5 4 2 风管安装 17 5 4 3 通风系统日常管理和维护措施 18 1 编制依据编制依据 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 通风设计依据通风设计依据 1 公路隧道施工技术规范 JTG F60 2009 2 重庆市曾家岩嘉陵江大桥项目工程隧道工程施工图 1 2 编制原则编制原则 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 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 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 2 工程概况工程概况 2 1 工程简介工程简介 曾家岩嘉陵江大桥工程连接重庆江北区与渝中区 位于嘉陵江大桥与黄花 园大桥之间 采用双层桥面路轨共建形式 大桥北接线长 2 90km 其中兴盛隧道长 2 895km 洞身段为分离式双洞隧 道 双向 4 车道 通过隧道路轨共建段连接隧道主线 主线依次上跨城市轨道 9 线 10 线 洋河东路 连接至渝北区兴盛大道 主线在 K2 820 K2 760 处 分别设置 A B 匝道连接黄观路 其中 A 匝道路线总长 697 332 米 隧道长 519m B 匝道路线总长 476 2 米 隧道长 220m 隧道为单洞双车道 设计车速 30km h 曾家岩大桥北接线隧道工程平面位置见 Error Reference source not found 所示 图图 2 1 1 隧道工程平面位置图隧道工程平面位置图 2 2 工程结构工程结构 曾家岩大桥北接线隧道工程主要由江北侧部分主线隧道及江北侧黄观路 A B 匝道组成 其中隧道主线为分离式双洞隧道 间距 2B 2 倍洞跨 接 线隧道 A B 匝道 均为单洞双车道隧道 主线双车道建筑限界为 9 5m 4 5m 详见 Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found 主线隧道界限图 主线隧道采用曲墙半圆拱的三心圆断面 其内轮廓拱 半径为 5 10m 曲墙半径为 6 50m 净空面积为 55 31m2 详见 Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found 主线隧道断面图 图图 2 2 1 隧道主线建筑界限隧道主线建筑界限 图图 2 2 2 主线隧道断面图主线隧道断面图 匝道建筑限界为 8 5m 4 5m 详见 Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found 匝道 界限图 标准断面隧道采用五心圆曲墙断面 其内轮廓拱半径为 4 45m 曲墙 半径分别为 5 10m 和 6 5m 净空面积为 48 09m2 详见 Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found 匝道断面图 图图 2 2 3 匝道建筑界限图匝道建筑界限图 图图 2 2 4 匝道断面图匝道断面图 2 3 自然条件自然条件 2 3 1 地形 地貌地形 地貌 拟建道路区属侵蚀剥蚀丘陵地貌 大部分经人工改造 地形较平缓 多为 市政道路和建筑物 部分为原始地貌或人工改造程度低 地形有一定的起伏 2 3 2 地质条件地质条件 拟建线路区内出露的地层有第四系人工素填土 残坡积粉质粘土 侏罗系 中统上沙溪庙组砂泥岩等 隧址区位于川东南孤形地带 华蓥山帚状褶皱束东南部 构造骨架形成于 燕山期晚期褶皱运动 拟建工程大部分位于龙王洞背斜核部偏东翼 少部分接 线位于龙王洞背斜核部偏西翼 经工程地质调查及访问 拟建场地未发现滑坡 泥石流 岩溶及活动断裂 等其它不良地质现象 2 3 3 水文水文 隧道段覆盖层厚度整体较小 不具备典型的含水层 除了地势较低的位置 有少量地表水汇集外 隧道段场区内地下水含量甚微 根据地下水的赋存条件 水理性质及水利特征 场区地下水可分为松散岩类孔隙水 基岩裂隙水 局部 地段地形低洼 后经人工改造回填 可能含有一定的地下水 抽干钻孔残余水 后观测 钻孔内地下水恢复缓慢 无稳定地下水 沿线地下水不发育 2 3 4 地震地震 根据中国地震动峰值加速度区划图 1 400 万 GB18306 2001 之图 A1 及中 国地震动反应谱特征周期区划图 1 400 万 GB18306 2001 之图 B1 线路区场 地的抗震设防烈度为 6 度 场地设计基本地震动峰值加速度 0 05g 地震动反应 谱特征周期为 0 35s 2 3 5 气象气象 桥区气候属亚热带季风性湿润气候 年平均气候在 18 左右 冬季最低气 温平均在 6 8 夏季平均气温在 27 29 具冬暖春早 夏热秋凉 秋雨连 绵 无霜期长等特点 多年平均气温 17 5 18 5 最高气温 43 2006 年 8 月 16 日 极端最低气温 1 8 1978 年 1 月 27 日 夏季长达 4 个月以 上 年主导风向为北风 年平均风速 1 5m s 最大风速 22 9m s 多年平均降雨 量 1098 9mm 最大年平均降雨量 1378 3mm 最小年平均降雨量 783 2mm 一 日最大降雨量 206mm 2007 年 7 月 17 日 降雨一般集中在 5 9 月 占全年 降雨量的 2 3 年平均相对湿度 79 日照总时数 1000 1200 小时 雨量充沛 温润多阴 常年降雨量 1000 1400 毫米 年平均风速 米 秒 1 39 米 秒 年 最大风速 米 速 26 7 米 秒 风向 西北 出现日期 1981 年 10 月 2 4 施工条件施工条件 曾家岩大桥北侧隧道位于江北区 穿越城市道路 房屋密集区域 根据现 场踏勘 北接线隧道出口 及 A0 桥台 红线外均为龙湖春森彼岸规划用地 南 侧为自来水厂取水源及龙湖商业街 东西两侧为已建好龙湖春森彼岸高楼 无 法形成施工便道 北侧为龙湖地产规划用地 短期内无法使用其场地 见 Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found 黄观路 A B 匝道隧道洞口均为密集房 屋区 拆迁工作未进入实施阶段 短期内无法进场施工 见 Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found 图图 2 4 1 北接线隧道出口现状北接线隧道出口现状 图图 2 4 2 黄观路黄观路 A 匝道出口现状匝道出口现状 图图 2 4 3 黄观路黄观路 B 匝道出口现状匝道出口现状 根据现场调研摸排 发现在江北区五里店街道北城三路可实施导洞 接入 主线进行主线施工 北城三路为断头路 场地可设置为临设场地 经与业主 设计院 监理协商并现场勘察后 同意使用此方案进行施工 地理位置见 Error Error ReferenceReference sourcesource notnot found found 图图 2 4 4 北城三路地理位置北城三路地理位置 3 通风方案设计通风方案设计 3 1 通风方案设计目的通风方案设计目的 通风方案设计就是通过对通风方案和设备的选择 实施 使长距离隧道施 工洞内的作业环境能够满足规范及卫生标准中所述要求 改善洞内的施工条件 从而达到提高工效和确保施工人员身心健康的目的 3 2 通风设计原则通风设计原则 本着 布局合理 优化匹配 防漏降阻 严格管理 的原则 在满足通风 效果的前提下 进行合理配置风机的数量 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 3 3 通风设计标准通风设计标准 根据 公路隧道施工技术规范 JTG F60 2009 及国家有关隧道施工作业 环境的规定 隧道洞内作业环境需满足下列卫生及安全标准的要求 1 空气中氧气含量 在作业过程中始终保持在 19 5 以上 2 每立方米空气中粉尘容许浓度 含有 10 以上的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 一氧化碳容许浓度不得大于 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 100 mg 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 氮氧化物换算成二氧化氮浓度应在 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 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 3 4 隧道空气主要污染源隧道空气主要污染源 1 开挖爆破的烟尘 2 洞碴 材料等无轨运输车辆引起的粉尘 3 内燃设备所排放的废气 3 5 通风要求通风要求 本隧道为单洞双线隧道 开挖断面积较大 采用无轨运输 除爆破炮烟外 内燃机械作业和出碴机械作业产生大量烟尘 以上诸多因素要求施工通风提供 的风量较大 克服的通风阻力也较大 3 6 通风方式通风方式 根据隧道施工方法及施工条件 隧道主要采用压入式通风 4 通风通风方案方案 4 1 通风参数通风参数 本隧道导洞施工 192m 接入主线里程 K2 450 通风设计时按主线隧道小 净距隧道断面考虑 掘进断面积 单洞 S 98 77m2 一次开挖到仰拱填充面 一次爆破最大用药量 198kg 按循环进尺 2 5m 台阶法施工 上下断面 同时开挖 洞内最多作业人数 开挖班 26 人 仰拱班 8 人 二衬班 20 人 管理人员 杂工班等 12 人 共计 66 人 按洞内开挖 仰拱 二衬等三作业面同时施工考 虑 爆破后通风排烟时间 T 40min 通风管 采用 1m 软管 管道百米漏风率 1 3 按最大压入通风长度计 L 640 m 4 2 风量 风压计算风量 风压计算 4 2 1 风量计算风量计算 施工通风设计应进行风量计算 风量应分别按排除炮烟 洞内最大工作人 数 最低风速要求 稀释和排除内燃机械废气等因素计算取最大值 除炮烟需风量按下式计算 式中 Q1 工作面风量 单位为 m3 min t 通风时间 取 40min A 同时爆破的炸药量 上下台阶同时起爆 开挖取 198kg b 炸药爆炸时的有害气体生成量 40 m3 kg S 掘进断面积 取 98 77 m3 min 88 141609 1 6 064077 9804198 40 25 2 b t 25 2 332223222 1 mPKLSAQ L 临界长度 当通风段长度大于 L 时 用临界长度代替 取 640m K 淋水系数 考虑淋水使炮烟浓度降低的系数 取 0 6 P 管道漏风系数 P 1 1 L 100 为百米漏风率 1 3 L 为通风长 度 进口通风长度 640m 则 P 进口 1 09 内最大工作人数需风量按下式计算 式中 Q2 工作面风量 单位为 m3 min q 每人需要的新鲜空气标准 m3 min k 风量备用系数 一般取 1 1 1 25 本次取 1 2 m 同一时间洞内工作最多人数 本次取 66 人 最低风速要求需风量计算 式中 Q3 工作面风量 单位为 m3 min V 洞内允许最小风速 m3 min 分部开挖法取 0 25 S 掘进断面积 取 98 77 m3 稀释和排除内燃机械废气需风量计算 式中 Q4 工作面风量 单位为 m3 min Ni 各内燃机功率 ZL50 装载机 1 台 功率共 154KW 小松 PC200 挖掘机 1 台 功率共 110kw 出碴车 2 台 功率共 426KW 混凝土罐车 1 台 功率共 247KW 合计功率 937KW Ti 同时工作柴油机设备利用率系数 Q 取最大值为 Q4 1574 16 风机风量 Q 取 1600 min 3 mmin 3 m 4 2 2 风压计算风压计算 min 8 316662 14 3 2 mmkqQ min 55 14816077 9825 060 3 3 mSVQ min 16 157493756 03i 3 4 mTiNkQ 其它局总摩总总 hhh h 式中 a 风道摩擦阻力系数 取 a 0 00016 L 风道长度 m 取 640m Q 风机风量 m3 s 3400 60 56 67 d 风管直径 m 取 1m 式中 局部阻力系数 管道入口取 0 6 Q 风机风量 m3 s 3400 60 56 67 d 风管直径 m 取 1m 4 3 设备选型设备选型 由以上计算可知选择的通风机的最低技术参数为 Q 1600 m3 min H 4700Pa 考虑隧道长度及系统风压 单洞可选用 1 台功率为 2 18 5 55kW 的风机装在洞口 4 4 通风方案通风方案 通风机械均采用压入式通风系统 由于从导洞进去有四个工作面 所以在 洞口设置五台对旋式轴流风机 一台备用 宜在洞口 30m 以外 采用 1m 软 式风管将空气压入至掌子面 PadLQh56 21371 67 5664000016 05 6 a5 6 525 摩总 2 PadQh89 19261 67 566 0 424 局总 2 局总其它 3 0hh a52 464289 19263 156 2137hhh 其它局总摩总总 Ph 图图 4 4 1 通风示意图通风示意图 图图 4 4 2 风管布置图风管布置图 风机需求计划见 Error Reference source not found 表表 4 4 1 隧道通风设备需求计划表隧道通风设备需求计划表 设备名称型号功率 KW 风压 pa 风量 m3 min 数量 备注 轴流风机 YDT280M 6 42 18 5 552981 54201096 1938 5 台备用一台 风管 1m2560m 5 施工通风安全措施施工通风安全措施 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 5 1 施工通风安全组织机构施工通风安全组织机构 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 5 2 施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施施工通风主要岗位风险管理标准及管理措施 5 2 1 测风员风险管理标准及管理措施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 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 技术人员将测风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 5 2 2 主要通风机司机风险管理标准及管理措施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 3 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 5 3 通风管理制度通风管理制度 5 3 1 一般规定一般规定 1 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 2 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 3 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 4 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 5 3 2 通风系统定期检查制度通风系统定期检查制度 1 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 2 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 3 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 2 对风筒的漏风情况必须及时修补 4 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 5 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 6 每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 5 3 3 通风管理交接班制度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 5 4 施工通风安全技术措施施工通风安全技术措施 5 4 1 风机安装风机安装 1 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 图图 5