猴顶山隧道进口通风专项施工方案.doc

1、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

2、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

3、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、2jb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3-shA世冲洪积层（ ），中更新 统风坡积层（ ），全新统洪冲基层（ ），主要分pla3Qdleo3QplaQ4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

4、石土：浅黄色，稍湿-潮湿，以粉粒 为pla4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，dleQ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（ ）：2jb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，

5、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

6、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

7、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

8、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

9、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

10、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/10

11、0=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；V= Q 需 /S 风管 =2228/1.77=1259m/minH 摩 =W 2=0.007896512.592=1193Pa式中：空气密度，按 =1.0kg/m3计。V风管内平均风速。系统风压 ，为简化计算，取 H=1.2H 摩其 他正局摩 hhH=1.2 H 摩 =1.21193=1431.6Pa。平导风量及风压计算计算参数：计算参

12、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

13、 =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 K2 1.6；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 14

14、5kw；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=1

15、2895=2895；W=C/2D=2895/(21.5)=965S 风管 =D2/4=0.785m2；V= Q 需 /S 风管 =1311/0.785=1670m/minH 摩 =W 2=0.007896516.72=2099Pa式中：空气密度，按 =1.0kg/m3计。V风管内平均风速。系统风压 ，为简化计算，取 H=1.2H 摩其 他正局摩 hhH=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-NO132691 9305920 1322 2其中 1 台备用六、施工通风检测隧道必须建立

16、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

17、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

18、（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。