隧道通风方案

铁程管-04a

施工组织设计（方案）报审表（二）

工程名称：新建龙岩至厦门铁路施工合同段：ZD-1标编号：

新建杭黄铁路先期段HHXQZQ-1标闻家斜井施工通风专项方案

编制：

复核：

审核：

批准：

中铁隧道集团有限公司杭黄铁路

闻家斜井项目经理部

二〇一四年八月二十五日

闻家斜井施工通风专项方案

一、编制依据

1、新建工程杭州至黄山铁路天目山隧道设计图

2、《新建铁路时速250公里客运专线铁路暂行规定》

3、《铁路隧道施工规范》

二、施工通风设计标准

1、隧道中氧气含量按体积百分含量计不得小于20%。

2、粉尘最高容许浓度，每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；每立方米空气中含有10%以下游离二氧化硅的粉尘浓度为4mg。

3、有害气体最高允许浓度。

①一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3。在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3，但工作时间不得超过30min；

②二氧化碳，按体积百分含量计不得大于0.5%；

③氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；

4、隧道内气温不得大于28℃。

隧道内要求的瓦斯报警标准为0.5%，按瓦斯计算通风量时，依据《铁路瓦斯隧道技术规范》要求，将洞内各点瓦斯浓度稀释到0.5%以下，通风量计算时采用这一标准。

《铁路瓦斯隧道技术规范》要求瓦斯隧道施工中防止瓦斯积聚的风速不宜小于1m/s，以此风速校验通风量大小是否满足要求。

三、施工通风设计原则

1、象山隧道三工区为瓦斯工区，因斜井采用有轨运输方式、正洞采用无轨运输方式，根据施工条件采用独头压入式施工通风方式，还可利

用左右线之间的横通道局部采用射流通风来增大隧道内的风速。

2、各瓦斯开挖工作面采用独立通风，两个工作面之间不串联通风。

3、采用防静电、阻燃型风管，隧道内采用防爆型通风机，并有一套同等性能的备用通风机。

5、在隧道断面净空允许的情况下，尽可能采用大直径风管配大风量通风机，以减少能耗损失。

6、风量计算时考虑瓦斯涌出不均衡系数。

四、瓦斯及剩余工程施工组织设计简述

2008年1月15日，2#斜井出现不明气体燃烧，经检测瓦斯浓度为0.32%，根据2008年2月份对2#斜井掌子面进行的瓦斯检测结果及测风记录，2#斜井隧道掌子面检到的最大瓦斯绝对涌出量为 1.14m3/min，最小瓦斯绝对涌出量为0.4m3/min，斜井总回风瓦斯绝对涌出量为0.98m3/min。后经福建省煤堪院、中国地质大学进行瓦斯检测、分析，以及铁四院专家会审，确定2#斜井为瓦斯工区。

结合现场实际情况及施工组织计划，2#斜井出口方向2010年10月30日实现贯通，即瓦斯工区施工时间为21.5个月。

五、通风方案

1、总体施工方案

象山隧道2#斜井采用压入式通风，并充分利用横通道安设通风机进行通风。根据剩余工程编制的施工组织设计，斜井井口共安设4台2×110KW轴流风机供洞内左、右线进出口方向4个开挖作业面施工通风，并备用2台，（总计6台风机）；横通道（10#、11#、11#a、12#、13#、14#）处左、右线共设置12台2×55KW轴流风机加强通风；4个模板台车处各设1台30KW局扇，考虑1台备用，共5台; 每个综合洞室、气水

分离室（共35个）各安装1台5.5KW防爆局扇, 考虑5台备用，共40台防暴局扇;考虑洞内通风条件，为确保洞内风速达到1m/s以上，防止瓦斯聚集，洞内每500米安设1台55KW射流风机加快洞内循环，左、右洞共安设10台射流风机，另外考虑2台备用，共有55KW射流风机12台；风管采用阻燃、抗静电风管。

2、风量和风阻计算

2.1、施工通风所需风量按洞内同时工作的最多人数、洞内允许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量、内燃机械设备总功率和瓦斯涌出量分别计算，取其中最大值作为控制风量。

2.2、主要计算参数

洞内同时工作最多人数按25人/工作面考虑；

洞内允许最小风速V min=0.25m/s；

洞内每人应供应新鲜风3m3/min；

内燃机械设备作业供风量3m3/（min·KW）；

风管平均百米漏风率为0.015，风管摩阻系数为0.02；

瓦斯涌出量按高、低瓦斯工区分界点0.5m3/min计算。

2.3、风量计算结果

①按人数计算风量时所需要风量为75 m3/min；

②按最小风速计算风量时所需要风量为900m3/min左右；

③按开挖面爆破排烟所需风量计算所需风量为800m3/min左右；

④按掌子面内燃机械作业所需风量计算为1050m3/min左右；

⑤按瓦斯涌出量计算为200m3/min左右。

从计算结果可知控制风量为1050m3/min左右。

2.4、阻力计算及设备匹配

通风阻力则因选择的风管直径和风机型号以及送风距离的不同会有很大差距，这里通过理论计算比较，三工区选择直径1800㎜的通风管和220kw风机，其通风阻力表达式如下（Q f为风机出口风量）：当送风距离L=1000m时，通风阻力H=1.13Q f2，供风量为2800m3/min，风管出口风量为2280m3/min；

当送风距离L=2000m时，通风阻力H=1.88Q f2，供风量为2550m3/min，风管出口风量为1700m3/min；

当送风距离L=2500m时，通风阻力H=2.06Q f2，供风量为2300m3/min，风管出口风量为1575m3/min。

计算结果可以看出，按本风机和风管配置的最长送风距离2500m时，风量均在控制范围以内，三工区的最长送风距离也在2500m左右，所以风量和风压完全可以满足要求。

3、通风设备选择及配置

根据上面的计算结果，三工区轴流风机选择了SDF(C)-No12.5型通风机，风管选择了便于装卸和维修的PVC拉链式软风管，直径为Ф1800㎜，射流风机选择了SSF- No 10型射流风机。

各通风设备的性能参数和配置数量见表1：

表1主要通风设备参数表

六、施工通风布置

正洞施工进入瓦斯阶段，在斜井隧道口布置四台SDF(C)-No12.5型轴流风机各配一道Ф1800㎜通风管路向开挖工作面压入式送风，大、小里程方向共四个开挖工作面分别采用一道独立的通风管路送风。布置图如下。

七、辅助施工通风措施

因为2#斜井为瓦斯工区，隧道开挖产生的有害气体和粉尘较多，会对施工产生很大危害，这都需要大的通风量来保证安全，因此要采用辅助通风技术措施。主要是利用辅助通风措施消除一些污染源，减少送风量，在确保安全的前提下达到经济合理。

1、利用空气引射器进行局部通风，以消除有害气体的局部聚集。空气引射器以高压风为动力，引射风量40～50m3/min，引射距离10～20m，可用于驱散聚积的瓦斯。

2、利用水幕降尘器降低爆破烟尘、粉尘、煤尘，溶解部分易溶于水的有害气，消除爆破火焰。水幕降尘器属压气型喷雾装置，具有喷水颗粒细，产雾量大，射程较远，能够封锁整个隧道断面。爆破前开启水幕降尘器，除可降尘和吸收易溶于水的有害气体（S02、NH3等）外，最重要的是可以降低爆破产生的温度，消除可燃气体燃烧现象。

八、施工通风管理

1、由专业队伍进行现场施工通风管理和实施，风管安装必须平、直、顺，通风管路转弯处安设刚性弯头，并且弯度平缓，避免转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修和管理工作。

2、必须配有专业技术人员对现场通风效果和瓦斯涌出状况进行检测，测定气象参数、风速、风量、瓦斯、一氧化碳、硫化氢等参数，根据检测结果及时调整通风机的运行状态。

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含量测试：用P-5型数字粉尘计自动记录各测点烟尘每分钟浓度值。TX2000测隧道内一氧化碳、氮氧化物浓度。用比测管测隧道内氧气、硫化氢、二氧化硫的浓度。通风检测设备见表2。

表2 通风检测设备

3、必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整，必须保证洞内瓦斯浓度不超过1%，气温不得高于28℃、一氧化碳（CO）和二氧化氮（NO2）浓度在通风30min后分别降到62.5mg/m3和5mg/m3以下，以满足施工需要。

4、风机必须配有专业风机司机负责操作，并作好风机运转记录。上岗前必须进行专业培训，培训合格后方可上岗。

5、对施工的要求:

a. 为了保证通风机能够正常启动和运转，必须为通风机提供合适的供电设备，按规定要配备双回路电源。

b. 加强日常通风检测，保证足够的风量和风压，并且要爱护通风管路，避免对通风管路的破坏，降低漏风率。

c. 洞口风机需要安设在距离洞口30m以外的上风向，避免发生污风循环；风管出风口距开挖工作面的距离不超过10m。

d. 因为所选择的风管直径较大，必须保证隧道断面有足够的净空，避免过往车辆和机械刮破风管而影响施工。

九、防止瓦斯事故的措施

1、防止瓦斯聚积

由于2#斜井工区的瓦斯涌出量的不确定性，瓦斯涌出量要经超前探测才能确定，因而在施工过程中要通过加强通风和瓦斯检测来防止瓦斯积聚，施工通风要做好以下工作：

①通风管出口距开挖面较远供风不足造成瓦斯积聚时，应及时接长通风管以消除瓦斯积聚。

②通风管漏风严重供风不足造成瓦斯积聚时，应及时修补或更换破损的通风管，减少漏风增加出口风量以消除瓦斯积聚。

③通风量设计不足造成瓦斯积聚时，修改通风设计，增加一路风管，改善通风效果以消除瓦斯积聚。

④水幕降尘器降尘降温防瓦斯，水幕降尘器具有喷水颗粒细，产雾量大，能够封锁整个隧道断面，除降尘外还可以吸收易溶于水的有害气体。

⑤瓦斯集中涌出风流流动速度低造成瓦斯积聚时，使用空气引射器加快风流速度驱散瓦斯。根据具体瓦斯涌出情况随时调整引射器出口方向，作到“哪高吹哪”，彻底消除瓦斯积聚。

2、瓦斯积聚处理措施

在施工过程中，当检测到瓦斯超限或放炮后瓦斯浓度超过安全范围，根据检测数据，采取以下措施进行处理：

①人员严禁进入超限区，采用变风量送风的方法控制进风量，逐步排出超限瓦斯。变风量送风的方法可以把风管接头的拉链拉开，通过改变接合缝隙的大小调节送风量，还可以在风管上捆上绳子，通过收紧或放松绳子调节送风量。

②排放瓦斯时，瓦检员在回风风流中经常检查瓦斯浓度，当瓦斯浓度达到1%时，减少送风量，确保洞内排出的瓦斯不超标。

③排放瓦斯时，要检测风机处的瓦斯浓度，防止产生污风循环。

④瓦斯浓度降到1%以下，30min内没有变化后，才能恢复通风机正

常通风。

⑤恢复正常通风后，对断电区内的机电设备进行检查，证实完好后，方可恢复送电正常施工。