壁板坡隧道出口施工通风方案模板Word文档格式.docx
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5.2.2安装风管15
5.3通风系统维护15
6机具设备及劳动力组织16
6.1机具设备16
6.2劳动组织16
7质量标准17
7.1施工通风监测17
7.2施工通风标准17
8安全措施18
附：
壁板坡隧道通风平面布置图（共4页）20
壁板坡隧道出口施工通风方案
1工程概况
壁板坡隧道全长14756m，是全线重难点、控制性工程和3座I级风险隧道之一,是全线最长的隧道，起讫里程DK977+657～DK992+413，中心里程为DK985+035，进口位于贵州盘县红果镇上纸厂村，出口位于云南省富源县后所镇三丘田村。
设计方案为“进口合修、出口分修”，出口段左右线间距31.5m。
线路坡度设计为人字坡，纵坡25‰，左线左侧设计贯通平导，平导与左线间距30m，平导设计为单车道断面5.6m×
6m，每250m设置会车道，平导全长14.717m。
隧道最大埋深约750m，洞身穿越C1y～T1yn1地层，岩性以灰岩、白云岩、玄武岩和泥质白云岩为主，穿过杨梅山-小达村断层、发伍多-东铺断层、迤后所-羊洞断层共3条断层，Ⅳ、Ⅴ级围岩长度8606m，占隧道全长的58.24%。
主要不良地质有断层破碎带、岩溶、瓦斯及煤层采空区、地裂缝、高地应力及岩爆，软质岩变形等，施工难度极大，安全风险高。
预计隧道正常涌水量Q＝93800m3/d，雨洪期最大涌水量Q＝320600m3/d，所以隧道施工中发生突泥、突水的可能性极大。
单口掘进长度近8km，通风、运输困难。
2通风设计原则
2.1通风原则
按照洞内各工作面作业人员和施工机械数量，确定需供风的风量大小，通过合理布置风机、采用优质风管，保证通风量满足要求，提高空气质量，改善施工环境，降低通风成本，达到提高作业工效，加快施工进度，确保施工机械正常运转和施工人员身体健康的目的。
2.2设计思路
根据施工进度情况，各个施工阶段采取不同的通风方式，进洞初期采用压入式通风方式，在各个洞口分别安装轴流式通风机，直接对各工作面通风；
随着工作面增加和洞身增长，横通道贯通具备巷道式通风条件后则采用巷道式通风技术，考虑到平导施工超前，断面较小不利于污风排放，设计平导进新鲜空气，正洞排污风，主风机移至平导内，利用风管给各个工作面均单独安装风机进行通风。
随着平导的掌子面掘进，主风机随着向平导内前移。
巷道式通风设计时考虑实际供风长度为平导供风距离2000m，正洞供风距离1000m，根据平导断面尺寸选用直径1.5米的风管。
3风量和风压计算
由于前期通风距离短，且在各个施工点的洞口安装风机单独供风，在此不作计算。
采用巷道式通风后，管道、巷道长度较长，工作面多，所以，这里的风量、风压计算是针对采用巷道式通风。
各个工作面的需风量分别按照洞内同时工作的最多人数、洞内允许的最小风速、一次性爆破产生的炮烟量、内燃机械设备总功率等计算，取其中最大值作为控制风量进行设备配置。
3.1风量计算参数
根据隧道内施工组织方案确定风量计算参数见下表。
正洞每工作面风量计算参数表
项目
单位
数量
备注
进口双线段断面积
m2
150
分合修渐变段断面积
247
单线正洞断面积
108
双线正洞上台阶一次爆破炸药量
kg
132
进度按2m计算
双线正洞下台阶一次爆破炸药量
200
分合修渐变段三台阶每次爆破炸药量
205
三次平均，进度按1.6m计算
单线正洞上台阶一次爆破炸药量
147.84
上台阶：
1.1×
2.8（进尺）×
48（断面积）
单线正洞下台阶一次爆破炸药量
166.32
洞内最多作业人数
人
50
自卸汽车功率
kw
259×
2×
0.65
取同时工作的最大组合，2台自缷汽车、1台装载机最大功率之和（259×
0.65＋142×
0.65）=429kw
WA380-6装载机
142*0.65
PC130-7挖机
200×
砼罐车
1×
0.5
喷射机
74.5
C6钻机
93
通风时间
min
30
最低风速
m/s
0.25
风管直径
m
1.2
风管每百米漏风率
%
1.5
风管摩阻
0.02
最长通风距离
1000
各开挖面均采用压入式通风
平导工作面风量计算参数表
平导断面积
S2
36.8
一次爆破炸药量
113.37
全断面：
36.81（断面积）
20
取同时工作的最大组合，2台自缷汽车、1台装载机最大功率和（259×
0.65+150×
0.65）=434kw
扒碴机功率
140×
厦工951
150×
142×
66×
2000
开挖面均采用压入式通风
3.2风量计算
由于各个横通道最长的施工距离、施工投入和出碴运输的通行能力等问题，分进出口两个工区来进行统一布置，各个工区在进行风量计算时，正洞按一个横通道两个工作面（左右线各一），考虑两个横通道（四个工作面）同时施工，平导一个工作面，共计五个工作面。
也就是说两个工区各按照五个工作面的计算结果来配置风机，就能够满足本隧施工通风要求。
3.2.1排除炮烟需风量Q1
Q1=2.25/t
式中：
t—通风时间（min），按每次爆破后通风30min排净炮烟计算；
A—1次爆破耗药量（kg）；
b—1kg炸药有害气体的生成量（L），岩层中取40。
s—巷道断面积；
L—巷道长度或临界长度（m），即稀释炮烟所需的洞身长度，L=41.7
。
巷道临界长度计算表
序号
工作面
一次爆破装药量（kg）
断面积
（m2）
长度
（m）
1
平导
113
696
2
双线正洞
521
3
渐变段
324
4
单线正洞
166
601
k—考虑淋水使炮烟浓度降低的系数取0.6；
p—巷道计算长度范围内漏风系数，采用φ1.5m软风管，通风距离平导按2000m计算、正洞按1000m计算，每节风管长10m。
参照中铁二局主编的《铁路工程施工技术手册--隧道下册》，前20个接头每个漏风1%，而后每个接头为0.5%，则漏风率为：
①、按百分比计算
平导P＝1＋20×
1%+180×
0.5%＝2.1
正洞P＝1＋20×
1%+80×
0.5%＝1.6
②、按指数递减方式计算：
平导P＝（1+0.01）^20*（1+0.005）^180＝2.99
正洞P＝（1+0.01）^20*（1+0.005）^80＝1.82
各工作面排除炮烟需风量计算表
一次爆破炸药量（kg）
需风量
（m3/min）
554
取两组计算中的大值
进口双线正洞
1691
进口分合修渐变段
1733
1403
3.2.2洞内最大工作人数需风量Q2
Q2=q×
k×
式中：
q—每人需要的新鲜空气标准取4m3/min。
k—风量备用系数为1.1～1.25取1.25，
m—同一时间内洞内工作最多人数为正洞40人，平导20人。
各工作面最大工作人数需风量计算表
最大同时作业（人）
100
40
3.2.3最小风速要求需风量
Q3=6OVS
Q3—最低风速需风量m3/min；
V—最小允许风速取0.25m/s；
S—隧道断面积m2。
各工作面最小允许风速需风量计算表
552
2250
3705
1620
3.2.4瓦斯涌出需风量Q4（暂不考虑）
Q4=
×
k
—工作面瓦斯涌出量m3/min；
—工作面瓦斯允许浓度；
—送入工作面风流的瓦斯浓度。
k—瓦斯涌出不均匀系数1.5～2.0。
3.2.5稀释或排出内燃机械废气需风量
Q5=k×
k—规定的每1kw供风量3m3/min；
Ni—各种内燃机功率（kw）；
—同时工作柴油机设备利用率系数；
各工作面使用内燃机械需风量计算表
同时使用机械功率（kw）
434
1302
429
1287
3.2.6高原地区施工通风需风量（每工作面）
综合以上各项计算结果，采用其中最大需风量作为控制风量，各工作面控制风量具体如下：
各工作面控制风量统计表
根据最终采用的控制风量，考虑海拔高度对通风阻力、风量风压的影响计算风量。
Q高=760/P高×
Q
P高—高山地区大气压力（mmHg）；
Q—正常条件下计算的风量；
考虑高原地区施工影响后各工作面需风量计算表
1641
平均海拔高度按1884计算
2836
4670
2041
3.3风压计算
轴流通风机应有足够的风压以克服管道系统的阻力，即h>
h阻。
3.3.1管道摩擦阻力
h摩=6.5αLQ2g/d5
a—风管摩擦系数取0.00013；
I一管道长度平导2000m（横通道正洞1000m）；
-----注：
管道长度平导按2000米，正洞按1000米计。
Q—设计风量m3/s；
g—重力加速度，取9.8m/s2；
d—风管直径=1.5m。
各工作面管道摩擦阻力计算表
摩擦阻力
（pa）
1631
2436
6606
1261
3.3.2局部阻力
平导：
h局=ξ·
Q2·
γ/（2·
S2）
ξ—局部阻力系数，90°
圆转角取为0.175，45°
之字形拐弯取为0.75；
γ—空气比重取1.2kg/m3；
S—管道净面积，1.5m风管为1.767m2；
各工作面局部阻力计算表
25
75
204
54
3.3.3管道总阻力
其它局部阻力按局部阻力的5%考虑，管道总阻力：
各工作面管道总阻力计算表
1656
2511
6810
1315
4施工通风方案设计
为尽量减少施工干扰，保证各工作面正常施工从而保证施工进度，按照施组安排，本隧进、出口两个工区初步拟定其同时施工工作面为五个（含平导工作面）。
现将通风方案分述如下：
4.1进口端通风方案
4.1.1前期通风（施工平导、分合修渐变段和进口正洞）
⑴、1#横通道与正洞工作面贯通前，平导与正洞分别采用压入式通风，风机安装在洞口；
⑵、当1#横通道与正洞工作面贯通前，采用压入式通风，平导3#横通道进入左、右线施工时，此时有平导、分合修渐变段、3#横通道处的左线正洞3个工作面，在平导口安装2台主风机，1台供平导掌子面，1台供2#和3#横通道工作面，在2#横通道处设置“y”硬风管分岔接入2#工作面。
⑶、在正洞衬砌台车处设置1台射流风机向洞外方向诱导污风，防止污风在台车附近聚积。
4.1.2巷道式通风阶段
4.1.2.11#横通道与正洞贯通后
1#横通道与正洞工作面贯通后，可初步形成巷道通风，平导3#横通道进入左、右线施工时，此时从平导内施工有平导、分合修渐变段、3#横通道处的左线正洞3个工作面，由于进口与分合修渐变段还未贯通，将平导口风机移至1#横通道附近，在此安装2台风机向各工作面供风，2#和3#横通道共用1台风机，在2#横通道处设置“y”硬风管分岔接入2#工作面，污风从1#横通道经正洞排出。
在平导内1#通道小里程端设射流风机1台向洞内方向诱导，防止污风流向主风机。
在正洞衬砌台车处设置1台射流风机向洞外方向诱导污风，防止污风在台车附近聚积。
4.1.2.22#横通道（分合修渐变段）正洞贯通后
此时通风方式与前面基本相同，不移动和增加风机，平导内仍然保持2台风机，分别向平导掌子面、3#横通道左线正洞、4#横通道右线正洞供风，1台风机供平导掌子面，1台风机供3#和4#横通道工作面，在3#横通道处设置“y”硬风管分岔接入3#工作面，污风从2#横通道经正洞排出。
在平导内2#通道小里程端设射流风机1台向洞内方向诱导，防止污风流向主风机。
4.2出口端通风方案
4.2.1前期通风
4.2.1.1只施工各个洞口端时
此时，只施工平导、左右线正洞，在平导口、左线正洞口和右线正洞口分别安装通风机，向洞内单独供风送风，采用压入式通风。
4.2.1.2开设24#横通道后
出口平导24#横通道进入左、右线正洞施工时，出口正洞工作面仍采用压入工通风，平导口安装2台通风机分别供平导工作面和进入正洞后的左、右线两个工作面通风，在24#横通道左线左侧设置“y”硬风管分岔接入右线工作面，在平导内24#通道大里程端设射流风机1台，向洞内方向诱导，防止污风流向主风机。
4.2.2巷道式通风阶段（出口与24#横通道贯通后）
出口与24#横通道贯通后，主风机移进平导洞内24#通道附近，共安装2台风机，1台供平导掌子面，1台供23#左右线工作面。
在23#横通道左线左侧设置“y”硬风管分岔接入右线工作面，污风经24#横通道从左线正洞排出，在平导内24#横通道大里程端安装1台射流风机，向洞内方向诱导，防止污风流向主风机。
4.3本方案的优缺点
4.3.1优点
（1）各工作面单独通风，一个工作面风机故障及管道破损后不影响其它工作面的正常施工。
（2）施工组织比较简单，可操作性强。
（3）利用平导作为通风通道，随施工进度向内移动，缩短了管道长度和风机数量，对节能和成本控制比较有利。
4.3.2缺点
（1）需移动风机，可能对当次当天的生产进度有一定影响；
（2）将平导作为通风通道后，材料及出碴运输只能从正洞出入，对运输有一定影响，现场需合理组织施工，协调各工作面的开挖施工的时间段。
5风机的工作原理、风机选择及安装维护
轴流风机的工作原理：
轴流式通风机工作时，动力机驱动叶轮在圆筒形机壳内旋转，气体从集流器进入，通过叶轮获得能量，提高压力和速度，然后沿轴向排出，采用风筒把新鲜风送到指定的区域。
射流风机的工作原理：
射流风机是利用射流自身的卷吸升压作用，引导隧道内空气纵向流动。
风机的出口动压引射风流，使风道内的风量大于风机本身风量。
射流风机主要是控制风向，增大风速。
射流风机工作时，能从给定的能量中产生较高的推力。
同时，流经隧道的总空气流量的一部分被风机吸入，叶轮做功后，由出口高速喷出，基于冲击传动的原理，高速气流将把能量传给隧道内的空气，推动隧道内的空气一起向前流动。
当流动速度衰减到某一值时，下一组风机继续工作。
达到了从隧道进口端吸入新鲜空气充满整个风道，然后从各个横通道口使用轴流风机从平导或横通道风室向隧道掌子面供给新鲜空气，从掌子面及风室下部排出污浊空气的目的。
5.1风机、风管的选择
⑴、轴流风机主要用于独头段工作面压入式通风，风机的选择应根据工作面需风量、风压进行选择，在第3节中已作详细计算，在实际施工中以3.2中计算确定的最终供风量和3.3中所需风压大小对照风机参数进行比选即可。
具体结果见通风设备配置表。
⑵、风管选择：
根据管道摩阻的计算公式h摩=6.5αLQ2g/d5可知，摩擦阻力与管径的5次方成反比，即管径越大，阻力越小。
施工中应尽量选择大管径风管，本项目结合平导洞身断面，采用直径1.5m的螺旋形软风管。
⑶、从射流风机的工作原理知，射流风机主要用于巷道通风中对巷道内空气进行增压，且根据经验，在使用中其增压效果与洞身断面成反比，故洞身断面越小，增压效果越好。
故本项目只考虑平导距离增长后在平导内设置射流风机。
在施工过程中应对巷道内风速进行测定，根据巷道内要求风速对射流风机的布置进行调整，当巷道内的风速小于通风要求最小风速时，增加射流风机台数或移动风机位置。
⑷、通风设备配置表
根据前面的计算结果，分合修段由于断面较大，所需风量较大，故拟配置两台风机供风，以便在该段施工完成后可用于其它工作。
在选型上考虑采用同一型号的多极变速风机，以方便维修保养，且可根据通风远近调整供风量，达到节能的目的。
风机选型参数表
需风量（m3/min）
风压
风机设备配置表
型号
备注
平导掌子面
SFDZ-Ⅲ-NO.12.5
进出口各1台
平导内射流风机
SDS型2×
37kw
按500m配置1台考虑
配置2台，与进口平导及分合修渐变段共同备用1台
配置2台
2309
进口1台（双线正洞及分合修段完成后3台用于单线施工），出口5台（备用1台）
从上表可以看出，所选型号风机完全能满足通风需要。
5.2风机、风管的安装
5.2.1安装风机
⑴、风机基座应稳固结实，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。
⑵、洞内风机的移动应逐个移动，以保证洞内不间断的空气循环。
⑶、横通道封闭墙
横通道贯通后除如不使用应进行封闭，防止污浊空气进入平导，风墙采用空心砖砌筑。
如果由于运输需要，横通道不能及时封闭时，可在横通道口设置小型射流风机，向正洞压风，阻止污浊空气进入平导。
5.2.2安装风管
⑴、风管必须有出厂合格证，使用前进行外观检查，保证无损坏，粘接缝牢固平顺，接头完好严密。
⑵、挂设风管要平、顺、直。
在平行导坑作业时，先由技术员放出风管位置，并每隔5m标出位置，然后用电钻钻眼，安置膨胀螺栓；
在正洞作业时，衬砌地段根据衬砌模板缝每5m标出螺栓位置，未衬砌地段，先由技术员在边墙上标出水平位置，然后用电钻钻眼，安置膨胀螺栓。
⑶、平导内由于空间有限且风管半径较大，为了防止风管布下垂影响行车，可每5m增设1个采用扁钢制作的圆环悬挂风管布，并用紧线器张紧8号镀锌铁线后，风管吊挂在拉线下。
为避免铁线受冲击波振动、洞内潮湿空气腐蚀等原因造成断裂。
⑷、风管安装悬吊要稳固，悬挂高度一致，要求每10m挠度不大于150mm，轴向偏差每100m不大于300mm。
为克服长期使用风管疲劳造成的长度延伸、挠度增大，每月进行一次系统检查，每300m为一个检查调整段，风管拉紧后去除多余部分，增设钢圈接头，捆绑牢固。
⑸、风管末端安装60m范围采用旧风管，风管出口距工作面30~40m。
5.3通风系统维护
⑴、通风机应有专人值守，按规程要求操作风机，如实填写各种记录。
⑵、通风机使用前应卸去废油，换注新黄油，以后每半月加注一次。
⑶、风机应尽量减少停机次数，发挥风机连续运转性能。
需停机或开启时，根据洞内调度通知进行。
为减少风机启动时的气锤效应对风管的冲击破坏，应采用分级启动，分级间隔时间为3min。
⑷、通风班组中应设专职风管维修工。
每班必须对全部风管进行检查，发现破损等情况及时处理。
对于轻微破损的管节，采用快干胶水粘补，先将破损部位清洁打毛后，再行粘补；
破损口小于15cm时，直接粘补；
破损口大于15cm时，先将破口缝合后再行粘补
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