隧洞通风排烟专项方案

宁夏固原地区城乡饮水安全水源工程7#（大湾）隧洞Ⅱ标隧洞通风排烟专项方案

中铁十六局集团宁夏中南部城乡饮水安全水源工程项目部

二〇一二年十二月

目录

一、编制范围及目的 (2)

二、隧洞通风排烟总体方案 (2)

三、管线布置及设备 (2)

四、施工通风设计要素 (3)

五、施工通风风量计算 (3)

六、通风设备选择及配置 (6)

七、通风管道安装 (7)

八、通风安全措施 (7)

一、编制范围及目的

本专项方案主要针对隧道通风，用于指导隧洞通风排烟施工。

二、隧洞通风排烟总体方案

本标段隧洞内施工通风排烟采用自然通风和机械通风相结合的方式。隧洞洞口150m范围内采用自然通风外，其余地段采用以压入式机械管道通风为主、自然通风为辅的通风方式。

压入式通风，洞口设一台轴流风机，轴流风机均安装在洞外距洞口30m处，以保证压入洞内的空气新鲜，防止洞内排出的污浊空气被再次压入洞内。主风管采用φ600mm优质软管，风管安装在顶部中央，风管末端距工作面的距离50～80m。

三、管线布置及设备

在洞外设置空压机站，选用新型1.0Mpa高压压风机供风，通过高压风管满足洞内施工用风，根据流过风压量和管路长度，选择φ200mm优质钢管作为供风主管道。安装供风管道时在总输出管道上安设总闸阀，并在主管上每隔500m分装闸阀，每隔60m加设三通接头和一个50mm闸阀备用，管道前端至开挖面的保持适当距离，并用高压风管接分风器满足施工。

空压机站配备20m3/min的空压机，本标段最大开挖断面面积为10.59m2，根据初步估算，每台风枪占用3~4平米计算，约用3台风枪，每台枪用风量为3.2，计算总风量为9.6m3/min，考虑各类因素，按机械效率降低25%，则实际需要总风量为9.6/0.75=12.8m3/min，采用1台20m3/min的空压机即可满足开挖和

支护作业的用风量。拟每个洞口配备3台空压机，2台正常使用，1台作为倒用及备用。

四、施工通风设计要素

隧洞在整个施工过程中，作业环境应符合下列卫生及安全标准：隧洞内氧气含量：按体积计不得小于20%。

粉尘允许浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含有10％以下游离二氧化硅的水泥粉尘为6mg；二氧化硅含量在10％以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg。

有害气体浓度：一氧化碳不大于30mg/m3，当施工人员进入开挖面检查时，浓度为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3；二氧化碳按体积计不超过0.5％；氮氧化物（换算为NO2）5mg/m3以下。

洞内温度：隧洞内气温不得超过28℃，洞内噪声不得大于90dB。

洞内风量要求：隧洞施工时供给每人的新鲜空气量不应低于3m3/min，采用内燃机械作业时供风量不应低于3m3/(min.kw)。

洞内风速要求：全断面开挖时不小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不小于0.25m/s，均不应大于6m/s。

五、施工通风风量计算

现以本标段隧洞单向掘进长度最长的7-2支洞43+669.2~44+755隧洞段（1754m）为例进行通风量计算。

⑴按洞内同时作业的最多人数计算

Q1=qmk

式中：q——洞内每人每分钟所需新鲜空气，取3m3/min

m——洞内同时工作的最多人数，取10人

k——风量备用系数，取1.15

Q1=3×10×1.15=34.5（m3/min）

⑵按洞内同一时间爆破使用的最大炸药量计算风量

式中：t—通风时间，取45min。

G—同一时间起爆总药量（kg），按全断面法施工Ⅳ类围岩每次循环进尺1.5m一次起爆最大药量，取G=26.32kg。

A—断面面积，按Ⅳ类围岩取9.34 m2计算。

ф—淋水系数，取0.6

b—炸药爆炸后有害气体生成量，取40L／kg

L—通风长度（1754m）或临界长度（L＇），通风长度由施组中设计进度确定，临界长度用公式L＇＝12.5GbK／AP2计算（式中K 为紊流系数，取0.65）。

P—通风管漏风系数，按百米漏风率（P100）通风管Φ0.6m取1.2%。

则：P=(1－P100L/100)-1=(1-1.2%×1754/100)-1=1.02

临界长度L＇用下式确定计算：

L＇=12.5GbK/(AP2)=12.5×26.32×40×0.65/(9.34×1.022)=880m

当L＜L＇时，使用L来计算风量，当L＞L＇时使用L＇来计算风量，本项目中L＞L＇应采用L＇来计算。

所以：Q2=(2.25/45)×(26.32×9.342×8802×0.6×40/1.022)1/3=172（m3/min）

⑶按允许平均风速计算风量

Q3＝60×A×V

式中：Q3—计算风量，m3/min；

A—最大断面，9.34m2；

V—洞内允许最小风速，本隧洞为小断面，取0.25m/s。

则：Q3＝60×9.34×0.25＝140m3/min

⑷按内燃机械设备总功率核算

洞内掌子面主要的机械设备为钻孔、装渣、运输设备，本工程所选用的洞内设备均为电动，无内燃设备，故Q4=0m3/min

⑸最大风量确定

由前面计算结果知：Qmax=Q2=172（m3/min）。

则Q供=KPQmax，其中K为高原修正系数，不受影响，取K=1；

P——通风管漏风系数，根据前面计算结果P=1.02

Q供=KPQmax=1×1.02×172=175（m3/min）

⑹通风阻力

管道摩擦阻力（h摩）

式中：L—管道长度（m）；