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1.隧道通风与防尘安全专项施工方案

1.1.通风方式

施工通风方式应根据隧道的长度、掘进坑道的断面大小、施工方法和设备条件等诸多因素来确定。在施工中，有自然通风和强制机械通风2类，其中自然通风是利用洞室内外的温差或风压差来实现通风的一种方式，一般仅限于短直隧道，且受洞外气候条件的影响极大，因而完全依赖于自然通风是较少的，绝大多数隧道均应采用强制机械通风。隧道施工机械通风方式主要有压入式、抽(排)出式、混合式和巷道式，根据我分部隧道工程特点选用压入式通风方式。

1.1.1.压入式通风

压入式通风是将轴流风机安设在距离洞口30m以外的新鲜风区(上风向)，通过通风管将新鲜风压送到开挖工作面，稀释有害气体，并将污风沿隧道排出洞外，如下图所示。此种方式基本不受施工条件限制，在目前施工生产中应用很广泛。

压入式通风

1.2.隧道施工作业环境卫生标准

在隧道内必须尽量降低有害气体的浓度，同时对其他不利于施工的因素如噪声、地热等也应进行控制。按照有关规定（即公路隧道技术规范与设计文件），隧道施工作业环境必须符合下列卫生标准。

1.2.1.隧道中氧气含量

按体积计，隧道作业过程中空气中含氧量不得低于19.5%，严禁用纯氧进行通风换气。

1.2.2.有毒有害气体允许浓度

一氧化碳（CO）：最高允许浓度为20mg/m，短时间（15min）接触允许浓度为30mg/m3。

二氧化碳（CO2）：最高允许浓度为mg/m。短时间（15min）接触允许浓度为mg/m3。

二氧化氮（NO2）：最高允许浓度为5mg/m，短时间（15min）接触允许浓度为10mg/m。

二氧化硫（SO2）：最高允许浓度为5mg/m，短时间（15min）接触允许浓度为10mg/m。

一氧化氮（NO）：最高允许浓度为15mg/m，短时间（15min）接触允许浓度为30mg/m。

硫化氢（H2S）：最高允许浓度为10mg/m3，短时间（15min）接触允许浓度为15mg/m。

1.3.粉尘允许浓度

每立方米空气中含10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg/m3，含10%以下游离二氧化硅的粉尘为4mg/m3，二氧化硅含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg/m3。

1.3.1.瓦斯（CH4）浓度

按体积计不得大于0.5%，否则必须按煤炭工业部现行的《煤矿安全规则》的规定办理。

温度：洞内工作地点的空气温度，不得超过28°C。

噪音：洞内工作地点噪声，不宜大于90dB。

其它相关规定

洞内风量要求

隧道施工时供给每人的新鲜空气量不低于3m3/min，采用内燃机械作业时供风量不低于4.5m3/(min.kw)。

1.3.1.1.洞内风速要求

全断面开挖时不小于0.15m/s，在分部开挖的导洞中不小于0.25m/s，均不大于6m/s。

1.3.1.2.通风管的安装

通风管距开挖面的距离不宜大于15m。通风管的安装应平顺，接头严密，每m平均漏风率不得大于2%，弯管半径不得小于风管直径的3倍；

1.3.1.3.瓦斯隧道爆破

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必须小于0.75%。

1.4.隧道施工通风设计原则及影响因素

1.4.1.隧道施工通风设计原则

准确计算的原则

科学配置的原则

经济合理的原则

设备综合利用的原则

同步除尘的原则

安全优先原则

施工通风影响因素

运输方式对施工通风的影响

无轨运输的内燃机械排放尾气和卷扬粉尘对施工作业环境污染严重，增加了施工通风的难度。在本专项方案中，充分考虑到了无轨运输的需风量要求。

多作业面同时施工对施工通风的影响

隧道进出口工区均有一个作业面施工，需要布置的通风管路，需要的总风量较大，配置风机的总功率也较大。本隧道采用压入式通风方式可以满足要求。

1.5.隧道需风量的计算

1.5.1.工区划分及通风方式选择

管道独头压入式通风

管道独头压入式通风是隧道施工中采用最多的一种通风方式，基本不受施工条件限制，只是需要因送风距离长短和需风量大小进行合理匹配通风设备，送风距离过长会造成通风效率下降和总需风量过大，所以在长大隧道施工通风中应该尽量选择送风距离较短的通风方式。

1.5.2.射流巷道式通风

巷道式通风该在具有横通道连通的平行双洞施工条件下采用，平行双洞施工能形成一个进新鲜风一个排出污风的通风系统，要保证轴流风机始终处在新鲜风区。此方式可以大大缩短管道独头送风距离、大幅度提高送风量、提高通风效率和改善通风效果。

工区划分及通风方式的选择

xx1#隧道单幅全长m，均为Ⅴ级围岩，采用单洞单向掘进，单洞掘进最长m。

xx2#隧道单幅全长m，均为Ⅴ级围岩，采用双洞单向掘进，单洞掘进最长1m。

xx村隧道单幅全长m，Ⅳ级围岩m、均Ⅴ级围岩m，采用双洞双向掘进，单洞掘进最长m。

xx隧道单幅全长m，均为Ⅴ级围岩，采用双洞单向掘进，单洞掘进最长m。

隧道施工通风方式选择为独头压入式通风的方式

需风量计算公式

以xx2#隧道单向掘进最长1m计算，开挖面需风量计算按照以下因素分别计算，取最大值作为配风标准的控制风量，具体按各因素计算结果如下：

按洞内工作面同时工作的最多人数计算

Q人=q·n·k

式中：q——洞内作业人员的需风量，取3m/min·人；

n——作业面同时作业的最多人数，60人；

k——备用系数，取1.25。

该需风量为：Q人=60*3*1.25=m/min。

按隧道内最小风速计算

Q风速≥Vf·F(m3/s)

式中：Vf——最小风速(m/s)；

F——最大断面积(m)

最小风速为0.2m/s。控制因素为分部开挖，其断面最大为m，可以算出最小风速需风量为：

Q风速=0.2*60*=m/min

按爆破后有害气体计算通风量

爆破后稀释有害气体到许可浓度以下所需的风量可按下式计算：

QH=(·E·be)／(e’·t)(m3/min)

式中：E——同时爆破的炸药量(kg)；

be——1kg炸药爆破后所产生的一氧化碳；

e’——允许有害气体的浓度，一般为0.02；

t——规定通风时间(min)。

结合隧道施工的实际情况，E取kg（全断面开挖），be取0.02m3/kg，e’取0.02，t取20min。得QH=m3/min。

QH=（**0.02）/（0.02*20）=m/min

无轨运输洞内需风量计算

无轨运输方式的洞内需风量应对内燃设备的排放的尾气进行稀释，其需风量还应考虑稀释尾气的情况。

按《公路隧道施工技术规范》规定按照4.5m/kw·min稀释尾气。作业面区域范围内同时工作最大功率时：挖掘机1台，功率为kw，装载机1台，功率为kw；自卸汽车掌子面附近2台，功率为kw。由于挖掘机与装载机不同时使用，掌子面附近内燃机最大总功率为kW。

Q内=H·q·k

式中：H——内燃机械总功(kw)

q——内燃机械单位功率供风量，4.5m/（min·kw）

k——功率系数，取为0.63

掌子面附近的内燃机作业需风量为：Q内=*4.5*0.63=m/min（即风机的最大供风量）。

1.6.隧道施工通风方案及设备配置

风机供风量的确定

进出口工区采用Φmm的软风管，百米漏风率取0.01，计算出各通风区段压入式风机的供风量。采用压入式通风，压入式风机的供风量应按工作面人数、最小风速、一次爆破炸药量、及掌子面作业区域范围内稀释内燃机车需风量计算的最大风量确定。压入式风机的供风量由下式计算，式中k1为有效风量率。

式中：—百米漏风率，取1%；此时软风管接头宜采用拉链式；

L—压入通风的长度，（按照总体施工组织设计，xx2#隧道单向施工1m）。

Qmax=Q人+Q风速+QH+Q内=m/min

计算压入式风机供风量为/(1-0.01*1/)=m/min

风压计算

通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即h＞h阻，按下式计算：

h阻=∑h动+∑h沿+∑h局=50+.3+.9=.2pa

其中：管口动压h动一般可考虑为50pa。

沿程压力损失计算：

h沿=α·l·U·p·Qmax2·g/s3=.3pa；

式中α－风管摩擦阻力系数，取α=3×10-4kg.s2/m3

l－风管长度，取1m

U－风管周边长，π·D=5.m

p－漏风系数，P=1/（1-β）L/=1.，β=1.3%

Qmax－计算掌子面所需风量，m3/min并折合成39.08m3/s

g－重力加速度，取9.8m/s2

S－风管截面积，π·D2/4=2.01m；D－风管直径1.6m

局部压力损失，按沿程压力损失的10%进行估算：

h局=h沿×10%=.9pa

设备选型

压入式风机的选型

选用SDF(B)-NO12.5型（75*2KW、风量0～m/min，全压1～Pa）隧道施工专用轴流通风机，将新鲜空气压入工作面，稀释后的废气沿隧道排出洞外，压入式风机应选择能满足各个通风区段供风量及风压的轴流风机。

1.7.风管选型

风管选用Φmm软风管。

1.8.施工通风方案

根据通风方式的选择，确定的压入式通风方案，选用隧道施工专用轴流通风机以及型通风软管，将新鲜空气压入工作面，稀释后的废气沿隧道排出洞外。

xx1#隧道出口左右洞均采用55KW轴流风机及ΦmmWSFG型通风软管（由于单洞掘进只有m，根据以往隧道经验可以满足通风要求）。

xx2#隧道进口左右洞均采用SDF(B)-NO12.5型（75*2KW）隧道施工专用轴流通风机及ΦmmWSFG型通风软管。

xx村隧道进口左右洞均采用SDF(B)-NO12.5型（75*2KW）隧道施工专用轴流通风机及ΦmmWSFG型通风软管。

xx村隧道出口左右洞均采用采用SDF(B)-NO12.5型（75*2KW）隧道施工专用轴流通风机及ΦmmWSFG型通风软管。

xx隧道进口左右洞均采用采用SDF(B)-NO12.5型（75*2KW）隧道施工专用轴流通风机及ΦmmWSFG型通风软管。

布置注意事项：轴流风机置于洞口30m以外，风管前端距掌子面4m，为避免污风串流。

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