隧道施工通风作业工艺标准.doc

1、1隧道施工通风作业工艺标准FHEC-SD-12-2-20071 适用范围适用于不包括瓦斯隧道在内的各类隧道的施工通风。通风方式应根据隧道长度、施工方法和设备条件等确定。所穿过的岩层不产生有害气体的短于 300m 的隧道或导坑贯通后的隧道，在洞内气体满足国家劳动保护要求时，施工可利用自然通风，其他情况均需采用机械通风。2 应用的国家规范、行业规范及标准2.1 中华人民共和国行业标准公路隧道施工技术规范JTJ 042-942.2 中华人民共和国国家标准环境空气质量标准GB 3095-19963 施工准备3.1 技术准备3.1.1 根据隧道施工方法、设备条件、掘进长度、开挖面积以及污染物质的含量与种

2、类确定通风方式，编制施工通风方案。3.1.2 对有关技术人员进行培训，成立一个专门小组进行施工通风设备的安装、检测、维护和日常施工通风管理。3.2 机具准备3.2.1 通风机：轴流式风机3.2.2 通风管：刚性风管（薄钢板、镀锌铁皮、玻璃钢、聚氯乙烯塑料板等） ，柔性风管（维尼纶涂胶皮、混织胶皮布、维尼纶聚氯乙烯人造革等）3.2.3 风门：普通风门（由木或铁皮制作） 、自动风门（电动式、气动式、水动式、机械式）3.2.4 有害气体检测仪、消音箱3.3 材料准备安装风机所需的基础螺栓、锚杆。3.4 作业条件23.4.1 凿岩钻孔、爆破、出渣、运输、喷锚衬砌等工序施工时均应进行通风，主要地点是工作

3、面。3.4.2 风机距洞口 30m 以上，避免洞内流出的污浊空气重新进入洞内，形成部分循环风。4 施工操作工艺4.1 工艺流程图通风方式选择与布置 风量计算 风压计算 选择通风设备 设备布置安装 质量检查4.2 操作步骤及方法4.2.1 通风方式选择与布置通风方式的选择与布置应根据施工方法、设备条件、掘进长度、开挖面积以及污染物质的含量与种类等情况确定。通风机通风系统的基本布置形式有送风式、排风式和混合式三种。单一的送风式或排风式通风，适用于中、短隧道；混合式通风适用于长、特长隧道，以排风式管路作为通风主管道，送风式为局部通风；隧道采用有轨运输时，宜采用排风式或混合式通风；隧道采用无轨运输时，

4、宜以送风式通风为主，或用送排风两用式风机；隧道设有辅助坑道时，则可利用辅助坑道作为通风巷道。4.2.2 风量计算洞内施工所需通风量应根据洞内同时工作的最多人数所需要的空气量、或使同一时间爆破的最多炸药用量产生的有害气体降低到允许浓度所需要的空气量、或使同时在洞内作业的柴油机产生的有害气体稀释到允许浓度所需要的空气量、或满足洞内允许最小风速要求等条件进行计算确定。以其中最大者选择通风设备。1 按洞内同时工作的最多人数计算风量Q=qmK 式中：Q计算风量，m 3/min（下同） ；q洞内每人每分钟所需新鲜空气量，m 3/min，按每人每分钟 3m3 计算（围岩溢出有害气体时，按每人每分钟 4m3

5、计算） ；m洞内同时工作的最多人数；K风量备用系数，取 1.101.15。2 按满足洞内允许最小风速要求计算风量3Q=60sv 式中：s坑道断面积，m 2；v允许最小风速，导坑应不小于 0.25m/s，全断面开挖时应不小于0.15m/s，但均不应大于 6m/s。3 按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算风量（1）风管式通风送风式通风32)(8.7SLAtQ式中：t通风时间，min；A1 次爆破的炸药用量，kg；S坑道断面积，m 2；L通风区段长度，m。使用上述公式时，若考虑的通风区段长度 L 大于极限长度 L 极限 ，式中的 L 应该用 L 极限 代替。L 极限 按下式确定：SAK50cb

6、1.0极 限式中：K紊流扩散系数，K=0.8；b爆破 1kg 炸药生成的 CO 量，b=40L/kg 炸药；c坑道内容许的 CO 浓度，c=0.008%；其余符号意义同前。排风式通风抛LSAtQ18式中：L 抛 炮烟抛掷带长度，m；火雷管起爆：L 抛 =15+A（m） ；电雷管起爆：L 抛 =15+A/5（m） 。其余符号意义同前。混合式通风32LAVt8.7混 送Q混 送混 排 ).1(4式中：V L吸风管口至工作面整段坑道的容积（m 3） ，VL=LVS，其中：L V吸风管口至工作面的距离（m） ，一般为 2225m 左右。（2）巷道式通风tAbQ5式中：A同时爆炸的炸药用量，kg；b一公

7、斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积（L） ，参见表 1，计算时，一般采用 b=40L；t通风时间，min；一公斤炸药产生有害气体统计（L） 表1气体名称 防水硝铵炸药 2#岩石硝铵炸药 1#粒状硝化甘油 2#粒状硝化甘油CO 9.8 13.43 14.03 8.16 36.40 43.50 44.47 56.07NO 2.97 3.04 3.57 3.89 0.73 0.37 0.49 0.69换算为 CO 共计 29.11 33.19 37.24 33.45 41.50 45.41 47.66 50.56平均 31.15 35.35 43.71 54.11注：有害气体统一换算成CO，1L的NO

8、换算成6.5L的CO。4 按照爆破后稀释一氧化碳（CO）至许可最高浓度的计算风量60tKA165Q式中：t通风时间，min；A1 次爆破的炸药用量，kg；K风量备用系数，K=1.10；5 按洞内使用内燃机的废气污染计算风量稀释有害气体风量计算的基本公式：qycQ式中：q柴油机废气排量（m 3/min）, 2nV其中：V汽缸的工作容积（m 3） ；n柴油机的转速；吸气系数，自然吸气 =1；齿轮增压 =1.2；5 60KNq其中：N柴油机功率（kW） ，K单位耗油量（kg/（kWh） ） ，烧 1kg 柴油所需供应的空气量（m 3/kg） ，可按=20.83（m3/kg）计算；c废气中有害气体浓度

9、（%） ；y有害气体最大允许浓度（%） ；稀释系数 ；yc安全系数（1.52.5） 。以上、分别计算，取其最大值。6 高海拔地区的风量修正由于高海拔地区的大气压力降低，对总风量应按下式修正：QP70高高 式中：Q 高 高海拔地区大气压力，见表2；Q正常条件下计算的风量。海拔高度与大气压力（P高）的关系 表2海拔高度（m） 1600 2000 2600 3000 3200 3400 3600 3800 4000 4400 5000大气压力P 高（kp a） 6.119 5.845 5.423 5.158 5.031 4.903 4.776 4.648 4.531 4.305 3.9727 竖井掘

10、进通风量的计算对于竖井爆破后的通风以送风式为佳，当竖井深度超过300m时，则应采用混合式通风。32)(8.7KSLAtQ式中：t通风时间，min；A1次爆破的炸药用量，kg；S竖井断面积，m 2；L竖井深度，m；6K考虑竖井淋水使炮烟浓度降低的系数，见表3；风管漏风系数，见表4。竖井内炮烟浓度降低系数（K值） 表3级别 巷道特征 系数K1 工作面涌水在1m3/h 以下的各种深度的干燥井筒以及深度不大于200m 的含水井筒。巷道全长均穿过干燥岩石的井下倾斜巷道和水平巷道。 0.82 深度大于200m，有淋水，工作面涌水量在6m3/h 以下的含水井筒。巷道局部穿过含水岩石的井下倾斜巷道和水平巷道。

11、 0.63深度大于200m的含水井筒，其淋水如淋雨般大，工作面涌水量在615m 3/h 范围。巷道全长均穿过含水岩石或是采用水幕的倾斜巷道和水平巷道。0.34 深度大于200m的含水井筒，其淋水如下大雨，工作面总涌水量大于15m3/h。 0.15竖井风管的漏风系数（ 值） 表4风管直径（mm）竖井深度500 600 700 800 900 100030040050060070080090010001.321.512.071.211.351.531.692.02.161.171.281.401.541.711.892.122.341.131.201.291.391.501.641.801.961

12、.121.191.281.361.461.571.421.821.071.111.161.201.271.341.421.468 漏风计算按照上述各种公式计算风量，均未考虑漏风而损失的风量，故洞内实际所需总风量Q 需 应为Q需 =PQ式中：P漏风系数；Q计算风量（m 3/min） 。1）风管的漏风在管道通风中，漏风系数P值与风管接头安装是否严密有关。对长度和直径不同的金属风管的漏风系数，可参考表5。胶皮风管漏风，视接头漏风情况可以概略计算，即在前20节风管内每个接头漏风约为1%，而以后每个接头漏风则为0.5%。一般按标准安装并处于良好状态时，每节长20m的胶皮风管漏风系数可参考表6。7塑料风管

13、，每节长10m，在安装符合标准的情况下，其漏风系数可参考表7。风管百米漏风率10LQ10扇 末扇漏P式中：P 漏100 100m长风管的漏风率；L风管全长（m） ；Q扇 局部通风风量（m 3/s） ；Q末 局部通风末端风量（m 3/s） 。一般要求风管百米漏风率不得大于10%。金属风管漏风系数P参考值 表5风管每节为3m及下列直径（m）时的漏风系数风管每节为4m及下列直径（m）时的漏风系数风管长 （m）单个接头漏风系数K 0 0.5 0.6 0.7 0.8 0.5 0.6 0.7 0.8100 0.0010.003 1.021.09 1.011.06 1.011.04 1.011.03 1.0

14、21.06 1.011.04 1.011.03 1.0081.02200 0.0010.003 1.081.27 1.061.21 1.051.16 1.031.16 1.061.19 1.041.15 1.021.11 1.021.06300 0.0010.003 1.161.51 1.121.38 1.091.29 1.061.18 1.101.37 1.081.28 1.061.22 1.041.12400 0.0010.003 1.251.82 1.191.60 1.151.46 1.101.32 1.161.61 1.121.45 1.101.34 1.061.23500 0.001

15、0.003 1.362.25 1.271.90 1.211.62 1.141.45 1.251.88 1.181.65 1.141.51 1.081.32600 0.0010.003 1.492.76 1.362.25 1.281.93 1.191.57 1.272.22 1.251.87 1.181.66 1.121.45700 0.0010.003 1.633.44 1.472.75 1.362.20 1.271.79 1.482.60 1.322.17 1.281.85 1.161.56800 0.0010.003 1.583.35 1.452.63 1.332.05 1.412.57

16、1.302.13 1.221.74900 0.0010.003 1.723.65 1.542.89 1.362.25 1.572.74 1.392.28 1.251.871000 0.0010.003 1.653.42 1.502.52 1.462.62 1.282.07注：表中同格内上行值为风管接头用橡皮或油封衬垫密封，螺栓完全拧紧。下行值为风管接头用马粪纸或麻绳密封，螺栓完全拧紧。胶皮风管漏风系数P值 表68风管长度（m）50 100 150 200 250 300 400 500 600 700 800漏风系数 1.04 1.08 1.11 1.14 1.16 1.19 1.25 1.3

17、0 1.35 1.38 1.43聚氯乙烯塑料风管漏风系数P值 表7风管长度（m）风管直径（m）100 200 300 400 500 600 700 800 900 10000.50.60.70.81.0191.0141.0101.0081.0451.0361.0281.0221.0911.0711.0531.0401.0451.1121.0801.0671.1571.1301.1081.0901.2301.1801.1451.2601.2301.2611.1881.1531.3301.2371.1951.2881.2291.3451.251注：本表中单个接头漏风系数K 0=0.003。2）风

18、门（风墙）的漏风风门漏风量 Q 漏 的计算：（m 3/s）hs漏式中：h风门所承受压差（daPa） ；s风门面积（m 2） ；K指数，当风流为层流时 K=1，当风流为紊流时 K=2，当风流为混合流时K=12。风门的漏风量，主要在于风门结构是否严密，不同的风门质量，其漏风系数可参考表 8。风门漏风系数 表 8类 型 漏 风 系 数砖墙包铁皮风门，边缘是毛毡或胶皮垫砖墙木门（普通）板条墙（二面抹灰浆）普通木门板条墙（二面抹粘土）普通木门0.0150.04 平均 0.030.030.0545 平均 0.04平均 0.030.0590.09 平均 0.064.2.3 风压计算通风机的风压用来克服沿途所

19、有的阻力，在数值上等于风道（或风管）的沿途摩擦阻力和局部阻力之和。1 摩擦阻力计算无漏风的 2RQ扇摩 h9有漏风的 2PRQ末摩 h式中：h 摩 摩擦阻力损失（daPa） ；Q 扇 风管始端风量（或风机风量） （m 3/s） ；Q 末 风管末端风量（或工作面的风量） （m 3/s） ；R风阻值（k） ，对巷道 ；SLR对圆管 35.6d其中：摩阻力系数或风阻值，见表 9 及表 10，巷道阻力参考表11。L风管（巷道）长度（m） ；巷道断面圆周界（m） ；S断面积（m 2） ；d风管直径（m） 。风管摩擦阻力系数 值及 1m 长风阻率 表 9风管直径（mm） 500 600 700 800 9

20、00 1000 0.00035 0.00032 0.00030 0.00025 0.00023 0.00023金属风管 0.0730 0.0260 0.0116 0.0049 0.0024 0.0016 0.00016 0.00015 0.00013 0.00013 塑料风管 0.03330 0.01524 0.00500 0.00258 胶皮风管的风阻值 表 10长度（m）直径（mm）50 100 150 200 250 300 400 500 600 700 800 900 1000500 5.2 10.7 15.5 20.3 25.5 30.9 41.2 51.6 63.4 73.1 8

21、3.7 94.2 107.2600 2.1 4.3 6.1 7.9 9.9 11.9 16.3 19.9 21.3 27.6 31.9 36.2 40.7巷道阻力系数 值 表 11项别 施工地段及其支护特征 值12345成洞，用混凝土砌筑成洞，用块石砌筑，带有角面用木料支撑的全断面开挖隧道用金属拱架木模板支护的隧道上导坑，有支撑下导坑，有支撑，但中间没有加强支柱下导坑，双道中间有支柱下导坑，没有支撑0.00040.000450.00060.00080.00120.0010.00120.00250.00200.00250.0300.00400.00110.002010678910用木料框架支撑的

22、漏渣孔拱部扩大完成拱部衬砌，马口未开挖挖 底风 道0.00260.00550.00600.00100.00120.00100.00402 局部阻力损失计算局部性的压力损失，是由于影响风流的各种局部原因所引起的，如风道缩小、扩大、转弯等。可按下式计算：2g局局 h式中： 局部阻力损失， （daPa） ；局对于每一种独立形式的局部阻力系数，参考表 12；局v风流经过局部断面形状变化后的速度（m/s） ；空气比重，=1.2kg/m 3；g标准重力加速度，g=9.81m/s 2。局部阻力系数 表 12项别 局阻发生的地点 图 示 值或 C 值1 风流由洞口进入成洞 0.602 由成洞进入扩大及下导坑由

23、扩大至上导坑 0.463 风流由上导坑进入漏斗 0.704 风流由漏斗进入导坑 7.205 风流由导坑单道进入双道断面 1.706 风流欲导坑双道进入单道断面 1.007 风流由平行导坑进入风道 0.508 下导坑转135进入通道 C=0.289通道转4560进入平行导坑C=0.0410 圆转角30120 R/d 30 45 60 90 120111.5 0.08 0.11 0.14 0.175 0.202.0 0.07 0.10 0.12 0.15 0.17 10 30 60 90 100 0.018 0.164 0.654 1.471 1.800 110 120 130 150 17011

24、 折拐10170 2.13 2.62 2.854 3.6 5.07L/d 4 6 8 1030 0.2 0.2 0.2 0.245 0.75 0.75 0.75 0.7560 1.6 1.63 1.64 1.6412 之字形拐弯3060各种风管突然扩大或突然缩小的值（S 1，2 为风管断面）S1/S2 1 0.9 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.10 0.01 0.04 0.09 0.16 0.25 0.36 0.49 0.64 0.81130 0.05 0.10 0.15 0.20 0.25 0.30 0.35 0.40 0.453 其它局部阻力 h 其它 计算在

25、巷道通风中，为考虑施工中如开挖马口、中槽等其它因素增加的阻力，h 其它应适当增加 20%30%。使用风管通风时，h 其它 一般可考虑增加 5%10%。4 总阻力计算h 总 = h 摩总 + h 局总 + h 其它 （18）式中：h 总 总阻力损失；h 摩总 摩擦阻力损失之和；h 局总 局部阻力损失之和。4.2.4 选择通风设备1 通风管通风管直径应根据坑道断面、通风量和风管长度综合考虑确定。长距离送风宜尽量选用大直径风管，当受坑道净空限制而采用较小直径且风管阻力损失过大时，可用间隔串联风机的办法来满足风压的要求。直径 600mm 及以下的风管多用在导坑等小断面开挖。全断面开挖的长大隧道，宜用直

26、径为 8001000mm 的风管。压风管12多采用软质橡胶管，吸风管应采用硬质金属管或玻璃钢管。选择风管，除了考虑技术上可行外，还要考虑经济上合理。风管直径小，成本低，但耗电量大。风管直径大，成本高，但单机送风距离长，耗电量小。根据工程实际情况，尽量选用大直径、风阻低的风管。2 风门巷道式通风一般应在平导口处和横通道内设置风门，用以切断风流避免形成通风回路。在平导口处一般设置既可行人又能通过车辆的自动风门，在横通道内一般设置人力开启的行人木制风门。3 通风机通风机的选择应符合以下要求：1）根据计算风量 Q 和风压 h 总，结合通风方式及布置选择风机的类型，一般多选用轴流式风机；2）根据网络（阻

27、力）特性曲线按照产品样本所提供的风机性能曲线或性能表确定风机的型号及工况点；3）为使风机运转平稳，轴流式风机选用的最大风压，不宜超过其性能曲线峰点处最大压力的 0.9 倍，且须位于驼峰的右侧；4）选择局扇时须与风管直径的选择相结合。一般风机的直径不宜大于风管的直径；5）长距离风管送风时，为满足风压的要求，可采用相同型号风机等距离间隔串联方式。这样既便于施工，并能减小风流对风管壁的压力，有利于风管的轻型化；6）有时为满足风量的要求，可采用两台同型号风机并联。此时，可用单路大直径风管送风，也可用两路较小直径的风管送风，但要进行综合比较确定。7）通风机应有适当的备用量，宜为计算能力的 50%。电动机

28、功率按下式计算：B102QhN2式中：Q风机工况点风量（m 3/s） ；h坑道总负压（风机工况点风压） （daPa） ；102功的换算值，102kgm=1kW； 1与风机工况点对应的效率（静压效率） （查性能曲线图） ；13 2机械效率，皮带转动时为 0.90.97，计算时一般取 0.95；B电机容量贮备系数，见表 13。电机容量储备系数 表 13电机容量 B 值在1.0kW 以内时2.0kW5.0kW在5.0kW 以上时1.51.41.31.24.2.5 设备布置安装1 通风机1）应按设计要求安装主风机。洞内主风机应安装在新鲜风流中。2）风机安装时，支承风机本体的结构强度（包括基础螺栓与锚杆

29、）应为实有荷重的15倍以上。基础螺栓或锚杆在风机安装前应作载荷试验或拉拔试验。3）通风机应装有保险装置，当发生故障时能自动停机。2 通风管1）通风管靠近开挖面的距离应根据具体情况决定，压入式通风管的送风口距开挖面不宜大于 15m，排风式风管吸风口不宜大于 5m。2）送风式的进风管口或集中排风管口应设在洞外，并做成烟囱式，防止污染空气回流进洞。3）采用混合式通风方式时，当一组风机向前移动，另一组风机的管路应相应接长，并始终保持两组管道相邻端交错 2030m。局部通风时，排风式风管的出风口应引入主风流循环的回风流中。4）通风管的安装应做到平顺、接头严密、弯管半径不小于风管直径的 3 倍。柔性风管应

30、尽量采用反边连接、罗圈连接、贴胶连接方式。条件许可时，采用刚性接头、拉链等密封性好、坚固耐用的连接方式。5）通风管的连接要用过度接头，避免断面突然变化。3 风门1）木制风门的门扇厚度应不小于 50mm，由两层直交或斜交的木板组成，木板中间垫上一层油毛毡。安装时，门扇要求与垂线成 5 的倾角，偏向顺风一侧。2）自动风门由两个门扇成三角形布置，门扇用 24mm 厚的钢板，门扇框架用角钢焊接，门框用槽钢，门扇与门框用轴连接。144.2.6 质量检查1 风管吊挂平直，拉紧吊牢，不出现褶皱。2 发现风管破损应及时修补或更换。3 定期测试通风量、风速、风压，检查通风设备的供风能力和动力消耗。5 质量标准5

31、.1 坑道中氧气含量按体积计不应小于 20%，坑道内气温不宜高于 28。5.2 有害气体浓度应符合下列要求：5.2.1 一氧化碳（CO） ，一般情况下不大于 30mg/m3，特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，可为 100mg/m3，但工作时间不得超过 30min。5.2.2 二氧化碳（CO 2）按体积计不得大于 0.5%。5.2.3 氮氧化物（NO2）即二氧化氮，氧化物换算成二氧化氮应在 5mg/m3以下。5.2.4 甲烷（CH4）即瓦斯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程有关规定办理。5.3 含 10%以上游离二氧化硅的粉尘，每 m3空气中不得大于 2m

32、g；含 10%以下游离二氧化硅的矿物性粉尘，每 m3空气中不得大于 4mg。5.4 隧道洞内施工工作地点噪声不宜大于 90dB。5.5 每人每分钟供应的新鲜空气不宜小于 3mg/m3。5.6 风速在全断面开挖时不应小于 0.15m/s，坑道内不应小于 0.25m/s，但均不应大于 6m/s。6 成品保护6.1 成立专门的通风班组，加强通风的日常管理，勤检查、常维护，保证风机正常运转。6.2 保证风管接头严密，避免车刮炮崩，以防止漏风或尽量减少漏风。尽量增加每节风管的长度以减少接头数量，重视风管连接质量，及时修补破损和更换风管等。6.3 风管上每隔一定距离应设置放水孔，及时放掉由于温度变化使风流

33、中水蒸气凝结成的水，防止风管变形或坠坏吊环。157 质量记录7.1 基础螺栓载荷试验记录7.2 锚杆拉拔试验记录7.3 有害气体浓度检测记录7.4 粉尘浓度检测记录8 安全环保措施8.1 安全措施8.1.1 隧道开挖时，控制好爆破，防止爆破飞石损坏通风管道。8.1.2 通风机和通风管的性能必须合理匹配，防止不合理的匹配导致系统无法正常运行，损坏设备。8.1.3 无论通风机运转与否，均严禁人员在风管进出口停留。8.1.4 通风机停止运转时，任何人不得靠近通风软管，亦不得将任何物品放在软管上，以免突然送风使软管猛然鼓起造成安全事故。8.2 环境保护措施8.2.1 采取“湿式凿岩、机械通风、喷雾洒水、个人防护”的综合除尘措施。8.2.2 做好有害气体和粉尘浓度的监测工作。8.2.3 设在洞口附近通风机应安放在消音箱内，设在洞内的通风及应安放消声器，减少噪音污染。8.2.4 柴油机车辆安装尾气净化装置。执笔：王冬恒审定：彭国才 陆仁达