龙泉山一号隧道通风控制措施
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中国水利水电第九工程局有限公司成简快速路一标段
2009年7月25日
龙泉山一号隧道通风控制措施
1、工程概况:
龙泉山一号隧道是成(都)简(阳)快速路(成都段)一标控制性工程,隧道进口位于成都市龙泉驿区柏合镇新光村牌坊湾缓坡地带,出口位于柏合镇石碑子村,芦溪河西岸,龙泉驿至元宝公路上部斜坡地带,毗邻宝狮湖。左线最大埋深194m,右线最大埋深195m。隧道进口、中部、出口线间距分别为15.567m、27.5m、18.631m。隧道特性如下表:
龙泉山一号隧道特性表
隧道名称 | 坡度(%) | 起屹桩号 | 全长(m) | 进口洞门 | 出口洞门 |
左洞 | 2.6 | ZK1+735~ZK3+573 | 1838 | 削竹式 | 削竹式 |
右洞 | 2.6 | YK1+737~YK3+573 | 1836 | 削竹式 | 削竹式 |
竖曲线:左洞ZK1+725~+905.2段按R=48000m,T=175.2m,设置凸形竖曲线;右洞YK1+727~+905.2段按R=48000m,T=175.2m,设置凸形竖曲线。
本隧道共设车行横通2个,人行横通道3个,车行横通道位置的隧道异侧设紧急停车带2处,紧急停车带长40m,有效长30m。
2、不良地质情况
1、瓦斯:隧道地处川中天然气分布区,场地内分属中石化和中石油天然气勘察区,根据调查访问,该区天然气储气地层埋藏深度均大于2000米,根据地勘钻探(Z1-LQS1SD-B1-1、Z1-LQS1SD-S-B1)结果,在孔深30~40m处检测到天然气,其浓度分别为9700ppm和1812ppm,但在深孔检测时无天然气显示,在终孔检测时有微量天然气,其浓度为300ppm。
龙泉山一号隧道通过区地层为侏罗系上、中统地层,该地层中本身无天然气分布,但由于褶皱、节理裂隙及断层发育,其下三叠系须家河组内的天然气能沿断层、裂隙通道向上溢出至隧道所处的浅岩层中。由于本隧道穿越卧龙寺向斜,它不是油气运移储集区,同时穿越的龙泉驿断层为通天断层,岩体破碎,不利于油气聚集与保存,且近地表油气对深部隧道影响较小。
经综合研究分析,从检测结果来看,除在地表有天然气显示外,在靠近隧道深处,天然气显示较弱,综合判定该隧道为低瓦斯隧道。
我标段施工的龙泉山一号隧道为低瓦斯隧道,但也有局部富集的可能性,因此在施工过程中必须加强瓦斯监控工作,为保证隧道安全顺利的进行,通风是保证安全必不可少的一个环节。
3、施工通风
1、本隧道经探测为低瓦斯隧道,隧道施工通风主要以施工用风为主,但由于隧道本身有瓦斯富集的可能,所以在施工通风布置时,应考虑高瓦斯溢出的可能性,在选择风机时应以高瓦斯隧道通风考虑,局部采用局扇补给,新鲜空气经通风管进入工作面,用排风机排出洞外。
2、通风量计算
通风量计算原则:
、按掘进面最大瓦斯涌出量计算通风量,以回风流中瓦斯浓度不超过1%为依据。
、按高瓦斯隧道最低风速计算通风量,规定为0.5m/s。
、按掘进面一次爆破最大有药量计算通风量。
、按洞内施工同时工作最多人数计算,每分钟每人供风为5m3计。
按开挖工作面最大瓦斯涌出量计算
隧道名称 | 最大涌出量QC | 不均匀系数K | 允许浓度1% | 供风量Q |
龙泉山 一号隧道 | 2 | 1.3 | 1 | 260 |
根据设计地质探测,本隧道为低瓦斯隧道,从探测结果来看,整条隧道的瓦斯浓度都在0.3m3/min,但局部可能有高瓦斯涌出,根据探测结果,探测量约为1m3/min,本表暂定最大瓦斯涌出量2m3/min,Q=Qc*K/C=260m3/min |
隧道名称 | 常数 | 断面积S | 最低风速u | 风量 |
上半断面 | 60 | 38.5 | 0.5 | 1150 |
下半断面 | 60 | 60 | 0.5 | 1800 |
由于龙泉山1号隧道全线地质较差,全洞拟采取上下台阶法和中壁法开法,故本表未对全断面开挖进行计算,Q=60*S*u |
隧道名称 | 炸药用量A(kg) | 通风距离L(m) | 断面积S(m2) | 通风时间T(min) | 供风量Q(m3/min) |
上断面 | 68.5 | 30 | 48.5 | 30 | 421 |
下断面 | 136.8 | 30 | 60 | 30 | 616 |
Q=7.8(A*S2*L3)1/3/T |
隧道名称 | 每人需要空气g | 工作人数m | 备用系数k | 风量Q |
上断面 | 5 | 60 | 1.5 | 450 |
下断面 | 5 | 100 | 1.5 | 750 |
Q=g*m*k |
根据计算结果,选用最大供风量作为风机选型依据,备用风机容量为50%,局部通风采取局扇通风。
每个工区风机、风管配置数量表
编号 | 风机型号 | 风量(m3/min) | 风压Pa | 高效风量(m3/min) | 转速(r/min) | 最高功率(kw) | 最大电机功率(kw) | 数量 |
1 | SFDZ-P-NO.12.5 | 100~2912 | 500~6500 | 110×2 | 4 | |||
2 | SFDZ-P-NO.11 | 400~2200 | 320~5200 | 55×2 | 4 | |||
3 | φ1500抗静电阻燃风管 | 4000m |
4、通风控制
1、隧洞平时作业时风量控制:隧道平时作业时通风主要考虑洞内工作人员的新鲜空气的供给,供给风量的大小主要由隧洞进尺的长短确定。隧道进尺在100m范围内,压入弱风供给;隧道进尺100m后将采取中风正常供给;如中风不能满足供给需求时将采取压入强风;进尺深达强风都不能满足需求时采取横通道循环通风和局部扇风,以达到满足要求为止,以上通风前提经检测未发现瓦斯及其它有毒有害气体是通风。
2、隧道爆破作业时通风控制:隧道爆破是停止通风,待爆破后进行通风,100m内压入中风15min,瓦检员进行检测无瓦斯及其它有害有毒气体后,方可进洞作业;100m后压入强风15min,瓦检员进行检测无瓦斯及其它有害有毒气体后,方可进洞作业,如不能满足要求将采取循环通风或局部扇风达到需求为止;
3、洞内发生瓦斯涌出、喷出的异常状况时,必须及时采取措施,首先考虑杜绝一切可能产生火源、断电、加强通风,详细的瓦斯处理工作将由四川安全科学研究院实施解决,以达到安全施工标准为止(本项目的瓦斯监控监测工作由四川安全科学研究院完成)。
5、在施工的正常通风情况下对瓦斯浓度控制规定如下:
、道施工中的任何情况下,只要有一次测定的瓦斯浓度大于0.3%,则就必须按防爆规定组织施工。
、面附近的瓦斯浓度达0.5%时,应立即采取加强通风。
、风流中瓦斯或二氧化碳浓度超过0.75%时,必须查明原因进行处理。
、挖工作面风流中的瓦斯浓度达1%时,应停止打眼;在放炮地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达1%时,应严禁装药放炮,并采取措施且及时降低瓦斯浓度。
、挖工作面风流中的瓦斯浓度或二氧化碳达到1.5%时,必须停止施工,撤出人员,切断电源,进行处理,在电动机开关地点附近20m以内风流中的瓦斯浓度达到1.5%时,必须停止设备运转,撤出人员,切断电源,进行处理。
、挖工作面回风流中的瓦斯浓度达到1%或二氧化碳浓度达到1.5%时,必须停止工作,撤出人员。待查明原因,采取措施,报项目部批准处理后进行处理。
、挖工作面内且体积大于0.5m3r 空间中,局部聚积的瓦斯浓度达2%时,附近20m以内必须停止工作,撤出人员,切断电源,进行处理。
、通风时,进入串联工作面的风流中,瓦斯浓度不行超过0.5%,并应装有瓦斯自动断电装置。
、风量流速以测风表数据为主控制风机风速,以保证满足施工供风需求。
、在平时施工中,必须加强监测及通风,预防瓦斯及其他有害有毒气体,通风必须根据上述计算资料进行,必须保证洞内工作人员的新鲜空气的供给,供风量为保证满足施工要求,风量的大小由测风表测出的风量为主。
5、现场通风注意事项:
1、停风、停电而造成工作中断时,在恢复工作之有,应首先恢风,排除瓦斯,并有送电的安全措施,恢复通风后,所有受到停风影响的地段,必须进行瓦斯检测,在确认瓦斯浓度在规定限值内,才能恢复工作。
2、通风设备必须由专人负责、并建立严格的管理制度,以加强维护、防止漏风,保证风机的正常运转。
3、通风主机必须要有一台备用风机。
4、扇通风管靠近开挖面吹风口的距离不宜大于15m 。
5、风机和风机配电设备,必须有封锁装置。