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1、高寒高海拔高速螺旋式隧道施工中空气质量控制一、工程概况：卧龙沟1号隧道穿越甘肃，青海两省交界，位于青藏高原向黄土高原过渡地段，海拔为2897-3195m之间，地质条件复杂，受地形影响，采用螺旋型隧道，本隧道为西北首条高寒高海拔高速螺旋型隧道，总转角近220,曲线最小半径为700米。集中升坡，进出口高差达58mo该隧道为分离式隧道，右线起讫桩号K6+008-K8+562.63,长2554.63m,纵坡采用2.3%的单向坡；左线起讫桩号为ZK6+062-ZK8+688,长2626m,纵坡采用2.2%的单向坡。隧道进出口洞门采用端墙式洞门。隧道围岩等级长度左线为：V级1074米,IV级1217,IH
2、级323米；右线为：V级1062米，IV级1171,HI级320米。二、小组简介：为了保证高寒高海拔高速螺旋隧道通风质量，大循总监办与2015年4月26日成立了卧龙沟隧道通风质量管理小组，并积极开展了“高寒高海拔高速螺旋隧道通风质量控制”的QC活动。并于2015年11月28日完毕课题任务。QC小组概况详见表1：小组名称山西省交通建设工程监理总企业大循项目部高寒高海拔高速螺旋隧道通风质量控制QC小组组建日期2023年4月课题注册号小组构成以现场监理人员为主平均TQC受教育时间100小组课题高寒高海拔高速螺旋隧道通风质量控制课题类型现场型活动次数12活动时间2015/4/26至2015/11/20
3、出勤率100%姓名性别年龄职务小组分工杨军男企业副经理组长王晋朝男项目总监副组长程卫刚男40驻地监理组员张跃军男42隧道监理工程师组员王卫东男45隧道监理工程师组员夏正年男45现场监理组员刘晓鹏男32现场监理组员潘国栋男31现场监理组员三、选题理由隧道作业的环境规定隧道开挖采用钻爆法施工，洞内采用无轨装渣、无轨运送施工措施，在这种条件下，通风排烟除尘是首要处理的问题，而螺旋式隧道由于平面曲线与纵向高差的J存在，尤其是进口上坡洞，再加上处在高原地区，施工通风成为工程中的一种重点难点，只有完善通风方案，加强隧道通风管理，才能保证隧道内空气质量符合原则，才能为施工人员，作业人员的职业健康安全提供保障
4、，才能为项目减少成本，提高经济效益，才能有助于监理工作的开展。项目业主对施工作业环境的规定，保证施工现场作业环境到达国家规范规定的空气质量原则减少和防止职业病。项目监理的目的3T树立我司的企业品牌形象，发明优质服务；3-2消除由于作业环境差引起的不安定原因而导致的质量隐患和质量事故。4、监理服务目的H勺技术积累4T保证我司在青海口勺“AA”信誉评价，开拓监理市场积累监理经验，提高监理人员的管理水平、服务能力，为相类似的监理工作提供技术基础。现实状况调查2023年11月，QC小组针对目前隧道施工的现实状况、作业环境的空气质量、以及海拨高度与大气压力关系，采用既有通风方案的缺陷及成本进行了初步的调
5、查、分析记录。海拨高度(m)与大气压力(kpa)关系图表海拨高度(m)16002023260030003200340036003800400044005000大气压力(kPa)6.1195.8455.4235.1585.0314.9034.7764.7764.5314.3053.97247隧道施工进度、内部环境，线形。卧龙沟1#号隧道进口自2015年04月26日，出口自2014年11月28日，开始施工。进口方向通风由于处在上坡段，左洞纵坡2,2%,曲线半径，R=1255m,右洞纵坡2.3%,曲线半径R=1288m,增长了排烟通风的难度，出口方向通风曲线半径R=700m.风损更大，总监办对项目部
6、编制施组中的!通风方案进行了审核，经对比分析采用如下方案。第一阶段：隧道在掘进600米以内时采用两台IlOKW轴流式通风机，采用串联压入式通风，风管直径160Onim,拉链式安装。第二阶段，隧道掘进到6001000米时在洞内增长1台UOKW轴流式风机作为接力式风机，第三阶段掘进不小于100O米时采用永久实行与临时设施相结合安装洞内射流风机。4.2目前采用的通风方案及计算过程隧道施工中口勺重要污染源和通风防尘原则1、隧道施工中的重要污染源有如下几项：爆破产生的炮烟；柴油机产生的I废气；车辆行驶产生的粉尘。2、通风防尘原则有害气体浓度容许值：a.CO最高容许浓度为30mg/m3；b.CO：按体积应
7、WO.5%；c.NO：浓度应5mgm3;空气粉尘容许含量：含10%以上游离Si02的粉尘应W2mg/m3；最低的排尘风速应0.15m/s;洞内气温应W280Co通风方式施工通风根据公路隧道施工技术规范和隧道长度、断面大小、施工措施、施工设备配套等综合考虑，通风方案根据掌子面距洞口距离分阶段制定，本隧道拟采用取压入式通风方式。风量和风阻计算施工通风所需风量按洞内同步工作的最多人数、洞内容许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量和内燃机械设备总功率分别计算，取其中最大值作为控制风量。重要计算参数洞内同步工作最多人数按50人/工作面考虑；洞内容许最小风速Vmin=O.15m/s；洞内每人供应新鲜风4
8、m3min;内燃机械设备作业供风量3m3（minKW）；风管平均百米漏风率为0.01,风管摩阻系数为0.01。重要计算公式洞内最多人数控制风量：Ql=4*k*m（4一洞内每人每分钟供应新鲜风量、k风量备用系数1.151.25、m一洞内同步工作最多人数；最低容许风速控制风量：Q2=60*S*V（60-分钟与秒的换算、S一断面面积、V-最低容许风速）一次性爆破所需要排除的炮烟量：Q3=7.8t.3/A（S1.）2（t一通风时间、A-一次性装药量、S一断面面积、1.一通风段长度）内燃机械设备总功率控制风量：Q4=W*0.7*3（W内燃机总功率、0.7机械设备运用率、内燃机械设备作业供风量）洞口风机风
9、量：Q=QlnaX/（1-B）1./100（B一百米漏风率）风压计算公式：风机有足够的风压克服管道阻力hh阻H阻=Eh动+Eh沿+Eh局（h动一管口动压一般按50pa考虑、h沿-沿程压力损失、h局-为沿程压力损失的10%）风机、风管选型通过计算，决定选用天津风机厂生产TZ63T2.5型子午加速风机（风量：1800m311ir,全压2800Pa,电机功率IloKW）及巾1.6m通风软管（全断面衬砌台车上加工固定钢管，软式通风管过台车时由此换接渡过）。压入式通风系统设置洞外通风机安装在洞外，通过风管向洞内压入通风；洞内设置一台风机与洞外通风管串联，对通风管内空气进行加压送学子面。沿线每隔100On
10、I安装一台射流风机辅助通风，加速洞内浑浊空气排出。通风布置见下图。第一台风机安设在距洞口203（处，第二台风机安设在进洞800米处。在第一台风机800m出风口处采用薄铁皮加工一种与风带直径相似长度2.Om勺圆筒，圆筒与第二台风机进风口距离为1.52.2m（该范围为通风真空地带,根据现场实际状况,可以进行调整），从圆筒压进来的新鲜空气被第二台风机吸入，送到工作面，新鲜空气将浑浊的空气逼出洞外。隧底A处连接图由于隧道施工采用的内燃设备较多、功率较大，运送车辆排放!勺尾气量很大，隧道开挖产生的有害气体和粉尘也较多。为了防止对施工人员和大气导致危害，对洞内排出的污风进行空气质量监测，假如发现不符合排放
11、原则，及时采用有效的处理措施，以满足环境保护的规定水幕降尘器降尘。水幕降生器具有喷水颗粒细，产雾量大，可以封锁整个隧道断面,除降尘外还可以吸取易溶于水的有害气体（SO2、NH3等）。在距工作面40m距离设置三道水幕（每道水幕间距5m）,水幕降尘装置安在边拱上，爆破后5min打开水幕开关，降尘20min左右停止。水幕布置示意图4.3、 作业环境的空气质量。爆破后通风前，通风后的两组数据，出港过程中空气质量检测数据。隧道内尘毒监测记录（爆破后通风前）监测部位掌子面监测指标COS02NON0202CH4湿度温度游离Si02结论K7+200253.22.82.216无78241.8不合格K6+8002
12、02.22.41.818无70221.6不合格K6+400151.81.61.619无7；）221.4不合格隧道内尘毒监测登记表（爆破后通风3011in）监测部位学子面监测指标COS02NON0202CH4湿度温庆游离Si02结论K7+200251.12.01.218无76191.4合格K6+800200.72.21.021无68201.2合格K6+400150.60.90.820无72220.6合格隧道出渣过程中空气监测部位掌子面监测指标COS02NON0202CH4湿度温度游离Si02结论K7+200231.01.81.120无76201.0合格K6+800180.52.00.921无68
13、210.9合格K6+400150.50.70.723无72220.4合格4.4、 采用既有方案的缺陷及成本。采用既有的通风方案耗电量大，通风耗时长，人工成本高且通风效果不好。影响施工进度。活动目的1 .通过选择最佳的通风方案，减少风损、减少风阻、提高通风效果，2 .缩短通风时间、减少施工成本，使得工作环境空气质量短时间内到达规定目的I,利于发明优良工程。可行性分析1 .有利条件：a有丰富的工程施工经验，优秀的专业监理队伍，b隧道渗水大有助于降尘。2 .不利条件：a隧道长，需投入的人力物力时间较长,b安全隐患多。六、原因分析目时确定后，QC小组通过广泛搜集通风班组及现场各方意见，并召开专题会议针
14、对现场实际状况，进行分析，绘制效果分析图如下：高寒高海拔高速螺旋型长大隧道通风效果高寒、高海拔、高速螺旋型隧道长度大支口高寒高海拔高速螺旋型长大隧道通风效果七、要因确认根据QC小组对现场的观测、分析、得出几条对高寒、高海拔、螺旋型长大隧道通风效果的影响原因，并形成要因确认表:序号原因原因分析结论1通风设施未严格按照工艺原则操作现场管理力度不够、原则规定执行差2通风管的维修保养不到位通风班人员工作责任心不强，人员配置局限性3保护通风设施H勺意识不强、施工过程中损坏通风管对作业人员的管理不到位、思想教育不够，保护成品意识不强，工人在施工过程中不注意保护现场通风设施4内燃机械产生大量污浊空气多台大功率内燃机械工作排放大量的尾气，机况不好或维修保养不力，将会排放更多的废气5通风软管风损、风阻大软式通风
