长大隧道施工通风方案技术

汪昊

摘要：长大隧道施工的关键配套工艺之一是施工通风，优良的通风是长大隧道安全生产的前提，也是项目进度与施工质量的关键保障。怎样去处理现在的铁路与公路建设中的隧道施工通风问题也开始变成众多工作人员的研究主题，这对中国的交通运输行业具备关键的实际意义。

关键词：长大隧道；施工通风

1.工程简介

某隧道为一座特长隧道，全长3710m的隧道，开挖断面相对大，达到170m2，隧道左右洞平行，两洞距离40m，使用钻爆法施工，无轨运输。出口端独头掘进2100m，车行横通道约每500m设置一个，出口端掘进共施工4个车行横通道。两条平行隧道经过横通道联系起来，因为独头掘进相对长，施工时综合思考使用射流巷道通风形式。

2.隧道施工环境规范

依据中国铁路、厂矿、企业和相关劳动卫生规范的规定，隧道内施工作业段的空气一定要跟下列卫生规范相符：粉尘浓度：国务院公布的《有关预防厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定：空气每1m3含有10%以上游离二氧化硅为2mg的粉尘；每1m3含游离二氧化硅在10%以下时，不含有害物质的矿性与动植物性为10mg的粉尘；在10%以下的含游离二氧化硅为6mg的水混粉尘。氮氧化合物浓度：中国矿山安全规程和《铁路隧道施工技术标准》规定：不能超过0.00025%的氮氧化合物，不能超过5mg/m3的质量浓度。洞内空气成分（依照体积计）：中国矿山安全规程和《铁路隧道施工技术标准》规定：凡是有人工作的位置，不低于20%的氧气（O2）含量，不能大于0.5%的二氧化碳（CO2）含量。洞内风量要求：各人每分钟提供新鲜空气不能少于3m3，柴油设备千瓦/分钟需要不小于3m3的新鲜空气。

3.通风设计方法

射流巷道通风要计算入洞风量、送风机供风量、风管出口风量，程序如下：①对隧道每一个掌子面所需风量进行计算；②对风管出风口的应有风量进行确定；③确定风机要供的风量，对供风机与风管进行选定；④确定应入洞风量，射流风机进行初选；

4.计算参数

某隧道开挖用钻爆法施工，运输使用无轨运输，在左洞设供风机，经过拉链软风管向左右两个洞掌子面供风。为：S=177.1m2的开挖断面面积，上导坑依照80m2一次爆破用药量：A=135kg；最多作业人数的是洞内：依照每工作面平均50人；爆破后为：t=20min的需要通风排烟时间；最大压入通风长度：依据前面布置的风机，左右洞都取L=600m。

5.风量计算

5.1风量依照爆破作业确定：

Q2=2.25[G(AL)2ψb/p2]1/3t

当中：通风时间为t，取t=30min；G—次爆破的炸药量，G=290Kg；隧道断面积为A，A=120.42m2；Ψ—和隧道的潮湿程度相关ψ=0.3；b—炸药爆破时的有害气体形成量b=40L/Kg；风管的漏风系数为p，取1.18；临界长度为L，依照把CO释放到100mg/m3计算：

L=12.5G*b*K*/(A*p2)

式中系统扩散系数为K，和风管口距工作面的间距和风管直径相关，K=0.67

L=12.5G*b*K*/(A*p2)=12.5*290*40*0.67

/(120.42*1.182)=579.4

Q2=2.25[G(AL)2ψb/p2]1/3t

=2.25[290*(120.42*579.4)2*0.3*40/1.182]1/330=1724.98m3/min

5.2风量依照稀释内燃机车废气计算：

设在洞内同时施工合计为900KW的内燃机车功率，为70%的平均运用率。

Q4=900×3×0.7=1890m3/min

Q=max（Q1，Q2，Q3，Q4）=1890m3/min，所以左右两洞每个掌子面所要风量都为1890m3/min（就是31.5m/s），也就是左右两洞掌子面出风口的风量。

6.隧道施工通风方式

隧道施工一般是应用通风扩散和引射器通风与机械通风，再者就是应用辅助坑道通风形式，例如双巷通风和混合式通风等。陈旧高原隧道施工通风间距相对短时，则是应用独头压入式通风形式，具备有巷道式通风条件时，则是应用巷道式通风形式。一般运用无轨运输的隧道施工污染特别严重，通风方案如果是应用压入式通风办法，尽管说施工组织管理相对简单，比较强的可操作性，同时其需要太大的风量，通风机太大的总功率，造成整体能耗太高。独头通风间距相对长则总体漏风率相对高，特别严重的能源浪费，受到斜井断面净空的约束，不可以为每一个工作面布置相对合理的通风管，而且有关方案能优化的空间非常小，较低的可靠性，加上斜井井身内部风管维护难度非常大。

7.通风设备的选择

在隧道施工经过中，选择通风设备也是特别关键的，它直接关系到施工的进度与质量，因此第一，务必要清楚确定污染来源的种类，而且还要对其实施有效的掌控，也要选取合理的风机。第二，在实施长距离送风的时候，能够应用间隔串联一样种类的风机，这样就能够有效的让风压的要求得到满足，也能够依据现实的状况使用两台一样型号风机。第三，对于选择风管，要选取大直径风管，关键是由于其可以让送风的距离延长、通风的消耗电量降低，当中风管有两种种类，包含：硬风管与软风管，一般状况下，使用软风管相对好。

8.通风管理和辅助通风措施

8.1建立以项目经理为核心，由安全员、通风管理员、通风检验员参与的通风管理机构，负责通风体系各类设备的管理与检修，监督严格依照既定的通风方案进行、操作，不能走捷径，不能图省事。

8.2通风检验员要定期检测洞内风速、风量、气温、气压、瓦斯浓度等，并做出具体的记录，及时反馈到现场主管人员并使用相关必要的方法。

8.3保险装置要在通风机装有，当出现故障时要可以自动停机，而且通风机要有合理的备用数目。

8.4如果通风设备发生事故或洞内的通风受到阻碍，太差的作业条件，全部人员要撤离现场，在通风体系没有复原正常工作与经全面。

8.5高压水雾降尘，为了把围岩爆破后形成的粉尘量降低，使用了水幕降尘，对洞内施工环境进行优化，使通风时间减少了。爆破后5min，把水雾打开，降尘20min左右终止。同时在输送出碴经过中用高压水雾对道路和碴堆实施分层洒水以把粉尘减少。

8.6完成长距离通风的重点是防漏降阻，风筒质量要严格的控制，风筒在安装时要维持直线，避免扭曲变形。关注风筒防护，机械防止进出挂损，及时修复破损的风筒。

结语

科学的通风系统、理想的通风效果是完成长大隧道迅速施工、施工人员身心健康和施工安全的关键保障。进出风口的面积要尽可能的加大，使空气流通加大。节能环保的优先选择是自然通风，并有着不能比拟的优点。项目设计中要尽量考虑自然通风，但因为现实状况的局限性，要科学增加机械通风以满足需求。

参考文献

[1]蒲荣宇.高原特长隧道施工通风技术[J].铁道建筑技术，2013（2）.

[2]张仕杰.高原地区长大隧道施工通风技术[J].铁道建筑技术，2013（15）.

[3]高永林.谈长大铁路隧道快速施工[J].山西建筑，2013，39（7）：174-176