以西山隧道施工通風(fēng)方案探討長(zhǎng)大隧道施工過(guò)程中的通風(fēng)技術(shù)

1、<p>　　以西山隧道施工通風(fēng)方案探討長(zhǎng)大隧道施工過(guò)程中的通風(fēng)技術(shù)</p><p>　　摘要：作為公路建設(shè)和鐵路建設(shè)很重要的一部分的隧道施工作業(yè)中，長(zhǎng)大隧道的通風(fēng)問(wèn)題作為施工作業(yè)中很重要的一部分，通風(fēng)效果的好壞直接會(huì)影響到整個(gè)隧道施工的空氣質(zhì)量，進(jìn)而影響到各個(gè)作業(yè)面施工人員的人體健康，而通風(fēng)方案的選擇是影響通風(fēng)效果好環(huán)的直接決定因素。 </p><p>　　關(guān)鍵詞：長(zhǎng)大隧道、送風(fēng)

2、方式、壓入式通風(fēng)、輔助通風(fēng)坑道 </p><p>　　中圖分類號(hào)： U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A </p><p>　　隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展和西部大開(kāi)發(fā)力度的進(jìn)一步加大，各項(xiàng)相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與此同時(shí)得到了迅猛發(fā)展；而在各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，作為公路建設(shè)和鐵路建設(shè)很重要的一部分的隧道施工作業(yè)中，長(zhǎng)大隧道的通風(fēng)問(wèn)題作為施工作業(yè)中很重要的一部分，通風(fēng)效果的好壞直接會(huì)影響到整個(gè)隧道施工的空氣質(zhì)量，進(jìn)

3、而影響到各個(gè)作業(yè)面施工人員的人體健康，而通風(fēng)方案的選擇是影響通風(fēng)效果好環(huán)的直接決定因素。目前我國(guó)公路隧道的施工更多的是采用新奧法進(jìn)行的，開(kāi)挖基本上仍然采用鉆爆法，出渣多采用無(wú)軌運(yùn)輸。在隧道施工中，對(duì)于短隧道而言，通?？刹扇∽匀伙L(fēng)來(lái)解決洞內(nèi)施工環(huán)境問(wèn)題，而對(duì)于長(zhǎng)大隧道而言，施工通風(fēng)就是一項(xiàng)必須著重解決的問(wèn)題。 </p><p>　　西山隧道右線隧道長(zhǎng)14935米，左線隧道長(zhǎng)15075米，我標(biāo)段隧道左洞長(zhǎng)7110米（

4、ZK7+550~ZK14+580）、右洞長(zhǎng)7030米（YK7+550~YK14+660），隧道設(shè)計(jì)為分離式，左，右洞中心間距55米。原設(shè)計(jì)為解決運(yùn)營(yíng)通風(fēng)和施工需要，在線路左側(cè)設(shè)2號(hào)斜井，與左洞交于ZK10+079處，斜井設(shè)計(jì)坡度為25°；在右洞左側(cè)35米、兩洞之間設(shè)2號(hào)豎井。針對(duì)該隧道的實(shí)際情況，施工中采取了增設(shè)緩坡斜井的方案，斜井全長(zhǎng)1130m，與右洞交于YK9+500處，最大坡度12.5%，采用雙車道無(wú)軌運(yùn)輸。 </

5、p><p>　　2號(hào)豎井位于右洞YK10+300左側(cè)35m處，設(shè)計(jì)深度156.8米，斷面為圓形，襯砌后直徑為8.2米。豎井中部設(shè)計(jì)為0.3m厚鋼筋砼隔板，將豎井分隔為進(jìn)、出風(fēng)道，在底部設(shè)送風(fēng)道和排風(fēng)道與右洞聯(lián)通。 </p><p><b>　　一、存在的問(wèn)題 </b></p><p>　　西山隧道施工采用新奧法施工，掌子面開(kāi)挖施工采用鉆爆施工，采用

6、無(wú)軌運(yùn)輸進(jìn)行出渣。隧道施工中，洞內(nèi)有害氣體的來(lái)源主要有鉆眼粉塵、爆破煙塵、運(yùn)輸車輛的尾氣及汽車揚(yáng)塵、噴射混凝土產(chǎn)生的粉塵、水霧等，就現(xiàn)階段施工現(xiàn)狀看，在長(zhǎng)大隧道施工中若沒(méi)有一個(gè)好的隧道通風(fēng)方案，必將存在著極大的施工質(zhì)量隱患和安全隱患，處理不好的話很容易造成安全質(zhì)量事故，同時(shí)還會(huì)加大動(dòng)力機(jī)械設(shè)備的耗油量，造成內(nèi)燃機(jī)機(jī)械燃燒不充分，產(chǎn)生大量有毒的一氧化碳?xì)怏w，加大機(jī)械設(shè)備的磨損，降低機(jī)械設(shè)備的使用壽命。 </p><p&

7、gt;　　通風(fēng)質(zhì)量差，必然會(huì)導(dǎo)致在隧道施工中空氣渾濁，尤其是隧道開(kāi)挖掌子面空氣渾濁，光線不夠明亮，將會(huì)造成隧道開(kāi)挖施工中開(kāi)挖工人和工程技術(shù)人員無(wú)法準(zhǔn)確掌握隧道掌子面圍巖的變化情況；一方面使我們的工程技術(shù)人員無(wú)法根據(jù)隧道圍巖變化而及時(shí)調(diào)整隧道開(kāi)挖支護(hù)工藝，而導(dǎo)致隧道塌方質(zhì)量事故；另外一方面使我們的開(kāi)挖工人在開(kāi)挖施工中無(wú)法看清隧道頂部圍巖的松動(dòng)情況，而導(dǎo)致隧道頂部巖石下落傷人的安全事故。 </p><p>　　同時(shí)由

8、于隧道中的空氣渾濁，使我們的隧道監(jiān)測(cè)人員無(wú)法對(duì)已開(kāi)挖支護(hù)成型的隧道進(jìn)行準(zhǔn)確的量測(cè)，進(jìn)而使我們無(wú)法掌握隧道已開(kāi)挖成型部分的圍巖變化情況----甚至隧道可能已出現(xiàn)細(xì)微的裂縫，我們卻沒(méi)有掌握隧道業(yè)已變化的實(shí)際情況，造成沒(méi)有對(duì)出現(xiàn)裂縫段的隧道進(jìn)行加強(qiáng)支護(hù)，導(dǎo)致隧道坍塌和人員傷亡的安全質(zhì)量事故。 </p><p>　　另外如果隧道中的通風(fēng)不夠良好，空氣渾濁；將會(huì)導(dǎo)致我們?cè)谒淼朗┕ぎ?dāng)中不得不進(jìn)行長(zhǎng)時(shí)間的通風(fēng)，從而浪費(fèi)大量的電

9、力能源，使工程施工成本進(jìn)一步加大；以單個(gè)隧道施工為例：起動(dòng)一臺(tái)110KW通風(fēng)機(jī)，每小時(shí)耗電量為110KW，以一臺(tái)通風(fēng)機(jī)每天比最佳通風(fēng)方案至少多工作8時(shí)計(jì)算，一臺(tái)通風(fēng)機(jī)每天電力要多消耗880KW，按每度電0.5元計(jì)算,則每天要增加440元,每月消耗則至少增加13200.00元,則一年消耗要多增加16萬(wàn)元左右,尤其在當(dāng)今全國(guó)性電力普遍缺乏的情況下，電力供應(yīng)緊張與工程施工之間的需求矛盾進(jìn)一步加大，又制約了工程施工進(jìn)度,同時(shí)由于隧道通風(fēng)效果不夠

10、理想,造成工程施工的人員工作效率降低,機(jī)械設(shè)備的磨損加大,機(jī)械設(shè)備的利用率降低,進(jìn)一步加大工程施工成本。 </p><p><b>　　二、施工通風(fēng)方式 </b></p><p>　　一般隧道施工通風(fēng)方式主要有排風(fēng)式、壓入式、送排混合通風(fēng)方式、利用輔助坑道通風(fēng)等4中方式。 </p><p>　　1排風(fēng)式(或稱吸出式)通風(fēng) </p>

11、<p>　　該方式是將吸風(fēng)口置于工作面附近,通過(guò)風(fēng)機(jī)將廢塵廢氣等有害物質(zhì)吸出并排到洞外,而洞外新鮮空氣則順坑道進(jìn)入洞內(nèi)。這種方式的優(yōu)點(diǎn)在于能及時(shí)排走污染物,不會(huì)污染已建洞身;缺點(diǎn)是必須經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)間工作面才能得到較多的新鮮空氣,作業(yè)人員不能及早進(jìn)入工作面,從而影響到下一工作循環(huán)的快速展開(kāi)。 </p><p>　　2送風(fēng)式(或稱壓入式)通風(fēng) </p><p>　　該種方式是將風(fēng)機(jī)置

12、于有新鮮空氣的地方(一般離開(kāi)洞口一定距離),通過(guò)管道直接將新鮮空氣壓送到工作面附近,從而將污染物排出洞外。此方式的優(yōu)點(diǎn)是工作面能在較短的時(shí)間內(nèi)得到足夠的新鮮空氣,有利于下一工作循環(huán)的盡早展開(kāi),從而提高工作效率,得到較高的經(jīng)濟(jì)效益。其缺點(diǎn)是:污染物從全洞斷面排出,對(duì)已完洞身將造成污染,并對(duì)后續(xù)的其他作業(yè)如錨桿打設(shè)、噴漿、防水層的施作、二次砼襯砌等有很大的影響。 </p><p>　　3送排混合通風(fēng)方式 </p

13、><p>　　送排風(fēng)方式兼有以上兩種方式的優(yōu)點(diǎn),即有一路為壓入式通風(fēng),主要作用是送入新鮮空氣;另一路為排風(fēng)方式,主要作用是吸出污染物,從而達(dá)到快速降塵的目的。它的缺點(diǎn)是必須在洞內(nèi)同時(shí)鋪設(shè)兩路風(fēng)管,在洞內(nèi)狹小的空間內(nèi)將會(huì)干擾施工運(yùn)輸、砼襯砌等其他作業(yè)的開(kāi)展,同時(shí),風(fēng)管管路的續(xù)接、維護(hù)工作量大大增加。因此,一般只在隧道很長(zhǎng)、對(duì)通風(fēng)要求高以及希望加快施工進(jìn)度等情況下才考慮使用。 </p><p>&

14、lt;b>　　4、輔助坑道通風(fēng) </b></p><p>　　為改善隧道內(nèi)通風(fēng),運(yùn)輸?shù)仁┕l件而設(shè)置的與隧道相連的坑道包括橫洞,平行導(dǎo)坑,斜井,豎井。 </p><p>　　以西山隧道為列，前期施工中采用壓入式通風(fēng)，并增加斜井及豎井輔助坑道進(jìn)行通風(fēng)，在后期施工中，隨著施工距離的加長(zhǎng)，開(kāi)始在施工區(qū)域增加射流風(fēng)機(jī)，增加一路排風(fēng)方式，為送排混合通風(fēng)方式，用以改善洞內(nèi)施工環(huán)境。西

15、山特長(zhǎng)隧道在施工中增加的斜井及豎井既增加施工工作面，同時(shí)因?yàn)楣ぷ髅娴脑黾?，施工機(jī)械也相對(duì)增加，施工廢氣及粉塵也大大增加，為改善施工環(huán)境，在豎井位置增加壓入式通風(fēng)機(jī)，加之豎井自身的自然排風(fēng)系統(tǒng)，并根據(jù)豎井及斜井的位置，合理的劃分了整條隧道的施工區(qū)域，對(duì)不同的區(qū)域采用不同的施工通風(fēng)方式，縮短了整條隧道的通風(fēng)長(zhǎng)度，使得每段施工區(qū)域都有其獨(dú)立的通風(fēng)系統(tǒng)，有效的改善了隧道內(nèi)施工環(huán)境。 </p><p>　　目前施工中可采用

16、的通風(fēng)方案 </p><p>　　單線長(zhǎng)大隧道通風(fēng)方案 </p><p>　　根據(jù)單線長(zhǎng)大隧道的施工特點(diǎn)，為了不影響其他工序的施工達(dá)到最佳通風(fēng)效果，一般可采用兩臺(tái)或兩臺(tái)以上的通風(fēng)機(jī)進(jìn)行通風(fēng)（詳見(jiàn)圖1）。 </p><p>　　在隧道洞口安裝一臺(tái)或兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)直接對(duì)隧道撐子面進(jìn)行壓入新鮮空氣，同時(shí)在模板襯砌臺(tái)車前（靠近撐子面端）安裝一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)將隧道撐子面的放炮后的有毒

17、空氣以及噴漿時(shí)產(chǎn)生的粉塵吸出隧道作業(yè)面；這樣可以避免許多隧道施工在模板襯砌臺(tái)車段很難排出有毒氣體的缺陷，達(dá)到加快隧道內(nèi)空氣流動(dòng)，使隧道中的有毒氣體迅速排出隧道的目的。詳情見(jiàn)下圖2 </p><p>　　在以往的單線長(zhǎng)大隧道通風(fēng)效果不好的主要原因是隧道模板襯砌臺(tái)車處的通風(fēng)問(wèn)題不好解決，這是因?yàn)樵谀０逡r砌臺(tái)車段，模板襯砌臺(tái)車就類似一塊檔板，大大減小了風(fēng)量通過(guò)隧道的有效面積，隧道內(nèi)的有毒氣體在模板襯砌臺(tái)車處（靠隧道撐子

18、面一端）很易形成渦流，進(jìn)而造成有毒氣體，排不出去，為了解決這一難題，我們?cè)谝r砌臺(tái)車前約10M處，安裝一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)，將模板襯砌臺(tái)車處有毒氣體反吸出隧道，整條隧道的主要通風(fēng)方式如下圖3所示： </p><p>　　雙線長(zhǎng)大隧道通風(fēng)方案 </p><p>　　依據(jù)隧道設(shè)計(jì)和施工的實(shí)際情況，例如隧道何處設(shè)有緊急停車帶，何處設(shè)有緊急通車道等，結(jié)合現(xiàn)有的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，我們可對(duì)隧道通風(fēng)方案做了如下布局： &

19、lt;/p><p>　　雙線長(zhǎng)大隧道通風(fēng)方案如上圖4所示，在隧道1洞口處安裝兩臺(tái)射流通風(fēng)機(jī)將洞外新鮮空氣壓入隧道中，若隧道開(kāi)挖時(shí)，將兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)安裝在靠近開(kāi)挖掌子面最近的一個(gè)橫通道，并對(duì)其余橫通道進(jìn)行封閉處里，不讓空氣相互流動(dòng)，這樣整條隧道通風(fēng)就近似為下圖5所示： </p><p><b>　　圖5 </b></p><p>　　若隧道過(guò)長(zhǎng)，則在兩臺(tái)

20、射流通風(fēng)機(jī)及兩臺(tái)通風(fēng)機(jī)間安裝一臺(tái)引風(fēng)機(jī)，以增加通風(fēng)效果，具體的空氣流動(dòng)可分解為隧道掌子面一段，另外可分解為橫沖通一段，隧道掌子面一段在前文已有敘述，此處就不在重復(fù)，而隧道橫通道一段空氣流動(dòng)具體方式如下圖6： </p><p><b>　　圖6 </b></p><p>　　所以此種通風(fēng)方式的最終結(jié)果為兩條隧道開(kāi)挖掌子面到離掌子面最近一條橫通道段的空氣都得到凈化，其中一

21、條隧道如上所述的隧道1，其空氣一直保持新鮮干凈，而另外一條隧道如上所述的隧道2，其空氣一直較差，在長(zhǎng)大隧道施工中，引風(fēng)機(jī)的位置應(yīng)當(dāng)常移動(dòng)（往掌子面方向移動(dòng)），為了加大空氣的流動(dòng)，提高空氣的質(zhì)量，我們可以在隧道2襯砌臺(tái)車，靠掌子面一端前約為10m處（類似單線長(zhǎng)大隧道施工一樣）安裝一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)，加大空氣流動(dòng)，將有毒氣體迅速排出隧道2。 </p><p><b>　　通風(fēng)過(guò)程注意事項(xiàng) </b>&l

22、t;/p><p>　　隧道通風(fēng)方案的關(guān)鍵在于通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)是否合理、風(fēng)機(jī)與通風(fēng)管的能力能否互相匹配。如果片面追求高效率、大風(fēng)量的風(fēng)機(jī),而風(fēng)管的直徑小,阻風(fēng)系數(shù)高,漏風(fēng)嚴(yán)重,則決不會(huì)取得好的通風(fēng)效果;另一方面,若風(fēng)管直徑較大,而風(fēng)機(jī)風(fēng)量小,風(fēng)壓太低,也難以保證通風(fēng)能取得良好效果。 </p><p>　　我們對(duì)風(fēng)管的要求有:風(fēng)阻系數(shù)低,漏風(fēng)率低,合適的直徑。通常風(fēng)管可分為維尼龍膠布風(fēng)管、鍍鋅薄鋼板

23、風(fēng)管、玻璃鋼風(fēng)管等。由于玻璃鋼風(fēng)管、鋁合金板風(fēng)管造價(jià)昂貴,運(yùn)輸和存放困難,加工、接長(zhǎng)不便等,因此較少采用,除在排風(fēng)式(或吸出式)通風(fēng)情況下必須采用剛性風(fēng)管外,一般送風(fēng)式(或壓入式)通風(fēng)全部采用維尼龍膠布風(fēng)管,它具有運(yùn)輸存放容易和方便、接長(zhǎng)簡(jiǎn)單(用拉鏈即可連接),其他施工作業(yè)時(shí)可方便地挪移等優(yōu)點(diǎn)。 </p><p>　　施工區(qū)域劃分要合理，根據(jù)輔助通風(fēng)坑道的位置，合理劃分隧道施工區(qū)域，對(duì)每個(gè)施工區(qū)域采用與其相適應(yīng)的

24、、有效合理的通風(fēng)方案，改善施工環(huán)境。 </p><p>　　目前隧道施工有害氣體的排放主要是施工機(jī)械產(chǎn)生的，內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)排除的廢氣量是決定隧道通風(fēng)方案的關(guān)鍵因素，因此，在平時(shí)的日常施工中，需加強(qiáng)機(jī)械維護(hù)，采用有效的尾氣凈化技術(shù)，減少污染源至關(guān)重要。 </p><p>　　此外，必須確保通風(fēng)計(jì)劃的落實(shí)，必要是配置專人負(fù)責(zé)通風(fēng)設(shè)備及通風(fēng)管道的日常使用、管理、檢查、維修及保養(yǎng)工作，確保各工序正常

25、作業(yè)，從而提高施工企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，并保證作業(yè)面施工人員的身體健康。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn): </b></p><p>　　[1] 嚴(yán)書(shū)翰，杜謨遠(yuǎn) 《隧道施工》2001年5月 </p><p>　　[2] 陳紅波《隧道施工常用通風(fēng)方法及風(fēng)量的計(jì)算》2002年 </p><p>　　[3] 馬建華，祁亮，王