淺談長基嶺隧道施工期間通風方案的確定

摘要：本文主要通過介紹長基嶺隧道的設計特點及施工期間的空氣質量要求、重點敘述了并通過計算確定了長基嶺隧道進、出口的通風方案，從而達到長基嶺隧道施工期間通風合理、安全、環保的目的。

關鍵詞：隧道；通風；施工；方案

一、概況：

長基嶺隧道是樂昌至廣州高速公路控制性工程，位于廣東省韶關市境內,為上、下行雙向六車道分離式特長隧道，左線長3920m，右線長3940m。根據整體施工安排，長基嶺隧道采用鉆爆法從進、出口相向掘進施工，隧道進口為反坡施工，依據隧道施工規范，在施工期間隧道內的空氣指標和風壓指標應滿足如下要求：

1、洞內氧氣含量按體積計不小于20％。

2、洞內氣溫不高于30℃。

3、有害氣體濃度

⑴、一氧化碳不大于30㎎/m3，特殊情況下，施工人員必須進入工作面時，可為100㎎/m3，但工作時間不得超過30分鐘；

⑵、二氧化碳按體積計不得大于0.5％；

⑶、氮氧化物在5~8㎎/m3以下；

⑷、甲烷按體積計不得大于0.5％，否則必須按煤炭工業部現行的《煤礦安全規程》有關的規定辦理。

4、粉塵濃度

含10％以上游離二氧化硅的粉塵，每立方米空氣中不得大于2㎎；含10％以下游離二氧化硅的礦物性粉塵，每立方米空氣中不得大于4㎎。

洞內風壓指標為工作面風壓不小于0.5Mpa。

為了滿足施工期間的環保要求，制定了長基嶺隧道如下專項通風施工方案：

二、長基嶺隧道通風方案的考慮因素：

1、風量計算考慮因素：

風量計算主要從二個方面予以考慮，即按洞內最多工作人員所需的新鮮空氣，計算出所需風量Q1，根據不同的施工方法，按坑道內規定的最小風速，計算出所需風量Q2；通過上述計算，取Qmax=Max(Q1,Q2)，再考慮風管的損失率（百米漏風率β），即確定洞內所需的總供風量Q機，從而確定風機的功率和風管的直徑。長基嶺隧道進口施工均按無軌運輸，采用巷道通風，隧道正洞均不設風門，采用射流風機輔助通風的混合通風模式。隧道壓入式向工作面通風的最大長度按1200m計。

2、風量計算：

施工通風所需風量按洞內同時工作的最多人數、洞內允許最小風速分別計算，取其中最大值作為控制風量。

⑴、按洞內同時工作的最多人數80人計算：

式中： ——作業面每一作業人員的通風量，取3m3/mim；

——作業面同時作業的最多人數，人；

——安全系數，取1.2。

⑵、按洞內允許最小風速0.15m/s計算：

式中： ——隧道最大開挖斷面積，m2；

——洞內允許最小風速0.15m/s。

取以上最大值1618.2m3/min作為工作面所需風量。

3、通風方案比選：

隧道通風主要采用機械通風，通風方式按風道類型一般分為巷道式和管道式兩種，管道式通風按送風方式不同分為壓入式、吸出式及混合式通風，它們其各有優缺點。經分析比較后，認為壓入式通風較為適合無軌運輸施工，它可使足夠的新鮮空氣很快能被送至工作面，實現快速掘進。考慮到柴油機廢氣污染，風機選型要求大風量，高壓風，風管要求大直徑柔性風管，風機要安放在洞外開闊處向洞內送風，以避免循環污染。

（具體優缺點見下表）

4、風機選型：

根據上述計算結果，結合目前已有通風設備情況，選取以下通風設備：

風機型號 高效風量（m3/min） 風壓

Pa 功率（kw） 數量 備注

軸流風機

SFD-Ⅲ-NO12.5 2400 340~5500 110×2 2

射流風機（B）SSF-No11.2/37 2244 - 37 2 輔助通風

三、長基嶺隧道進、出口通風方案的確定：

1、長基嶺隧道進口：

長基嶺隧道進口按照實施性施工組織設計，以2號行車橫洞施工為界（隧道洞口距2號行車橫洞約1240m），采用兩階段通風方案，第一階段左右線均采用壓入式通風，在開挖至2號行車橫洞時改為巷道式通風。

本方案在巷道式通風中引進了射流技術,用小功率射流風機代替隧道左線的大功率主風機，在左、右線隧道正洞不設風門,實現無障礙封堵,提高了隧道通風質量和運輸能力,降低了隧道通風成本,改善了隧道運輸條件；通風系統安裝簡單,操作方便；在右線布置射流風機,使新鮮空氣由右線進入；在右線、橫通道新鮮風流中布置軸流風機,通過風管向左、右線掌子面作壓入式通風,右線污濁空氣通過最前面的橫通道由左線排出,形成循環風流。

⑴、隧道施工通風第一階段：

隧道左、右線分別配置1臺通風機，均采用壓入式通風。

⑵、隧道施工通風第二階段：

當2號行車橫洞與隧道左、右線正洞貫通后，在右線洞口布置一臺射流風機，使新鮮空氣由右線進入，將右線軸流風機移至2號行車橫通道位置，同時將左線軸流風機移至3號行人橫通道內，通過風管分別向右線和左線隧道掌子面壓入通風，右線污濁風流通過最前面的橫通道由左線隧道正洞排出，形成循環風流。為保證左線污濁空氣能快速排出，在左線洞口設置一臺射流風機，由洞內向外抽排污濁空氣。（具體見下圖）

長基嶺隧道進口第一階段施工通風示意圖

長基嶺隧道進口第二階段施工通風示意圖

2、長基嶺隧道出口：

長基嶺隧道出口按照實施性施工組織設計，主要采用機械通風，選用單洞兩臺75KW、風量為1100×2 m3/min，全壓6000pa的通風機，經計算能滿足施工需求；同時為了節約施工投入，考慮到已有風機情況，每洞采用2組雙機55KW的通風機通過接力的形式進行通風。

四、結束語：

該隧道通過上述通風施工方案的實施，經多次檢測，發現隧道內炮煙、施工運輸車輛排放的廢氣及施工過程中產生的粉塵能及時排除隧道外，同時能及時為隧道施內輸送新鮮空氣，極大地改善了隧道內的空氣質量，也保證了隧道內施工人員的身體健康，從而達到了長基嶺隧道施工期間通風合理、安全、環保的目的。

參考文獻：

［1］JTG D70-2004，公路隧道設計規范。北京：人民交通出版社，2004。

［2］ JTG F60-2009，公路隧道施工技術規范。北京：人民交通出版社，2009。

作者簡介：原劍豐,工程師，山西汾陽人。1998年畢業于山西省交通學校，土建工程與材料質量檢測專業。2009年1月畢業于長安大學，專業：道路橋梁與渡河工程專業，工程師。

注：文章內所有公式及圖表請以PDF形式查看。