淺談長(zhǎng)基嶺隧道施工期間通風(fēng)方案的確定

摘要：本文主要通過(guò)介紹長(zhǎng)基嶺隧道的設(shè)計(jì)特點(diǎn)及施工期間的空氣質(zhì)量要求、重點(diǎn)敘述了并通過(guò)計(jì)算確定了長(zhǎng)基嶺隧道進(jìn)、出口的通風(fēng)方案，從而達(dá)到長(zhǎng)基嶺隧道施工期間通風(fēng)合理、安全、環(huán)保的目的。

關(guān)鍵詞：隧道；通風(fēng)；施工；方案

一、概況：

長(zhǎng)基嶺隧道是樂(lè)昌至廣州高速公路控制性工程，位于廣東省韶關(guān)市境內(nèi),為上、下行雙向六車(chē)道分離式特長(zhǎng)隧道，左線長(zhǎng)3920m，右線長(zhǎng)3940m。根據(jù)整體施工安排，長(zhǎng)基嶺隧道采用鉆爆法從進(jìn)、出口相向掘進(jìn)施工，隧道進(jìn)口為反坡施工，依據(jù)隧道施工規(guī)范，在施工期間隧道內(nèi)的空氣指標(biāo)和風(fēng)壓指標(biāo)應(yīng)滿足如下要求：

1、洞內(nèi)氧氣含量按體積計(jì)不小于20％。

2、洞內(nèi)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(jìn)入工作面時(shí)，可為100㎎/m3，但工作時(shí)間不得超過(guò)30分鐘；

⑵、二氧化碳按體積計(jì)不得大于0.5％；

⑶、氮氧化物在5~8㎎/m3以下；

⑷、甲烷按體積計(jì)不得大于0.5％，否則必須按煤炭工業(yè)部現(xiàn)行的《煤礦安全規(guī)程》有關(guān)的規(guī)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(nèi)風(fēng)壓指標(biāo)為工作面風(fēng)壓不小于0.5Mpa。

為了滿足施工期間的環(huán)保要求，制定了長(zhǎng)基嶺隧道如下專項(xiàng)通風(fēng)施工方案：

二、長(zhǎng)基嶺隧道通風(fēng)方案的考慮因素：

1、風(fēng)量計(jì)算考慮因素：

風(fēng)量計(jì)算主要從二個(gè)方面予以考慮，即按洞內(nèi)最多工作人員所需的新鮮空氣，計(jì)算出所需風(fēng)量Q1，根據(jù)不同的施工方法，按坑道內(nèi)規(guī)定的最小風(fēng)速，計(jì)算出所需風(fēng)量Q2；通過(guò)上述計(jì)算，取Qmax=Max(Q1,Q2)，再考慮風(fēng)管的損失率（百米漏風(fēng)率β），即確定洞內(nèi)所需的總供風(fēng)量Q機(jī)，從而確定風(fēng)機(jī)的功率和風(fēng)管的直徑。長(zhǎng)基嶺隧道進(jìn)口施工均按無(wú)軌運(yùn)輸，采用巷道通風(fēng)，隧道正洞均不設(shè)風(fēng)門(mén)，采用射流風(fēng)機(jī)輔助通風(fēng)的混合通風(fēng)模式。隧道壓入式向工作面通風(fēng)的最大長(zhǎng)度按1200m計(jì)。

2、風(fēng)量計(jì)算：

施工通風(fēng)所需風(fēng)量按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)、洞內(nèi)允許最小風(fēng)速分別計(jì)算，取其中最大值作為控制風(fēng)量。

⑴、按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)80人計(jì)算：

式中： ——作業(yè)面每一作業(yè)人員的通風(fēng)量，取3m3/mim；

——作業(yè)面同時(shí)作業(yè)的最多人數(shù)，人；

——安全系數(shù)，取1.2。

⑵、按洞內(nèi)允許最小風(fēng)速0.15m/s計(jì)算：

式中： ——隧道最大開(kāi)挖斷面積，m2；

——洞內(nèi)允許最小風(fēng)速0.15m/s。

取以上最大值1618.2m3/min作為工作面所需風(fēng)量。

3、通風(fēng)方案比選：

隧道通風(fēng)主要采用機(jī)械通風(fēng)，通風(fēng)方式按風(fēng)道類型一般分為巷道式和管道式兩種，管道式通風(fēng)按送風(fēng)方式不同分為壓入式、吸出式及混合式通風(fēng)，它們其各有優(yōu)缺點(diǎn)。經(jīng)分析比較后，認(rèn)為壓入式通風(fēng)較為適合無(wú)軌運(yùn)輸施工，它可使足夠的新鮮空氣很快能被送至工作面，實(shí)現(xiàn)快速掘進(jìn)。考慮到柴油機(jī)廢氣污染，風(fēng)機(jī)選型要求大風(fēng)量，高壓風(fēng)，風(fēng)管要求大直徑柔性風(fēng)管，風(fēng)機(jī)要安放在洞外開(kāi)闊處向洞內(nèi)送風(fēng)，以避免循環(huán)污染。

（具體優(yōu)缺點(diǎn)見(jiàn)下表）

4、風(fēng)機(jī)選型：

根據(jù)上述計(jì)算結(jié)果，結(jié)合目前已有通風(fēng)設(shè)備情況，選取以下通風(fēng)設(shè)備：

風(fēng)機(jī)型號(hào) 高效風(fēng)量（m3/min） 風(fēng)壓

Pa 功率（kw） 數(shù)量 備注

軸流風(fēng)機(jī)

SFD-Ⅲ-NO12.5 2400 340~5500 110×2 2

射流風(fēng)機(jī)（B）SSF-No11.2/37 2244 - 37 2 輔助通風(fēng)

三、長(zhǎng)基嶺隧道進(jìn)、出口通風(fēng)方案的確定：

1、長(zhǎng)基嶺隧道進(jìn)口：

長(zhǎng)基嶺隧道進(jìn)口按照實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，以2號(hào)行車(chē)橫洞施工為界（隧道洞口距2號(hào)行車(chē)橫洞約1240m），采用兩階段通風(fēng)方案，第一階段左右線均采用壓入式通風(fēng)，在開(kāi)挖至2號(hào)行車(chē)橫洞時(shí)改為巷道式通風(fēng)。

本方案在巷道式通風(fēng)中引進(jìn)了射流技術(shù),用小功率射流風(fēng)機(jī)代替隧道左線的大功率主風(fēng)機(jī)，在左、右線隧道正洞不設(shè)風(fēng)門(mén),實(shí)現(xiàn)無(wú)障礙封堵,提高了隧道通風(fēng)質(zhì)量和運(yùn)輸能力,降低了隧道通風(fēng)成本,改善了隧道運(yùn)輸條件；通風(fēng)系統(tǒng)安裝簡(jiǎn)單,操作方便；在右線布置射流風(fēng)機(jī),使新鮮空氣由右線進(jìn)入；在右線、橫通道新鮮風(fēng)流中布置軸流風(fēng)機(jī),通過(guò)風(fēng)管向左、右線掌子面作壓入式通風(fēng),右線污濁空氣通過(guò)最前面的橫通道由左線排出,形成循環(huán)風(fēng)流。

⑴、隧道施工通風(fēng)第一階段：

隧道左、右線分別配置1臺(tái)通風(fēng)機(jī)，均采用壓入式通風(fēng)。

⑵、隧道施工通風(fēng)第二階段：

當(dāng)2號(hào)行車(chē)橫洞與隧道左、右線正洞貫通后，在右線洞口布置一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)，使新鮮空氣由右線進(jìn)入，將右線軸流風(fēng)機(jī)移至2號(hào)行車(chē)橫通道位置，同時(shí)將左線軸流風(fēng)機(jī)移至3號(hào)行人橫通道內(nèi)，通過(guò)風(fēng)管分別向右線和左線隧道掌子面壓入通風(fēng)，右線污濁風(fēng)流通過(guò)最前面的橫通道由左線隧道正洞排出，形成循環(huán)風(fēng)流。為保證左線污濁空氣能快速排出，在左線洞口設(shè)置一臺(tái)射流風(fēng)機(jī)，由洞內(nèi)向外抽排污濁空氣。（具體見(jiàn)下圖）

長(zhǎng)基嶺隧道進(jìn)口第一階段施工通風(fēng)示意圖

長(zhǎng)基嶺隧道進(jìn)口第二階段施工通風(fēng)示意圖

2、長(zhǎng)基嶺隧道出口：

長(zhǎng)基嶺隧道出口按照實(shí)施性施工組織設(shè)計(jì)，主要采用機(jī)械通風(fēng)，選用單洞兩臺(tái)75KW、風(fēng)量為1100×2 m3/min，全壓6000pa的通風(fēng)機(jī)，經(jīng)計(jì)算能滿足施工需求；同時(shí)為了節(jié)約施工投入，考慮到已有風(fēng)機(jī)情況，每洞采用2組雙機(jī)55KW的通風(fēng)機(jī)通過(guò)接力的形式進(jìn)行通風(fēng)。

四、結(jié)束語(yǔ)：

該隧道通過(guò)上述通風(fēng)施工方案的實(shí)施，經(jīng)多次檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)隧道內(nèi)炮煙、施工運(yùn)輸車(chē)輛排放的廢氣及施工過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵能及時(shí)排除隧道外，同時(shí)能及時(shí)為隧道施內(nèi)輸送新鮮空氣，極大地改善了隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量，也保證了隧道內(nèi)施工人員的身體健康，從而達(dá)到了長(zhǎng)基嶺隧道施工期間通風(fēng)合理、安全、環(huán)保的目的。

參考文獻(xiàn)：

［1］JTG D70-2004，公路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范。北京：人民交通出版社，2004。

［2］ JTG F60-2009，公路隧道施工技術(shù)規(guī)范。北京：人民交通出版社，2009。

作者簡(jiǎn)介：原劍豐,工程師，山西汾陽(yáng)人。1998年畢業(yè)于山西省交通學(xué)校，土建工程與材料質(zhì)量檢測(cè)專業(yè)。2009年1月畢業(yè)于長(zhǎng)安大學(xué)，專業(yè)：道路橋梁與渡河工程專業(yè)，工程師。

注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)以PDF形式查看。