米倉山隧道通風防塵技術探討

江俊杰

(四川川交路橋有限責任公司隧道分公司，四川 德陽 618000）

米倉山隧道通風防塵技術探討

江俊杰

(四川川交路橋有限責任公司隧道分公司，四川 德陽 618000）

一、工程概況

米倉山隧道是巴陜高速中的控制性項目，隧道進口位于陜西省漢中市南鄭縣喜神壩鄉小壩附近，出口位于巴中市南江縣關壩鄉，將從米倉山國家森林公園的玉泉、大壩國有林場地下穿“場”而過。米倉山隧道全長13.8Km，其中陜境3Km，川境10.8Km，是我省在建最長的公路隧道，也是國內第二長、世界第三長的公路隧道。

二、米倉山隧道施工通風影響因素

2.1 運輸方式對施工通風的影響

運輸方式一般分為有軌運輸、無軌運輸、有軌與無軌運輸結合及皮帶機運輸等，采用何種運輸方式對施工通風的需風量將產生很大影響，還會影響到隧道斷面凈空內可布置風管直徑的大小，對可采用的通風方式也有所限制。例如，無軌運輸比有軌運輸的需風量要大很多；無軌運輸隧道內可供布置風管的斷面凈空較小，難以布置大直徑風管；有軌運輸可以采用混合式通風，而無軌運輸就不可以。

米倉山隧道原設計為無軌運輸，無軌運輸的內燃機械排放尾氣和卷揚粉塵對施工作業環境污染嚴重，增加了施工通風的難度。在本專項中，充分考慮到了無軌運輸的需風量要求。

2.2 多作業面同時施工對施工通風的影響

米倉山隧道出口工區有兩個作業面同時施工，需要布置的通風管路較多，需要的總風量較大，配置風機的總功率也較大。對采用的通風方式方法也有一定的限制，單作業面對采用混合式通風和風機串并聯工作等比較靈活、可選擇的空間較大，而多作業面的制約因素較多，需要多作業面綜合考慮、總體協調，給施工通風布置增加了一定的難度。

2.3 通風方案對長距離施工通風的影響

通風方案與長距離施工通風是雙向選擇的關系，有些公認較好的通風方案不一定能夠滿足長距離施工通風的要求。施工通風方案決定長距離施工通風的獨頭送風長度、需要配備的總風量和設備總功率、通風設備的型號和數量、預期通風質量和可優化調整的空間，所以必須進行合理的選擇和匹配方可達到最佳效果。

三、米倉山隧道施工通風方案

米倉山隧道的工區劃分為三個工區：

第一工區：主洞里程左線ZK48+628-ZK53+532，右線K48+620-K53+526，最大獨頭掘進長度為4904m，此工區又分為七個區段如下：

第一區段里程左線為ZK52+815-ZK53+532、右線為K52+800- K53+532，左、右線均采用壓入式通風，最大通風長度為717m；

第二區段里程左線為ZK52+115-ZK52+815、右線為K52+100-K52+800，采用巷道式通風，最大通風長度為700m；

第三區段里程左線為ZK51+395-ZK52+115、右線為K51+380-K52+100，采用巷道式通風，最大通風長度為720m；

第四區段里程左線為ZK50+685-ZK51+395、右線為K50+670-K51+380，采用巷道式通風，最大通風長度為710m；

第五區段里程左線為ZK49+917-ZK50+685、右線為K49+900-K50+670，采用巷道式通風，最大通風長度為768m；

第六區段里程左線為ZK49+302-ZK49+917、右線為K49+290-K49+900，采用巷道式通風，最大通風長度為615m；

第七區段里程左線為ZK48+628-ZK49+302、右線為K48+620-K49+190，采用巷道式通風，最大通風長度為674m；

第二工區：左線斜井及主洞左線ZK48+628-ZK50+050，右線斜井及主洞右線K48+620-K50+100，最大獨頭掘進長度為3004m，此工區又分為三個區段如下：

第一區段包括左線斜井及主洞左線為ZK49+917-ZK50+050和右線斜井及主洞右線為 K49+900-K50+100，左、右線區段均采用壓入式通風，最大通風長度為1716m；

第二區段里程左線為ZK49+302-ZK49+917、右線為K49+290-K49+900，采用巷道式通風，最大通風長度為615m；

第三區段里程左線為ZK48+628-ZK49+302、右線為K48+620-K49+190，采用巷道式通風，最大通風長度為674m；

第三工區：左線豎井及主洞左線ZK45+800-ZK49+917、右線豎井及主洞左線為K45+840- K49+900，最大獨頭掘進長度為4117m，此工區又分為七個區段如下：

第一區段里程左線為ZK49+302-ZK49+917、右線為K49+290-K49+900，采用巷道式通風，最大通風長度為615m；

第二區段里程左線為ZK48+628-ZK49+302、右線為K48+620-K49+190，采用巷道式通風，最大通風長度為674m；

第三區段里程左線為ZK47+956-ZK48+628、右線為K47+950-K48+620，采用巷道式通風，最大通風長度為672m；

第四區段里程左線為ZK47+276-ZK47+956、右線為K47+270-K47+950，采用巷道式通風，最大通風長度為680m；

第五區段里程左線為ZK46+558-ZK47+276、右線為K46+600-K47+270，采用巷道式通風，最大通風長度為523m；

第六區段里程左線為ZK45+800-ZK46+558、右線為K45+840-K46+600，采用巷道式通風，最大通風長度為907m；

第六區段里程左線為ZK45+800-ZK46+753、右線為K45+840-K46+790，采用巷道式通風，最大通風長度為712m；

四、除塵設計

4.1 設計原理

一般隧道采用除塵機或者噴水機降塵除煙，2種機械既要消耗電能還會占用一定的洞內空間，會對施工造成不便。米倉山隧道設計了一套水幕降塵系統，利用高壓風與高壓水結合，使氣體介質與液體介質之間相互擠壓、加速和剪切，形成水霧帶，充分阻止煙霧、粉塵外擴，隨水幕降下。

噴霧降塵過程是水霧與粉塵相互作用凝結而除塵的過程，把水化成水霧狀的微細水滴噴灑于空氣中，使其與粉塵顆粒碰撞接觸，塵粒被吸附在水中，隨水滴降落。

噴霧灑水不僅能吸附粉塵，還能溶解部分有害氣體，降低洞內溫度，使洞內空氣變得清爽。目前隧道施工廣泛使用的乳化炸藥主要由氧化劑水溶液、燃料油、乳化劑及高熱劑等成分組成，爆炸后產生大量氣體，其中部分氣體對人體危害極大，而水霧對有害氣體（CO2、NO2、SO2、NH3等）能起到凈化作用

4.2 水霧除塵裝置的控制

1、水壓：提高水壓，減小出水口孔徑能有效提高水霧噴射速度和水霧粒子的分散度，從而提高降塵效率。

2、噴嘴設置方向：噴嘴對著出風方向偏斜 45度，這樣能加大水霧與粉塵接觸速度，能更加有效、快速的消除粉塵與有害氣體。

3、設置水幕位置：距離掌子面30m、50m、80m各設一道，其余洞內隔200m設置一道。

4.3 水霧除塵裝置的制作、布置與配套設施

將40mm球閥連接在洞內高壓水管上作為水幕開關，用25mm高壓水管作為水流導體，沿洞身拱頂120度范圍布置，并在此范圍均勻布置7個高壓噴頭。

洞內每隔100m設置一個水管接頭，以便于清洗洞內路面，減少機械走動揚塵，并保持洞內路面濕潤。

五、結論

獨頭壓入式通風與巷道式通風技術相結合，利用水霧除塵的技術在米倉山隧道實施后，相較于以往的隧道通風除塵效果有了明顯的提高，該套通風除塵系統能及時、有效的將絕大部分粉塵和有害氣體在最快時間內清除，對施工安全有了較有力的保障，且簡單易行，便于操作，具有較高的社會、經濟效益，具有較好的推廣前景。

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1007-6344（2015）08-0017-01