微探小斷面長距離隧洞開挖通風技術

余全英

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.074

摘 要：現在我們國家的工程數量在逐漸增多，對于小斷面的隧道來說，開挖通風相關技術是重點也是難點。本文就某一個工程的實際案例進行了探討，希望能夠給相關工程的施工提供一些參考。

關鍵詞：小斷面隧道 長距離 通風技術

中圖分類號：U449 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2017）10（c）-0074-02

現在我們國家的工程建設非常多，交通運輸業越來越發達，各地之間的聯系也越來越緊密。在對道路的施工中，有一種情況是小斷面、長距離隧洞的施工。眾所周知，隧道施工的難度相對來說很大。在小斷面長距離隧道施工里面也有很多技術的難題。我們國家的技術經過多年的發展取得了很大的進步。上述工程里面的通風就是非常困難的問題。在對隧道進行施工的時候，通風的技術難點通常表現在：第一，一般情況下，隧洞的設計斷面比較小，大概在1～2m，斷面的面積在十幾平方米，施工面積不大。在施工時用到的運輸設備的平面面積也是在十幾平米，比隧洞的面積小幾平米，所以，剩下的空間就很小了。對于抽風筒和風機的要求比較高，尺寸要足夠小，進而通風量也很小。第二，在隧洞的一頭上有特別長的掘金，能夠達到2km。掘金速度一定的情況下，通風的要求就比較高。第三，施工完成以后，要把產生的碎渣運輸出去，這其中使用的運輸設備也會產生煙氣，從而延長了通風的時間，給隧道里面的排煙工作增加了任務。

現在國家的工程在不斷建設當中，為了保障大多數人的生活需要，水電工程向偏遠的地方建設開來，工程所在地的自然環境也非常惡劣。在偏遠的地區出現了一些小型引水式電站，這種水電站里面的引水隧道特別長，有十幾公里。在水電站建設的時候，引水隧道占用了很長的時間。在這種工程里面，一般由抽出方式、壓入方式還有兩者結合的方式進行通風。由于引水隧道的自身特點給工程帶來了難度，加上高原地區的自然環境，對技術的要求非常高。不能使用柴油，避免產生的煙氣對隧道里面造成污染，所以使用的機械有了選擇性。

綜上所述，在小斷面長距離的隧道以及高原里面的小引水隧道中進行施工的時候，通常要選擇有軌運輸的方式。通風的方式采取混合式。

1 洞內通風的目的

上述文章中闡述了小隧道的特點，所以在進行施工的時候要把煙氣及時排除，尤其是那些有害的氣體，保證施工環境達到國家標準。另外，及時排除煙氣也能夠給工作人員提供一個良好的工作環境，避免給身體健康帶來威脅。在隧道爆破的時候會產生大量的有毒有害氣體，加之設備的運行中也會產生廢煙氣，通風能夠把這些都排出去，增加工程的安全，從而保障工程的進度。

2 通風方案

2.1 洞里溫度和風速標準

國家相關標準《水工建筑物地下開挖工程施工技術規范》是現行的規范標準，里面對隧道里的通風和溫度做出了規定。施工按照溫度的不同要調節洞里的風速，增強洞內的散熱。隧洞的工作面的風速要大于等于0.1m/s，小于等于4m/s。

2.2 洞內空氣標準

技術規范里面有關洞內的空氣標準也做出了具體的規定。工作人員在作業的時候，洞內每人保證空氣供給為3m3/min，氧氣含量要大于10%。另外，粉塵的濃度不能超過2mg/m3。

2.3 通風方式

我們本次的工程是一個引水式的電站。其中，引水隧洞長7km，斷面長為5m，寬為3m的城門洞，下游的洞段長度為1210m，工程里面的通風難度很大。在通風上面，選擇混合式的通風，抽出的方式為主要方式，輔以壓入的方式。由于斷面面積小，只設置了一條通風管，利用主洞和支洞的交叉位置，布置了一個通風機，把風鼓到洞內。開挖的工作面大概50m的位置上布置了兩個風機，采用串聯的方式，結合了一個長度為90m的風筒，把洞內的煙氣抽出來。進行工作的時候，先打開壓入式的風機，向洞內注入新鮮的空氣，注入新鮮的空氣從而把洞內產生的煙塵擠壓到抽排風機的附近，然后兩個串聯的風機再把有毒有害氣體和粉塵吸入到風管里面，經過風機排出。這種綜合的通風方式表現出了良好的效果，在進行爆破工作0.5h之內，就能夠把洞內的煙氣全部排出，讓工作環境變好，壓入式的風機還能夠源源不斷地向洞內注入新鮮的空氣保證工作人員的需要。

2.4 通風情況的分析

在小型隧道里面，由于距離非常長，并且是在一頭挖。那么在挖到有700m的時候，就很難通風了。而且煙氣也不好散出去。爆破了隧道以后，炮煙能夠傳播25m左右。一旦爆破，那么就有一些炮煙又回到了隧道里面，這些煙氣對隧道里面幾十米的空間造成了污染。要及時采取合理的措施，比如通風、噴灑水等，不要讓炮煙進一步擴散。此舉還能夠減少通風的量和通風的時間，避免給整個隧道造成污染。

3 通風設備的選擇

首先要選擇合適的通風管。風管的直徑和通風的量，還有風速有直接關系。如果風速和通風量不變，那么風管里面的壓力隨著直徑增大而損失減少。尤其是在小隧道里面，直徑不能夠太大，還受到斷面的影響。所以，經過綜合考慮以后，我們選擇了直徑是400～450mm的風筒，材質是鐵的，長度是6m。另外還有一個PVC管風筒。在兩個管子接頭的地方用瀝青的麻布封緊了。我們充分利用了洞里面的空間，把風筒掛在了隧洞的頂上，不影響作業。

其次是風機的工作風壓的確定。風機工作的時候，總的風壓就是在風管里面的風需要的壓力，這也是風機的工作風壓。那么這個工作的風壓要比管路上面的風壓損失大，否則不能夠正常工作。所以，開挖隧道的時候，隨著工作的深入，隧洞的距離越來越長，就會需要風機。這時候，也可以根據總體的需要選擇幾臺風機串聯起來，增加通風的量。通常情況下會選擇11kW的風機，間隔200m再進行串聯。現在我們國家在隧洞開采通風的時候，主要有旋軸流和軸流通風機兩種。旋軸流的通風機型號有DK80和DK56，軸流風機的型號有K55-9，都是功能比較好的。

4 通風機的布置

隧洞進行施工的時候，通風機的布置非常重要，一般情況下選擇的是長壓短抽和前壓后抽的方式工作面和壓風管口處的直線距離是30m，而抽風的管口到工作面上面的距離是40m，這樣有利于風機的工作。風機工作的時候用的是軸流風機，兩個串聯起來一起工作。我們把抽風機放在了隧洞里面，那么風管在選擇的時候比較靈活，可以選擇柔性的風管，也可以選擇剛性的風管。在隧洞進行爆破的時候，有大量的煙產生了很多熱效應。這時候柴油產生的廢煙就會在隧洞里面懸浮著，要把壓風管放在洞壁上面，抽風管放在洞頂上，充分吸收煙氣。

施工剛開始時選擇壓入式通風。在施工期，支洞還有交叉口里面的部分開始挖的時候，選擇的是壓入式的通風方式。我們根據具體的情況，在支洞口的地方放置了一臺DK85的旋軸流通風機，這個通風機的直徑達到了50～60mm。主洞和支洞交叉的地方又布置了一個風機。這樣能夠源源不斷地把空氣鼓入到洞里面，也能夠把隧洞里面的煙氣排出去。在施工的后期，選擇的是混合式的通風方式。把洞里面的通風機移入到了主洞和支洞的交叉口，這樣增加了空氣的輸入量。

5 結語

在小斷面的隧洞進行輸送風的時候，混合式的通風方式非常常見，能夠起到立竿見影的效果。在運輸方式上面，選擇了有軌運輸，減少了廢氣的產生量。在具體施工的時候，也會產生爆破的煙塵，這里面有很多有毒有害的氣體，對人體健康不利。混合式的通風能夠把這些氣體及時排出到洞外，保證新鮮空氣的供給。風機的布置也非常重要，既要節能，又要保證排煙工作高效完成。根據工程的進度，要合理調整風機的位置。

參考文獻

[1] TB10204—2002，J163—2002，鐵路隧道施工規范[S].中國鐵道出版社，2002.endprint