淺談地下施工通風存在的問題以及防范措施

武心智 董宇晗 楊曉曈

（1 山東科技大學土木工程與建筑學院， 山東 青島 266590；2 山東科技大學經濟管理學院， 山東 青島 266590）

（3 山東科技大學經濟管理學院， 山東 青島 266590）

1 通風的定義

隧道及地下建筑工程的空間需要良好的空氣環境，這種空氣環境采用換氣的方法得到。因所處的地理和氣候條件、建筑物結構和生產流程不同，故在不同的隧道及地下建筑工程采取的通風技術也有較大的差異。

2 通風的目的

①向工程內部供給新鮮空氣，保證人員的呼吸通暢；②排除有害氣體、蒸氣、粉塵和炮煙等有害物質；③良好的通風可以使工程內部空氣的溫度、相對濕度、流速以及有害物質的最高容許濃度保持在規定的標準；

3 地下施工通風方式

《鐵路隧道施工規范》地下施工通風分自然通風和機械通風兩種。

3.1 自然通風

自然通風就是在不建設和利用相關的通風設備，而利用自然手段（自然壓力、氣壓等），促使空氣流動，使隧道和地下建筑物中充滿空氣，從而達到通風的效果。這種通風方式成本低，適用性高。但是這種設計對于自然風的依賴比較大，可控性低，通風量往往難以控制，同時自然通風往往需要較大的空間，經常收到建筑形式的限制。因此在設計單行隧道而且將隧道設計的長度比其他非自然通風隧的長度要更長，這樣引入更多的風量。

3.2 機械通風

機械通風以管道式最為普遍，其方式有以下三種：壓入式通風，壓入式通風是一種地下洞室的機械通風方式，它利用通風機吸入新鮮空氣，通過風筒壓入到工作面，以供給洞內足夠的新鮮空氣，污濁空氣和粉塵等通過隧道流出，稀釋，從而保障作業人員身體健康；抽出式通風 該方法用通風機將工作面爆破產生的有害氣體從井下或局部用風地點吸出，新鮮風流則由平洞進入工作面。抽出式通風不污染巷道，但風流的有效吸程較短，新鮮空氣流經全洞，到達工作面時已不太新鮮；混合式通風 這種通風方式是壓入式和抽出式的綜合應用，通常以抽出式為主、以壓入式為輔。它通風設備簡單、經濟，管理容易，壓入的新鮮風流作用到工作面，有效范圍大，能有效的排煙、排灰塵，適合長度較大的平洞通風。

3.3 通風機的選型

通風機種類繁多，多種多樣，根據不同的需要選擇的風機也應不同，地下工程施工一般為獨頭掘進，故多使用軸流式局部通風機。它的原理是氣流進入風機的葉輪，近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。軸流式風機分普通式和對旋式，對旋式結構簡單、效率高、性能好，斷面較大、較長的平洞中采用較多。

3.4 風筒的選擇

風筒是指引導風流沿著一定方向流動的管道。工程中對風筒的基本要求是漏風少、風阻小、質量輕、拆裝方便。風筒的種類，風筒分為剛性風筒和柔性風筒兩類，柔性風筒有膠皮風筒和塑料風筒等，一般只用于壓入式通風。剛性風筒主要有金屬風筒和玻璃鋼風筒，在壓入式通風和抽出式通風均可使用；風筒直徑，風筒直徑根據需通過的風量、通風長度等條件確定；風筒的安設與管理，風筒的安設與管理應嚴格的遵循“五不要”原則即不讓風筒落后工作面的距離超過作業規程規定；不讓風筒在通風過程中脫節破裂、不改變風筒的位置和通風方向；不讓風筒堵塞不通，影響通風的進行；不讓風筒浸在水中，對風筒造成損害。與此同時風筒的連接應緊密，有破壞應及時更換，要定期檢查、測試通風效果等。

4 地下空間通風現存問題

城市地下空間憑借其良好的穩定性與密閉性，為使用者創造良好的天然防護效果。這種防護作用不僅體現在了城市重大自然災害發生時，還包括城市的人為災害事故。但是在享受密閉性的便利同時，空間通風效果差等系列問題也浮出水面。現存的地下空間通風難題主要分為以下三個方面：環境密閉性導致的氣體流動差、通風效果差對人體呼吸系統的強烈刺激、通風影響內部空間的溫度與濕度。

4.1 環境密閉性導致的氣體流動差問題

氣體流動的動因有壓力差、溫度差與不均相等三方面，其中任一項的存在即能影響氣體的狀態使之產生流動現象。地下空間處于一定厚度的土層與巖石層的包圍中，具有明顯的隱蔽性與密閉性，這就導致空間內壓力差與溫度差的變化十分不明顯，從而影響室內空氣流速慢且變化弱。而地下工程施工過程中往往缺少自然通風 ,所以會導致整體環境氣體流動性極差。

4.2 通風效果差對人體呼吸系統的強烈刺激問題

如果人在通風設計不合理、密閉性極強、裝修材料中揮發性有機化合物過多而導致空氣環境狀況差的建筑物中，有可能會出現疲乏、頭暈、呼吸不暢、氣喘胸悶、咽干喉疼、眼干、鼻塞、流涕、流眼淚、感冒癥狀、耳鳴甚至過敏等系列身體不適狀況，通常我們稱之為病態建筑綜合癥，并將產生此類癥狀的建筑稱為病態建筑 ,經過醫學證明病態建筑主要是由室內空氣污染所引起的，這種癥狀可能存在于某一特定區域，也可能廣泛分布于整個建筑物中。

5 改善地下空間通風的建議

盡管地下空間通風存在種種困難，但是我們若充分利用自然資源與經濟社會資源，仍然可以在人為調節的基礎上改善當前的室內環境。5.1結合南北方地理因素與地域特征充分利用自然條件進行通風設計及時根據風向玫瑰的特征，冬季降低通風頻率，減少自然降雪影響所導致的通風不暢情況；夏季加強對流次數，善于利用周圍綠化環境，主動與被動設置景觀蔭蔽。按照太陽高度角的變化設計地下空間內部的開放空間以及窗戶類型的選擇，引導氣流匯入與排出。

5.2 充分利用空間形態設計安放設施的布局擺放針對下沉式空間、地臺式空間、凹室與外凸空間等不同內部空間形態因地制宜設置室內形態，根據用途與性質，善于利用現實中的客觀因素，在對全局把握的基礎上，杜絕主觀臆想，構思如何將內部的種種不利因素轉化為有利因素。

5.3 自然通風與機械通風輔助進行針對部分夏季炎熱冬季寒冷且晝夜溫差大的地區，在無法完全利用自然便利條件完成通風的情況下，在此密閉環境中依然應保證機械通風的適當風速, 使送入的空氣到達人活動范圍時保持舒適的流速。這時可以選擇一方面在氣候相對溫和的時節以及傍晚來實現，另一方面善于靈活借助機械設備，如在地下空間的進風口處設計安裝空氣凈化設備，在排風口處廢氣回收處理裝備，有目的的實現空氣傳送，提高通風效率。

6 結論

地下空間的開發利用主要是依托地下工程建設進行的，在其施工過程中，通風作業可謂是重中之重，它對施工的成功進行和人員的安全都具有重要的意義。這警戒施工和管理人員在施工建設過程中要加強對通風問題的處理，才能讓地下施工有條不紊得順利進行。