隧道施工通風方案設計探討

陸 軍

(廣西新恒通高速公路有限公司，廣西 南寧 530021)

0 引言

隧道工程是指修建在地下、水下、山體或建筑物內部的基礎工程，是一項系統化的工程。公路隧道的開發主要涉及隧道的規劃、勘測、設計、設備安裝以及現場施工作業。在具體的隧道內部結構施工環節中，首先要將巖石進行爆破，在爆破過程中必然產生粉塵以及有害氣體，充斥著整個工作現場，即使工作人員身著保護服，同樣會影響到施工人員的身體健康，如果施工條件不佳，這些灰塵和氣體對人體的傷害會更加嚴重。粉塵顆粒較小，覆蓋面積較大，后期的處理同樣為施工作業帶來困擾，甚至還會造成施工脫節。隧道工程與道路、橋梁、建筑等地面工程相比，其安全性更為突出，對隧道施工進行安全評價及預警具有重要意義。因此就要實地研究，找到切實可行的策劃方案，保證隧道通風設備與結構的完整，并不斷完善，為后期的鏈式風管的研究與使用提供數據支持與實地操作，為同行提供參考借鑒。

1 基于地形的隧道通風設計

作為隧道施工中提升工作環境安全性重要因素之一的隧道通風結構，其規劃布置的位置以及設備的調試至關重要，而布置的位置及設備調試又被施工中污染源位置及污染物所限制。了解通風設計，需要先了解隧道污染物，這樣才能有針對性地進行升級改善。我們要做到的就是完善通風系統的設計，實現隧道的快速施工，并保障施工人員的身體健康以及隧道施工的高效完成。

1.1 隧道內污染的形成

(1)施工期間：爆破、施工設備、瓦斯等。

(2)運營期間：汽車排放出的廢氣，CO2和煙霧等。

(3)隧道內突發事件的產生：火災、水災、交通混亂等。

1.2 改善隧道內污染的途徑

(1)消除污染源，改造汽車排放等。

(2)使用濾毒濾煙設備，凈化被污染空氣等。

(3)將不完全凈化空氣稀釋到可接受的濃度值以下等。

(4)研究在突發情況所采取的應急措施，特別是考慮當地隧道結構以及隧道施工涉及的路面結構等。

1.3 考慮隧道通風設計的有關問題

(1)空氣中有害物質的容許濃度：人的忍受程度、行車安全視距。

(2)需風量計算問題：交通量和排放量。

(3)自然通風的能力。

(4)機械通風方式的討論。

(5)通風方式及通風設備選擇：經濟性和耐久性。

根據所處地形以及當地的氣候特點，再考量通風所需要注意的內容，對坑道校準采取積極的態度及校準手段。首先要對隧道的污染源進行科學調查分析與研究，將分析的結果數據進行深入分析，得出相應的結果，在數據分析的基礎上對相關設備的質量進行實時完善提升，并積極引進國內外先進技術，實時修改完善最初設計的通風方案，結合在鉆爆法工序環節中的研究，根據隧道中不同的斷面規格的開挖手段，注意運輸方面出現的問題。在無軌運輸中要學會利用輔助軌道對運輸進行全面的協助，對運輸中貨車產生的油煙和路面震動帶來的粉塵濃度，測量最后濃度的最高水平，適配能夠產生理想風壓與風量的先進設備，保證整體形勢下的大結構和少漏風的高密度風管運行標準。

以一行車隧道為例，圖1是普通行車隧道中通風位置示意圖，考究當地環境，研究了當地的氣流風向和數據，得出該項設計。隨氣流影響，在隧道口相鄰處保留并排的風門，同樣也因工程需要，受風正面設置了風門。

1-隧道出口；2-工程開挖面；3-風門；4-正洞圖1 行車隧道中通風位置示意圖

2 通風方案的內容對比和優化選擇

通過整合在長期的隧道施工中獲得的經驗，思考在各種情況下通風手段的理想搭配，考量實際隧道施工內部的機械設備和生產要素，在通風設備上可以進行大致分三個部分的調整：

(1)通風管道的質量與位置。根據具體地理環境，在考慮濕度溫度的情況下，應選擇大直徑柔性風管。在施工環境的調查研究中，灰塵和有毒氣體是危害人體和施工進度的關鍵因素，有毒氣體的顆粒容易被風帶走，但是同樣產生的灰塵顆粒直徑要大的多，通風管的直徑大小直接影響了整個通風設備的工作效率。因此，選用大直徑的通風管道后也要保證洞外風機的安裝位置，令其處于開闊位置，使出風口不易堆積，保證工作產生的污染氣體快速排出。購買通風設備，必須對照各種設備的性能進行綜合考量，表1是筆者收集的市場可以找到的隧道風機性能技術參數，可基于這些數據進行通風設備數量和位置的設計。

(2)通風管道的安裝位置。在安裝過程中要考慮隧道外部的環境及隧道內部情況、壓入工作現場污染物質時的覆蓋面積以及吸出時工作場景的不斷變化。在制定通風管的位移機制時，一定要將工作吸出場景進行合理劃分，分層制定。

(3)預防管道工作時會出現的問題。首先在位移機制研究中，要結合當地的地形以及爆破后具體的安排工作，還要考慮位移中噪音的壓力，盡最大努力降到最低，以不傷害施工人員為標準；其次就是在管道安裝中考慮空氣循環系統的設計及內部阻力的測定、安裝剖面的大小、具體風動壓管道的承受能力與數據等；再有就是注意管道的接口處理以及管道本身的質量和加固，以防出現坍塌和漏風現象。

表1 各類隧道通風機性能參數表

3 具體的技術改進

實地考察通風系統中出現的問題，收集掌握第一手資料，加以科學嚴謹的對比分析。測量管道通風設備實際漏阻效應的可實施范圍以及長距離通風技術的阻力問題，進行實時的風管內部結構適配的調整，另外加上風管材質方面的選擇與維護，保證設計的合理性。

3.1 影響施工通風的非主要因素

減少非主要影響因素對通風和施工的影響。結合地理環境以及施工隧道的情況，對所涉及的路面進行平整處理，方便來往車輛能夠平穩高速通過該施工路段，減少汽車尾氣及灰塵飛揚。對于通風系統，要設置技術人員定期檢查管道，一旦發現漏風問題要立即排查出漏風點進行修補更換。

3.2 改進和推廣新型的通風技術

(1)管道內部的降阻問題。根據通風系統中管道阻力研究的相關數據以及實地操作，管道內部所需的直徑范圍以及相關的數據支持，在管道可接受的直徑范圍內調節可以持續使用的最大直徑，對整個通風系統進行更換，并考慮安裝過程中的位置面積，以及管道安裝中的接口技術，結合科技新材料對接口進行升級處理，在安裝過程中要依據實地數據進行減漏降阻工序，并保證通風系統整體的流通過程平順通暢，實現整體一致的管徑水平，對漏風阻力部分進行必要的支護處理。

(2)在設計通風管道中，要考慮一切實地因素，如施工人員的活動空間與工程材料堆積的相互協調、無軌運輸中的堆積量、通風系統的壓入吸出正常工作機率、通風設備及加固設備的占用空間。

(3)改進設備防漏處理技術，詳細安排相關技術人員的值班排查，完成管道的定期檢查，保證更換修補漏風點的材料及工具的充足和功能正常，在細節部分一定不能松懈。

最大程度凈化環境，保持對管道內部環境的風速和風壓信息的收集反饋，為工程施工提供可靠的保障。

4 結語

在隧道工程的施工過程中，工程作業產生有毒的氣體以及灰塵造成隧道的空氣污濁。通風技術的實施不僅保證施工人員身體健康，對提高企業施工效率也發揮了重要作用，因此我們將不斷進行實地研究，用科技來合理配置通風系統。