水電站引水隧洞小斷面長距離施工的通風技術

【摘要】在地下工程施工建設中，對于小斷面長距離引水隧洞的施工通風作業，因其較高的技術要求與施工難度，一直是困擾各施工單位的重要作業難題。伴隨工程技術的進步與施工設施的優化，施工單位也開始尋找行之有效的小斷面長距離引水隧洞的施工通風技術，以解決相應的工程通風問題，提升整個隧洞工程的建設效率與安全。文章以某引水式水電站工程項目為切入點，就施工通風技術的作業難點，以及具體的通風方案設計，做了細致的探討研究，期望為各小斷面長距離類型引水隧洞施工通風的有效實施，提供有益的參考和幫助。

【關鍵詞】引水隧洞；小斷面；長距離；施工通風技術

前言

在地下工程施工建設中，對于小斷面長距離引水隧洞的施工通風作業，因其較高的技術要求與施工難度，一直是困擾各施工單位的重要作業難題。伴隨工程技術的進步與施工設施的優化，施工單位也開始尋找行之有效的小斷面長距離引水隧洞的施工通風技術，以解決相應的工程通風問題，提升整個隧洞工程的建設效率與安全。因此本文以某一具體引水隧洞工程為示例，對其工程中隧洞施工通風技術的方案設計、實施方法與改進要點做逐一地闡述研究。

1、實例簡介

某水電站為引水式開發，如何通過提高引用水保證率進而提升機組運行發電效益是項目建設者的重要關注點。在工程建設的過程中，引水隧洞可以說發揮著至關重要的主導功效。該工程項目引水隧洞總長12840m，單向進尺最長達2291m，，通過鉆爆法對整個斷面進行施工作業，經過施工期檢驗，通風作業順利有效。

2、通風之技術難點

（1）整個主洞斷面為圓形斷面，從設計到開挖都比較小，開挖洞徑5.94m，支洞開挖斷面為城門洞形5m×5.5m。工程隧洞出渣采用側傾裝載機裝渣，5t自卸汽車運輸至渣場，作業面清理采用人工配合反鏟進行施工。再加之其它設施的存在，整個隧洞基本上沒有太多剩余空間，造成風機以及通風筒在尺寸層面上受到了相當大的限制，這也直接的制約了通風量；（2）單口通風因為距離比較長，對應的掘進速度就要求比較高，在時間上受到了較大的限制，故而在技術層面難度比較大。

3、確定通風方案

3.1計算選擇風機

先計算通風量，考慮的具體通風方式為壓入式，且巷道掘進距離比較長，炮煙經過稀釋，達到安全狀況的時候，這個情況就必須要被考慮到具體的計算中，借助于對系統動靜壓的精確計算，選擇供風風壓對應的具體標準，最終選擇合適規格的風機用于施工。

3.2通風方案選定的必須依據

（1）本工程地下洞室洞身較長、埋藏深、通風排煙問題突出。應根據地下洞室的位置、開挖掌子面的分布及開挖斷面布置通風機。根據本工程的通風特性，本工程供風采用集中供風，在施工支洞進口布置一個供風站，向支洞內主洞上下游工作面供風。通風筒架設在洞頂，通風管接至距開挖掌字面約30m處，將新鮮空氣送入洞內，以改善施工環境。（2）所有階段，進行通風設計的時候，選擇的通風方式為管道壓入式，對于確有必要的地方，增設局扇。（3）對于長距離的管洞，選擇的通風方法為直徑比較大的風筒，因為在空間方面受到了限制，所以風筒的規格最高不能夠超過800mm，較小的風筒直徑帶來的結果就是通風系統面臨的風阻比較大，有鑒于此，無論是在漏風率，還是風阻層面上，對于風筒都有很嚴的要求，這些要求的嚴格保證是通風效果可以得到很好地實現的基礎。（4）風筒在超過2000m長的時候，1臺風機根本不能夠滿足施工的對應要求，這種情況下，就需借助多臺風機進行串聯作業，將問題解決。（5）確定通風布局分階段開展通風策劃作業以期實現工程的目的，其主要包括以下的幾個階段：第一個階段是進口處到主洞的350m支洞，送風主要用的是1臺風機管筒柔性壓入式的，排煙是由已經掘好的巷道進行的；第二個階段是自支洞與主洞交接點到各個工作面，最遠達到2291m，送風用的是串聯風機管筒柔性壓人式的，排煙的路徑為通過已完成挖掘的隧洞開展實施。

4、實施并改進具體的通風方案

4.1實施通風方案

4.1.1第一階段

這個階段也就是支洞進口到主洞共350m的通風策劃。在考慮了眾多的因素后，最終選擇YBT52-2軸流防爆式的局扇風機，（型號是否正確）它的性能包括：風機策劃的功率是2×5.5kW·h，策劃風量每分鐘在145～225m3之間，策劃的全風壓保持在2400～500Pa。依照通風對應的具體設計改造風筒，改造的方法為擴徑，即將原本的400mm的直徑擴大到500mm，將原本10m的單節長度擴大到30m的單節長度，接頭的具體型式也從原來的插接式變更為鋼圈式。對于洞內空間，重新予以分配，最大化利用效率，固定車輛行駛通道，讓其向無通風筒那邊靠近50cm，同時選用較小的自卸汽車作為出渣設備，，這樣自卸汽車在運行的時候，就做到盡可能的沿隧洞一側行進，在另一側，布設通風筒，這種設計方法能夠讓風筒直徑被加大之后的空間需求也可以得到很好的滿足。經過改造，可以發現通風得到了明顯的改善，排煙時間也由120min縮減到了30min，施工進度明顯加快。

4.1.2第二階段

泄水洞和正洞完成貫通后，施工按照第二階段進行。設備沿用第一階段的，不過經過試驗比對，可以發現對于風機的具體位置，比較適合的地方如下：第二階段能夠滿足的通風距離只有1100m。造成這種現象的主要原因為：首先進風口和洞口之間距離太近，進風量受到了很大的影響；其次風筒年限較長，老化現象嚴重，吊環腳的地方還存在明顯的破損現象，進而造成了較高的漏風率，通風效果就較差。按照設計和施工經驗，YBT52-2軸流式風機在送風能力上部能夠滿足2291m的要求，所以通風系統更換為串聯式的風機，風筒選擇的為新型增強PVC維綸布拉鏈式。

4.2改進方案

工程進展中，對通風的具體狀況予以了動態性的檢測，按照獲得的結果不斷的改進整個通風系統，以其能夠工程的具體需求。等到施工第二階段的時候，對通風方案進行了改善，改善后明顯的發現，通風效果有了很大的提升，無論是掘進循環，還是排煙，時間上都有了很大的縮減。

5、結束語

（1）具體施工條件下，通風在技術層面面臨著一定的難度，對于工程予以詳細具體的分析之后，可以發現習慣的施工方法經過改善能夠達到施工目的。（2）通風的具體效果如何，一個決定性的前提條件就是系統設計，按照工程狀況的不同，借助于良好的理論，進行高水平的設計，對施工予以很好的指導。（3）及時了解掌握通風施工中使用的材料和設備，借助于高性能，低價格的設備取得最好的施工效果。

參考文獻：

[1]雍自成.地下水電站通風空調系統綜合效能研究[D].重慶大學，2016.

[2]梁健.水電站廠房通風送排風方案設計與比選[D].西安建筑科技大學，2016.