螺旋軟風管在隧道施工通風中的應用

摘? 要：為提高隧道通風效果，降低通風成本，隧道施工通風應選用新型通風管道螺旋軟風管，螺旋軟風管改變以往隧道風管直縫拼接造成布料受力膨脹，風管中部鼓大，通風阻力增加的弊端，改用螺旋焊接，提高軟管質量，改善風管受力條件，延長風管每節長度，減少節頭漏風，降低漏風率，增強通風效果，在有效降低隧道內粉塵濃度及有害氣體濃度的同時，還能很大程度上降低隧道施工通風措施成本。

關鍵詞：隧道通風;螺旋軟風管;應用

中圖分類號：U453.5? ?文獻標識碼：A ? ? ? 文章編號：1671-2064（2019）24-0000-00

0 引言

敦當高速公路阿爾金山隧道為敦當高速公路控制性工程，隧道為分離式雙洞隧道，雙向四車道。右線長7527m;左線長7525m，總長度15052m，最大埋深530m，屬于高寒干旱地區石質特長隧道。由于是特長隧道，這就給隧道施工通風造成很大的困難，尤其是隧道掘進到1800米后，通風就更加困難，隧道內粉塵濃度及有害氣體濃度在通風不利的條件下不斷增高，嚴重危害施工作業人員的身體健康，同時粉塵加快機械設備運動零部件的磨損，縮短設備使用壽命，嚴重時有些粉塵氣體在一定條件下發生爆炸，造成重大安全事故。因此隧道通風措施的有效與否直接決定了隧道內粉塵濃度及有害氣體濃度是否在安全控制范圍內，從而保障隧道施工作業人員及設備的安全?，F階段阿爾金山隧道通風措施主要為大功率風機通過通風管道將風送至施工作業面，凈化隧道內空氣質量，從而降低粉塵濃度及有害氣體濃度，因此通風管道的選用在很大程度上決定了隧道通風效果的好壞。

1 隧道施工常用通風管道的優缺點

（1）通常情況下正壓風筒是10M一節，主要組成材料為橡膠涂覆布、塑料涂覆布，中間沒有骨架，采用熱合整體一次成型工藝，縱向無接縫，橫向接縫較多，容易脫節、涂覆布撕裂、接縫開口，風阻較大，漏風大。風筒直徑大于1.5米時容易造成焊縫、接縫開裂。

（2） 負壓風筒是由無數個風筒鋼圈配合涂覆布組成，也俗稱骨架風筒，風口是向里面吸風，送風時易轉彎，采用熱合工藝制作而成。具有阻燃、抗靜電、風阻小、漏風率低、強度高等特點。但缺點是接縫較多，容易脫節、涂覆布撕裂、接縫開口。

（3）剛性風筒一般由厚2～3mm的鐵板卷制而成。鐵風筒的優點是堅固耐用，使用時間長，各種通風方式均可使用。缺點是成本高，易腐蝕，笨重，拆、裝、運不方便，在彎曲巷道中使用困難。鐵風筒在隧道施工中使用日漸減少。

（4）柔性風筒主要有帆布風筒、膠布風筒和人造革風筒等。柔性風筒的優點是輕便，拆裝搬運容易，接頭少。缺點是強度低，易損壞，使用時間短，且只能用于壓入式通風。

2 新型通風管道螺旋軟風管的特點

（1）螺旋軟風管采用專利螺旋焊接技術，整節風管的橫向延伸率得到有效控制，克服了“香腸狀”現象，氣流不紊亂，增強了通風氣流的穩定性，減少阻力，提高通風效率，降低風機功率。

（2）螺旋風管最大程度延長了每節風管的長度，每節長度可延伸到50米，減少了風管接頭，有效降低了風管接頭漏風率。

（3）螺旋軟風管采用專利螺旋焊接技術后，整節風管一條焊縫，漏風小，風管布在高壓下不易延伸，最大程度的杜絕了風布延伸露出毛細孔滲漏風的現象。

（4）螺旋軟風管選用了高強度布基，抗拉，抗撕，抗老化，可以重復使用2-3次，降低使用成本。

（5）螺旋軟風管百米漏風率經烏鞘嶺隧道施工通風實測為1%，有效控制了漏風率，提高了通風效果。

3 螺旋軟風管與常用通風管道使用效果對比分析

阿爾金山隧道施工通風前期采用的通風管道為負壓風筒，但是在掘進深度至1800米后，負壓風筒的通風效果明顯降低，隧道內粉塵濃度及有害氣體濃度不斷增高，嚴重危害施工人員身體健康的同時，造成隧道內施工環境惡化，施工人員呼吸困難，能見度降低，設備運轉效率下降，施工進度嚴重滯后。為了改善施工環境，保障施工人員人身健康，阿爾金山隧道入口右線通風管道改用螺旋軟風管，進過一個月的使用檢測（如表1所示），隧道入口右線掌子面相比左線掌子面粉塵濃度及有害氣體濃度明顯下降，其中粉塵濃度平均下降72%，有害氣體濃度平均下降80%，通風效果顯著提高，有效的改善了隧道內施工作業環境。

4 螺旋軟風管與常用通風管道經濟成本對比分析

阿爾金山隧道入口右線改用螺旋軟風管通風后，通風效果顯著提高，但螺旋軟風管較負壓風筒購置單價較高，從通風效果及經濟成本兩方面綜合考慮，阿爾金山隧道施工單位以目前隧道入口左右線采用不同通風管道的通風方案進行了詳細的成本對比分析。阿爾金山隧道單洞長度為7500米左右，施工方式為隧道出、入口兩端同時施工，則隧道入口掘進長度為3750米，按照已完工的隧道長度計算，月掘進量為80米/月，則工期為46個月。隧道入口左線采用額定功率為110KW*2的風機，通風管道采用負壓風筒，由于負壓風筒最大送風距離為1800米，待隧道掘進至1800米后，為保證通風效果，需采用二次接力送風方式，必須再增加1臺額定功率為110KW*2的風機。隧道入口右線采用額定功率為110KW*2的風機，通風管道采用螺旋軟風管，由于螺旋軟風管最大通風距離為3500-4000米，因此隧道掘進至1800米后，無需二次送風，也不用增設風機。具體成本對比分析如表2和表3所示。

入口右線月電費為71136元/月，工期為46月，則隧道入口右線總電費計算如下：

入口左線月電費為初次送風99216元/月，二次接力送風95472元/月，二次接力送風是在隧道長度掘進至1800米后再進行，因此二次接力送風工期大約為24月，隧道入口左線總電費計算如下：

隧道入口右線配置功率110KW*2的風機1臺，采購成本為132000元，螺旋軟風管采購3750米，單價為126元/米，采購成本為472500元;隧道入口左線配置功率功率110KW*2的風機2臺（其中1臺為二次接力風機），采購成本為264000元，負壓風筒采購3750米，單價為68元/米，采購成本為255000元。隧道入口左右線通風措施總成本對比如表5所示。

通過成本對比分析所得，隧道入口右線通風措施總成本為3876756元，比隧道入口左線通風措施總成本4993080元要節省成本費1116324元。

5 螺旋軟風管的使用安裝與修補

5.1 螺旋軟風管的選用

螺旋軟風管的選用應根據隧道的長度進行，一般情況下隧道單向施工長度在1800米以內，考慮到螺旋軟風管的采購單價較高，應選用常用的正壓風筒或負壓風筒。但是隧道單向施工長度超過1800米以后，由于螺旋軟風管最大通風距離為3500-4000米，百米漏風率很低，無需進行二次送風，節省了二次送風造成的設備、電費成本，因此選用螺旋軟風管。隧道單向施工長度在1800米-2500米范圍內，則選用直徑為1500mm的綠色FS100型風管，隧道單向施工長度在2500米-3500米范圍內，則選用直徑為1800mm的FS100型風管，具體選擇標準施工單位可根據隧道施工長度、通風標準及螺旋軟風管的不同型號來選擇。

5.2 螺旋軟風管的安裝

螺旋軟風管每節采用高強度拉鏈連接，每節螺旋風管接頭帶有內、外翻邊，每節螺旋風管的長度以拉鏈之間距離計算。螺旋風管吊環采用帶孔的金屬螺栓，間隔70—100cm，堅固而不會脫落，先在隧道壁（頂）用膨脹螺栓固定雙股8#鐵線，拉緊安平后，將螺旋風管吊環固在8#鐵線套上，再拉直風管，固定吊環。

5.3 螺旋風管的修補

當螺旋風管在使用中破損時，采用專用熱風焊槍粘補，經修補的螺旋風管一般能用兩個工地。

6 結論

通過隧道通風效果及經濟成本對比分析得出結論，隧道長度超過3000米的中長及特長隧道施工通風風管應選用新型通風管道螺旋軟風管。由于螺旋軟風管采用螺旋焊接，可延長風管每節長度，減少風管節頭，降低漏風，在提高同類軟管質量的同時，降低漏風率，其平均百米漏風率小于1%，增強通風效果，有效降低隧道內施工作業面粉塵濃度及有害氣體濃度，改善隧道內施工作業環境，保障施工作業人員的人身健康安全。同時螺旋軟風管安裝簡便，通風距離較長，可重復利用，相對于同類風管綜合成本占據很大的優勢，很大程度上能夠降低隧道施工通風措施成本。

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收稿日期：2019-11-25

作者簡介：王平壽（1980—），男，甘肅永昌人，大專，工程師，研究方向：設備材料管理及應用。