高速公路隧道風機安裝施工工藝及技術(shù)探析

于小鵬

（山西省交通信息通信有限公司，山西 太原 030006）

高度公路隧道因空間狹窄，且處于半封閉狀態(tài)，空氣環(huán)境相對較差，并且由于運營需要大量通車，車輛所產(chǎn)生的汽車尾氣、路面灰塵物質(zhì)等，都會影響隧道內(nèi)部的空氣質(zhì)量。而采用隧道機械通風方式可提高隧道內(nèi)部空氣質(zhì)量，對高速公路隧道正常和安全運營具有重要意義。

1 公路隧道風機安裝案例分析

1.1 工程概述

貴州省都香高速公路六盤水至威寧段第LWJD2合同段共10座隧道，設(shè)計時速80km/h。高速公路全線隧道的通風方式采用全射流縱向通風方式，設(shè)計采用的風機為直徑1120mm的可逆射流風機，流量≥31m3/s，出口流速≥30m/s,電機功率為30kW。施工單位在風機安裝過程中需結(jié)合公路隧道的實際環(huán)境，嚴格按照建設(shè)單位的相關(guān)要求，開展隧道風機的采購、安裝、現(xiàn)場試驗、接電、調(diào)試等工作，并對隧道運營管理人員進行培訓及交接驗收。

1.2 隧道風機技術(shù)要求

隧道通風系統(tǒng)包括風機、風機安裝吊架、消聲器、風機電機、緊急停止按鈕和電纜等，由于高速公路隧道運營的特殊環(huán)境，風機需在環(huán)境溫度為250℃時滿負荷運轉(zhuǎn)1小時，不會出現(xiàn)機械、電氣或結(jié)構(gòu)方面的故障時表明其滿足高速公路隧道通風設(shè)計要求。風機需具備防水功能，能夠承受在洗刷隧道時產(chǎn)生的濺水和汽霧的影響。風機需具備反向運轉(zhuǎn)，并且反向流量不小于正向流量，施工單位在施工時需其可反向性及相應(yīng)產(chǎn)生的反力給以驗證。風機能夠?qū)崿F(xiàn)從全速正轉(zhuǎn)到全速反轉(zhuǎn)，或全速反轉(zhuǎn)到全速正轉(zhuǎn)，換向的最長斷電時間為30秒。在流過風機的空氣溫度為250℃條件下，15分鐘內(nèi)可以4次換向，逆向轉(zhuǎn)動效率不低于正向的98%。在額定轉(zhuǎn)速下，風機的實測流量、出口風速、推力及推力功率比，不得低于規(guī)定值的95%。風機正向啟動達到全速的最長時間為150秒，反向啟動達到全速的最長時間為180秒。

風機葉片為可調(diào)節(jié)式、流線型表面、翼型剖面。葉片和葉轂上有安裝對位標記，這些標記用于表明葉片的設(shè)計安裝定角，還表明葉片朝較大角擺動的三個限制位置和三個朝較小葉片角擺動的限制裝置，在葉轂上有限位裝置，以防止電機過載。施工單位可給每臺風機提供一套金屬模板，在現(xiàn)場可以方便準確地裝定葉片角度，葉片的調(diào)節(jié)無須拆下葉輪。葉片的材料和結(jié)構(gòu)能滿足在氣流溫度為250℃的條件下連續(xù)工作1小時以上的要求。對于各種裝定葉片角和工作條件，風機都用可靠的鎖定裝置將葉轂轉(zhuǎn)子與電機軸連接起來。風機的葉片和葉轂用鋁合金制造，或者用能適應(yīng)其規(guī)定的工作轉(zhuǎn)速、溫度、壓力和流量的其他材料制造。葉片頂點與機殼間在任何位置都有適當?shù)拈g隙，使之在-5～250℃范圍內(nèi)熱脹冷縮時不發(fā)生干涉。

風機生產(chǎn)裝配圖上表示出在-50℃和250℃時的間隙，并表示出最小間隙處的間隙。風機殼體用大于或等于6mm厚的鋼板焊接制成，并用法蘭方式聯(lián)接起來。風機外殼(或罩子)、風機安裝吊架和所有鋼制部件，按BS729進行熱浸鍍鋅處理或其他等效處理，鍍鋅層厚度不小于65μm。全套風機按要求在廠內(nèi)完成表面涂漆，所用的油漆在風機長期運轉(zhuǎn)條件下的壽命為10年，并且能夠在250℃的環(huán)境中經(jīng)受1小時，而不冒煙或釋放有毒氣體，其顏色與安裝環(huán)境協(xié)調(diào)，力求美觀。

2 公路隧道風機安裝施工工藝

2.1 風機安裝施工前期準備

公路隧道建設(shè)過程中，風機無論是安裝流程還是后期施工，相對比較復雜，所以對于施工環(huán)境和設(shè)備性能等方面要求相對較高，在施工過程中，如果出現(xiàn)隧道環(huán)境以及設(shè)備無法符合標準要求，將會直接阻礙風機安裝以及整體工程的進度，為隧道通風系統(tǒng)遺留下安全問題，嚴重甚至會造成隧道坍塌等有關(guān)安全事故。所以風機在安裝前，需要做好施工環(huán)境檢測以及設(shè)備規(guī)格選擇等方面的工作。

在隧道施工環(huán)境檢測方面上，施工企業(yè)和建設(shè)單位應(yīng)該嚴格按照公路隧道建設(shè)標準要求，針對風機安置區(qū)域內(nèi)的電力使用現(xiàn)狀、風機設(shè)備方案環(huán)境進行合理的管理和檢查，如果在檢查過程中發(fā)現(xiàn)不合格區(qū)域，應(yīng)該按照公路隧道風機安裝相關(guān)標準進行完善和優(yōu)化。此外，施工單位還應(yīng)該按照公路隧道的具體設(shè)計方案，針對風機以及消聲器等相關(guān)組件設(shè)備的總體數(shù)量、使用規(guī)格以及設(shè)備外形流暢性、安裝位置等相關(guān)方面進行詳細對比，一旦發(fā)現(xiàn)安裝施工問題和不足，及時進行設(shè)備更換或者結(jié)構(gòu)調(diào)整。第二，在設(shè)備功能方面進行檢查時，不僅對設(shè)備使用性能方面，配套設(shè)備附件進行嚴格的篩選，確保設(shè)備規(guī)格符合使用標準，還應(yīng)該在風機進行安裝施工之前，確保風機外部結(jié)構(gòu)的完整性，外表無損壞且具有較好的絕緣性能。

2.2 消聲器安裝施工

一般情況下，公路隧道的消聲器自身體積較大，所以在實際運輸和安裝過程中，其整體流程相對比較煩瑣和復雜，所以，施工企業(yè)通常會使用區(qū)域劃分模式，將消聲器進行模塊化技術(shù)處理，隨后分別運輸至施工現(xiàn)場。同時設(shè)備需要在施工現(xiàn)場，使用較緊固定的零部件進行儀器組裝，在實際組裝過程中，技術(shù)人員還需要針對消聲器表面進行防腐蝕、防銹跡技術(shù)處理。除此之外，消聲器在實際組裝和施工流程中，一般采用從上到下、從內(nèi)部到外部的設(shè)備安裝具體順序，以此確保各個區(qū)域的組成零部件的穩(wěn)定性，防止在組裝時，出現(xiàn)儀器表面生銹、凹陷以及大面積劃痕等不良問題。另外，儀器在安置過程中，消聲器風間閥門位置需要事先預(yù)留至少800毫米的空間，保持消聲結(jié)構(gòu)片與風間閥門葉片保持在直立狀態(tài)，且方向需要具有一致性，防止設(shè)備運行時，出現(xiàn)巨大阻力。

2.3 風向閥門安裝施工

隧道施工進行風向閥門安裝前，必須針對整體風機進行電力供應(yīng)試運轉(zhuǎn)，以此保證通風系統(tǒng)的工作性能，并且在停止運作后仍然保證良好的密閉性。與此同時，風向閥門進行裝置和施工過程中，需要根據(jù)高速公路隧道建設(shè)實際情況，進行施工現(xiàn)場的連接和防腐蝕相關(guān)技術(shù)處理。在閥門施工和安裝過程中，首先，應(yīng)該將電力供應(yīng)設(shè)備的支撐結(jié)構(gòu)，有效固定在隧道混凝土結(jié)構(gòu)中，以此確保設(shè)備操作的簡潔性，同時，保證設(shè)備可隨時拆卸和安裝。設(shè)備安裝過程中，應(yīng)該在其周邊設(shè)立明確的使用引導表示，保證設(shè)備內(nèi)部電線連接的準確性。為了有效防止出現(xiàn)電路損壞或者短路等相關(guān)問題的產(chǎn)生，隧道內(nèi)部所有的電氣設(shè)備以及結(jié)構(gòu)電纜必須具備良好的絕緣性能，以此保證其工程的安全和設(shè)備穩(wěn)定運行。

2.4 射流風機設(shè)備安裝

射流風機安裝之前，施工單位應(yīng)對每臺風機預(yù)埋件作拉拔試驗，試驗應(yīng)由具有相應(yīng)專項檢測資質(zhì)的單位進行，并出具檢測報告，未獲批準不得進行安裝。風機的安裝應(yīng)符合隧道拱頂預(yù)埋風機安裝螺栓的安裝條件，不得穿透隧道襯砌損及防水層。風機安裝時，不得影響整個風機安裝預(yù)埋件的安全可靠性，以及預(yù)埋件與隧道襯砌的連接強度。射流風機安裝吊架與預(yù)埋風機安裝螺栓的連接應(yīng)安全可靠，且所采用的連接方法不得破壞預(yù)埋風機安裝螺栓。射流風機安裝過程中，需認真核對隧道、電力、監(jiān)控專業(yè)有關(guān)施工圖，使隧道通風系統(tǒng)與整個隧道的交通工程協(xié)調(diào)統(tǒng)一。

2.5 風機線路安裝施工

風機安裝過程中，線路結(jié)構(gòu)是重要組成部分，在施工時，線路不僅是連接各個設(shè)備的重要環(huán)節(jié)，同時也成為電氣以及結(jié)構(gòu)零部件相互聯(lián)系的基礎(chǔ)條件。所以在實際電路連接和方案設(shè)計時，必須著重關(guān)注連接細節(jié)。

在線路連接時，應(yīng)該將風機控制線路連接至預(yù)先設(shè)置好的風向管道內(nèi)，以此保證運行順利。在風機設(shè)備全部安裝完畢后，需要技術(shù)人員針對線路性能和運轉(zhuǎn)情況進行電力檢測，同時將所收集到的相關(guān)數(shù)據(jù)進行詳細記錄，保證電氣設(shè)備運行的穩(wěn)定性。每臺射流風機安裝好后，應(yīng)整機接地，接地電阻應(yīng)符合電氣設(shè)備接地標準和電氣專業(yè)施工圖的有關(guān)要求。

3 結(jié)語

由此可見，由于高速公路隧道施工過程中，風機安裝流程以及設(shè)備選擇相對比較復雜，所以，只有施工人員清晰明確施工具體流程，掌握施工技術(shù)要求，同時在風機安裝時，重點關(guān)注安裝細節(jié)，才能從根本上確保公路隧道風機安裝的施工質(zhì)量和效果。