隧道通風(fēng)散煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)及動態(tài)管理

黃雄新

【摘 要】本文以太中銀鐵路呂梁山特長隧道中鐵十二局承建段為例，討論隧道施工中通風(fēng)、散煙系統(tǒng)布設(shè)、效果。

【關(guān)鍵詞】隧道通風(fēng)；散煙系統(tǒng)設(shè)計(jì)；動態(tài)管理

以太中銀鐵路呂梁山特長隧道中鐵十二局承建段為例，討論隧道施工中通風(fēng)、散煙系統(tǒng)布設(shè)、效果。該隧道為雙洞單線隧道，全長各為20785m，中鐵十二局承建10112米，設(shè)進(jìn)口、0#、1#、2#共個工區(qū)。隧道凈寬9.12m，有效凈高8.16m。

1.施工方法和隧道通風(fēng)要求

為確保隧道的施工進(jìn)度和安全，掘進(jìn)方法基本按上、下分布進(jìn)行。特殊地質(zhì)地段采用六步流水作業(yè)法或短臺階七步流水作業(yè)法。在下部施工時(shí)，為保證上部施工不受影響，采取左右交替施工的手段。掘進(jìn)采用人工手風(fēng)鉆鉆孔，適量裝藥爆破。出碴采用輪式裝載機(jī)和北方奔馳自卸車進(jìn)行。初期支護(hù)采取濕噴機(jī)濕噴鋼纖維混凝土；二襯邊頂拱混凝土采用整體鋼模澆筑。受上述施工方法、施工設(shè)備、爆破等綜合因素的影響，隨著施工的進(jìn)行、洞身加深，隧道內(nèi)的污染氣不能及時(shí)排出，這樣如果濃度逐漸積累，不僅對人體造成危害，而且還將影響安全、進(jìn)度等。

按國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，隧道施工期間，洞內(nèi)空氣質(zhì)量：氧氣單位體不得少于20%；氣溫不得高于30℃，有害氣體濃度：CO一般情況不大于30mg/m3；CO2、甲烷（CH4）單位體不得大于0.5%；氮氧化物（NO2）在5～8mg/m3，洞內(nèi)人均每分鐘必須供給不得少于3m3、內(nèi)燃機(jī)每千瓦不得少于3m3的新鮮空氣，洞內(nèi)不得小于0.15m/s的風(fēng)速等。

2.通風(fēng)系統(tǒng)的技術(shù)方案

①通風(fēng)管采用直徑?1300mmPVC高強(qiáng)、柔性風(fēng)管。其中斜井設(shè)兩條風(fēng)管，分別負(fù)責(zé)進(jìn)、出口方向施工段通風(fēng)需要。各工區(qū)通風(fēng)管道懸掛于洞頂或邊墻上進(jìn)入。洞內(nèi)每500m設(shè)反向射流風(fēng)機(jī)一臺，以加快洞內(nèi)空氣流速。

②軸流風(fēng)機(jī)選用SDF（c）-NO12.5型（風(fēng)量1550～2912m3/min，全壓1378～5355Pa，電機(jī)功率2×110KW），射流風(fēng)機(jī)選用SSF-NO.10型，電動機(jī)功率30KW。

③通風(fēng)檢算。通風(fēng)距離最長為桃花洞斜井至出口段約5295米，如果該段通風(fēng)能滿足需要，則其余均能滿足。

通風(fēng)管使用PVC拉鏈風(fēng)筒，節(jié)長20m，平均百米漏風(fēng)率0.67%，接頭漏風(fēng)率0.179%，考慮通風(fēng)筒架設(shè)彎曲、個別破損等，取平均百米漏風(fēng)率P100=1.2%，摩擦阻力系數(shù)α=0.8×10-3kg/m3。

由以上結(jié)果可知，Q出口=1062>Q需=748m3/min，P損=4477Pa

④風(fēng)機(jī)的安裝、維護(hù)與保養(yǎng)。

物理學(xué)告訴我們：同類物質(zhì)由于受熱脹冷縮的影響，溫度低的物質(zhì)密度大、浮力小；相反溫度高的物質(zhì)密度小、浮力大，對于空氣也是如此熱空氣總是在冷空氣的上部。洞廢氣基本上全是內(nèi)燃機(jī)排放的熱空氣和炸藥釋放炮煙，所以在風(fēng)機(jī)的安裝位置上，根據(jù)風(fēng)機(jī)作用：抽風(fēng)機(jī)是以抽出廢氣為主，盡量按裝在隧道的中上部；壓風(fēng)機(jī)以送入低溫的新鮮空氣為主，盡量安裝在隧道的偏下部。但是必須保證風(fēng)機(jī)風(fēng)口不受阻塞且范圍開闊。指定專業(yè)人員負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)的維護(hù)與保養(yǎng)，從某種意義上講不只是提高風(fēng)機(jī)的運(yùn)行效果，維持風(fēng)機(jī)性能，延長風(fēng)機(jī)的使用壽命，而且也間接降低了系統(tǒng)的運(yùn)行成本。

⑤風(fēng)管的安裝、防護(hù)與檢查。

風(fēng)管的安裝質(zhì)量和防護(hù)措施直接影響洞內(nèi)通風(fēng)質(zhì)量與通風(fēng)成本，指定專人負(fù)責(zé)風(fēng)管的安裝、維護(hù)，在受施工影響較頻繁的區(qū)段，風(fēng)管的掉掛首先采取安裝主引鋼絲作為風(fēng)管掉裝的主索，風(fēng)管采用安裝活動掛鉤掉于主引鋼絲上，這樣不僅方便該段風(fēng)管的安裝，而且可有效防止因受外力作用被損壞。在施工放炮時(shí)，采取首先關(guān)閉風(fēng)機(jī)后放炮的防護(hù)措施；風(fēng)管穿過二襯鋼模臺車的方法采取預(yù)先在鋼模臺車的合適位置安裝固定金屬風(fēng)管的措施，從而有效防止了因鋼模臺車走對風(fēng)管的影響。

合理組織生產(chǎn)合理組織生產(chǎn)，盡可能避免上、下行線同時(shí)出碴增廢氣排出負(fù)擔(dān)。

3.通風(fēng)對施工要求

（1）為了保證風(fēng)機(jī)能夠正常啟動和運(yùn)轉(zhuǎn)，必須為風(fēng)機(jī)提供合適的供電力設(shè)備。

（2）加強(qiáng)日常通風(fēng)檢測，保證足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓，并且要愛護(hù)通風(fēng)管路，避免對通風(fēng)管路的破壞，降低漏風(fēng)率。

（3）要求通風(fēng)管每節(jié)20m，根據(jù)開挖面銜接風(fēng)管長度的需要可以配置少量10m/節(jié)的風(fēng)管

（4）因?yàn)樗x擇的風(fēng)管直徑較大，必須保證隧道有足夠的凈空，避免發(fā)生過往車輛和機(jī)械刮破風(fēng)管而影響施工。

4.結(jié)束語

通過呂梁山特長隧道通風(fēng)系統(tǒng)的運(yùn)行結(jié)果，通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)不僅與施工措施有關(guān)，施工設(shè)備是影響空氣質(zhì)量的關(guān)鍵，空氣質(zhì)量的監(jiān)測可減少系統(tǒng)設(shè)計(jì)、運(yùn)行管理的盲目性；系統(tǒng)的后期維護(hù)也是提高系統(tǒng)的運(yùn)行效果、降低系統(tǒng)運(yùn)行成本的有效措施。 [科]