米倉(cāng)山隧道通風(fēng)防塵技術(shù)探討

江俊杰

(四川川交路橋有限責(zé)任公司隧道分公司，四川 德陽(yáng) 618000）

米倉(cāng)山隧道通風(fēng)防塵技術(shù)探討

江俊杰

(四川川交路橋有限責(zé)任公司隧道分公司，四川 德陽(yáng) 618000）

一、工程概況

米倉(cāng)山隧道是巴陜高速中的控制性項(xiàng)目，隧道進(jìn)口位于陜西省漢中市南鄭縣喜神壩鄉(xiāng)小壩附近，出口位于巴中市南江縣關(guān)壩鄉(xiāng)，將從米倉(cāng)山國(guó)家森林公園的玉泉、大壩國(guó)有林場(chǎng)地下穿“場(chǎng)”而過(guò)。米倉(cāng)山隧道全長(zhǎng)13.8Km，其中陜境3Km，川境10.8Km，是我省在建最長(zhǎng)的公路隧道，也是國(guó)內(nèi)第二長(zhǎng)、世界第三長(zhǎng)的公路隧道。

二、米倉(cāng)山隧道施工通風(fēng)影響因素

2.1 運(yùn)輸方式對(duì)施工通風(fēng)的影響

運(yùn)輸方式一般分為有軌運(yùn)輸、無(wú)軌運(yùn)輸、有軌與無(wú)軌運(yùn)輸結(jié)合及皮帶機(jī)運(yùn)輸?shù)?，采用何種運(yùn)輸方式對(duì)施工通風(fēng)的需風(fēng)量將產(chǎn)生很大影響，還會(huì)影響到隧道斷面凈空內(nèi)可布置風(fēng)管直徑的大小，對(duì)可采用的通風(fēng)方式也有所限制。例如，無(wú)軌運(yùn)輸比有軌運(yùn)輸?shù)男栾L(fēng)量要大很多；無(wú)軌運(yùn)輸隧道內(nèi)可供布置風(fēng)管的斷面凈空較小，難以布置大直徑風(fēng)管；有軌運(yùn)輸可以采用混合式通風(fēng)，而無(wú)軌運(yùn)輸就不可以。

米倉(cāng)山隧道原設(shè)計(jì)為無(wú)軌運(yùn)輸，無(wú)軌運(yùn)輸?shù)膬?nèi)燃機(jī)械排放尾氣和卷?yè)P(yáng)粉塵對(duì)施工作業(yè)環(huán)境污染嚴(yán)重，增加了施工通風(fēng)的難度。在本專項(xiàng)中，充分考慮到了無(wú)軌運(yùn)輸?shù)男栾L(fēng)量要求。

2.2 多作業(yè)面同時(shí)施工對(duì)施工通風(fēng)的影響

米倉(cāng)山隧道出口工區(qū)有兩個(gè)作業(yè)面同時(shí)施工，需要布置的通風(fēng)管路較多，需要的總風(fēng)量較大，配置風(fēng)機(jī)的總功率也較大。對(duì)采用的通風(fēng)方式方法也有一定的限制，單作業(yè)面對(duì)采用混合式通風(fēng)和風(fēng)機(jī)串并聯(lián)工作等比較靈活、可選擇的空間較大，而多作業(yè)面的制約因素較多，需要多作業(yè)面綜合考慮、總體協(xié)調(diào)，給施工通風(fēng)布置增加了一定的難度。

2.3 通風(fēng)方案對(duì)長(zhǎng)距離施工通風(fēng)的影響

通風(fēng)方案與長(zhǎng)距離施工通風(fēng)是雙向選擇的關(guān)系，有些公認(rèn)較好的通風(fēng)方案不一定能夠滿足長(zhǎng)距離施工通風(fēng)的要求。施工通風(fēng)方案決定長(zhǎng)距離施工通風(fēng)的獨(dú)頭送風(fēng)長(zhǎng)度、需要配備的總風(fēng)量和設(shè)備總功率、通風(fēng)設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量、預(yù)期通風(fēng)質(zhì)量和可優(yōu)化調(diào)整的空間，所以必須進(jìn)行合理的選擇和匹配方可達(dá)到最佳效果。

三、米倉(cāng)山隧道施工通風(fēng)方案

米倉(cāng)山隧道的工區(qū)劃分為三個(gè)工區(qū)：

第一工區(qū)：主洞里程左線ZK48+628-ZK53+532，右線K48+620-K53+526，最大獨(dú)頭掘進(jìn)長(zhǎng)度為4904m，此工區(qū)又分為七個(gè)區(qū)段如下：

第一區(qū)段里程左線為ZK52+815-ZK53+532、右線為K52+800- K53+532，左、右線均采用壓入式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為717m；

第二區(qū)段里程左線為ZK52+115-ZK52+815、右線為K52+100-K52+800，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為700m；

第三區(qū)段里程左線為ZK51+395-ZK52+115、右線為K51+380-K52+100，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為720m；

第四區(qū)段里程左線為ZK50+685-ZK51+395、右線為K50+670-K51+380，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為710m；

第五區(qū)段里程左線為ZK49+917-ZK50+685、右線為K49+900-K50+670，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為768m；

第六區(qū)段里程左線為ZK49+302-ZK49+917、右線為K49+290-K49+900，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為615m；

第七區(qū)段里程左線為ZK48+628-ZK49+302、右線為K48+620-K49+190，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為674m；

第二工區(qū)：左線斜井及主洞左線ZK48+628-ZK50+050，右線斜井及主洞右線K48+620-K50+100，最大獨(dú)頭掘進(jìn)長(zhǎng)度為3004m，此工區(qū)又分為三個(gè)區(qū)段如下：

第一區(qū)段包括左線斜井及主洞左線為ZK49+917-ZK50+050和右線斜井及主洞右線為 K49+900-K50+100，左、右線區(qū)段均采用壓入式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為1716m；

第二區(qū)段里程左線為ZK49+302-ZK49+917、右線為K49+290-K49+900，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為615m；

第三區(qū)段里程左線為ZK48+628-ZK49+302、右線為K48+620-K49+190，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為674m；

第三工區(qū)：左線豎井及主洞左線ZK45+800-ZK49+917、右線豎井及主洞左線為K45+840- K49+900，最大獨(dú)頭掘進(jìn)長(zhǎng)度為4117m，此工區(qū)又分為七個(gè)區(qū)段如下：

第一區(qū)段里程左線為ZK49+302-ZK49+917、右線為K49+290-K49+900，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為615m；

第二區(qū)段里程左線為ZK48+628-ZK49+302、右線為K48+620-K49+190，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為674m；

第三區(qū)段里程左線為ZK47+956-ZK48+628、右線為K47+950-K48+620，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為672m；

第四區(qū)段里程左線為ZK47+276-ZK47+956、右線為K47+270-K47+950，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為680m；

第五區(qū)段里程左線為ZK46+558-ZK47+276、右線為K46+600-K47+270，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為523m；

第六區(qū)段里程左線為ZK45+800-ZK46+558、右線為K45+840-K46+600，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為907m；

第六區(qū)段里程左線為ZK45+800-ZK46+753、右線為K45+840-K46+790，采用巷道式通風(fēng)，最大通風(fēng)長(zhǎng)度為712m；

四、除塵設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)原理

一般隧道采用除塵機(jī)或者噴水機(jī)降塵除煙，2種機(jī)械既要消耗電能還會(huì)占用一定的洞內(nèi)空間，會(huì)對(duì)施工造成不便。米倉(cāng)山隧道設(shè)計(jì)了一套水幕降塵系統(tǒng)，利用高壓風(fēng)與高壓水結(jié)合，使氣體介質(zhì)與液體介質(zhì)之間相互擠壓、加速和剪切，形成水霧帶，充分阻止煙霧、粉塵外擴(kuò)，隨水幕降下。

噴霧降塵過(guò)程是水霧與粉塵相互作用凝結(jié)而除塵的過(guò)程，把水化成水霧狀的微細(xì)水滴噴灑于空氣中，使其與粉塵顆粒碰撞接觸，塵粒被吸附在水中，隨水滴降落。

噴霧灑水不僅能吸附粉塵，還能溶解部分有害氣體，降低洞內(nèi)溫度，使洞內(nèi)空氣變得清爽。目前隧道施工廣泛使用的乳化炸藥主要由氧化劑水溶液、燃料油、乳化劑及高熱劑等成分組成，爆炸后產(chǎn)生大量氣體，其中部分氣體對(duì)人體危害極大，而水霧對(duì)有害氣體（CO2、NO2、SO2、NH3等）能起到凈化作用

4.2 水霧除塵裝置的控制

1、水壓：提高水壓，減小出水口孔徑能有效提高水霧噴射速度和水霧粒子的分散度，從而提高降塵效率。

2、噴嘴設(shè)置方向：噴嘴對(duì)著出風(fēng)方向偏斜 45度，這樣能加大水霧與粉塵接觸速度，能更加有效、快速的消除粉塵與有害氣體。

3、設(shè)置水幕位置：距離掌子面30m、50m、80m各設(shè)一道，其余洞內(nèi)隔200m設(shè)置一道。

4.3 水霧除塵裝置的制作、布置與配套設(shè)施

將40mm球閥連接在洞內(nèi)高壓水管上作為水幕開(kāi)關(guān)，用25mm高壓水管作為水流導(dǎo)體，沿洞身拱頂120度范圍布置，并在此范圍均勻布置7個(gè)高壓噴頭。

洞內(nèi)每隔100m設(shè)置一個(gè)水管接頭，以便于清洗洞內(nèi)路面，減少機(jī)械走動(dòng)揚(yáng)塵，并保持洞內(nèi)路面濕潤(rùn)。

五、結(jié)論

獨(dú)頭壓入式通風(fēng)與巷道式通風(fēng)技術(shù)相結(jié)合，利用水霧除塵的技術(shù)在米倉(cāng)山隧道實(shí)施后，相較于以往的隧道通風(fēng)除塵效果有了明顯的提高，該套通風(fēng)除塵系統(tǒng)能及時(shí)、有效的將絕大部分粉塵和有害氣體在最快時(shí)間內(nèi)清除，對(duì)施工安全有了較有力的保障，且簡(jiǎn)單易行，便于操作，具有較高的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益，具有較好的推廣前景。

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1007-6344（2015）08-0017-01