金溫高鐵隧道通風(fēng)技術(shù)研究

吳同鴿

（浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

金溫高鐵隧道通風(fēng)技術(shù)研究

吳同鴿

（浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院）

我國交通事業(yè)隨著經(jīng)濟和科技的不斷進步而得到了快速發(fā)展，其中在鐵路運輸中對于隧道的建設(shè)數(shù)量越來越多，其隧道的長度也在不斷加長，而在這種背景下，在隧道施工中的通風(fēng)技術(shù)就顯得尤為重要。因此本文以金溫高鐵隧道為研究對象，以其隧道通風(fēng)技術(shù)為研究目標(biāo)。首先介紹了金溫獅子嶺隧道工程的基本情況，從工程概況和通風(fēng)的必要性進行了分析和探究；其次，重點分析和研究了對于通風(fēng)方面的計算，如對通風(fēng)量和風(fēng)壓的計算等；最后提出了實現(xiàn)通風(fēng)技術(shù)的具體措施，希望能夠給相關(guān)單位帶來一定的幫助作用。

金溫獅子嶺隧道 通風(fēng)技術(shù) 通風(fēng)量 風(fēng)壓計算

引言

我國在高鐵建設(shè)中越來越重視安全、可靠性，同時也非常重視為隧道施工人員提供安全的工作環(huán)境。而隧道施工通風(fēng)不僅能夠為隧道施工人員排除各種粉塵、提供新鮮空氣，有效保障施工人員的安全和健康，而且還能夠為高鐵運行所需的機電設(shè)備提供良好的運行環(huán)境，從而有效保障高鐵安全、可靠的運行。由此可見，加大對高鐵隧道通風(fēng)技術(shù)的分析和探究具有十分重要的現(xiàn)實意義。

一、隧道工程基本情況介紹

（一）工程概況

金溫高鐵獅子嶺隧道地處浙南山地，穿越溫州市雙嶼鎮(zhèn)與澤雅鎮(zhèn)兩地。隧道進口地形陡峻，其所經(jīng)之地大部分植被茂盛、山勢較險，具有20～40°的坡度，在某些地段可達(dá)到50°的坡度。從獅子嶺隧道的整體工程來看，其周邊環(huán)境復(fù)雜，在隧道的上方具有密集的房屋且埋藏深度相對來說比較淺，這就為隧道施工帶來了很大困難。尤其是龍峰山莊別墅群地段，獅子嶺隧道下穿其內(nèi)，給其施工也帶來不便。獅子嶺隧道整體長度為8673.52米，具有11～70m的埋藏深度，其埋深較淺，隧道斷面正洞129.9為了加快施工進度、開辟施工工作面滿足整個工程工期要求，獅子嶺隧道根據(jù)隧道施工經(jīng)驗和具體圖紙，采取了“兩座斜井”施工方案，即獅子嶺隧道1#斜井和2#斜井，其坡度分別為10°和12.5°。另外，隧道運輸采用斜交單聯(lián)式，即雙車道部分襯砌斷面和無軌運輸雙車道模式進行施工。整個隧道施工分為三個工作層面，分別為1#和2#斜井工作層面、進口工作層面、出口工作層面。這兩個斜井單向掘進最長為2920m，其中1#斜井工作長度為1024m，2#斜井工作長度為1020m。

（二）金溫高鐵獅子嶺隧道通風(fēng)工作的必要性分析

在獅子嶺隧道施工過程中，需要對其采用內(nèi)燃機設(shè)備以及利用炸藥等化學(xué)物質(zhì)來幫助其進行爆破，然后運用運輸車輛來運輸各種材料。而在這些過程中必然會帶有一些危害身體健康的氣體物質(zhì)產(chǎn)生，在隧道中如果不對這些有害物質(zhì)進行及時通風(fēng)處理，就會減少隧道中的氧氣，從而對施工人員的身體健康造成嚴(yán)重危害。另外，獅子嶺隧道工程在進口處理方面采用的施工方式為獨頭掘進，其爆破方式為人工鉆爆，再加上采用了無軌運輸方式進行各種材料的運輸，這些就大大增加了隧道通風(fēng)的難度。因此，為了凈化獅子嶺隧道內(nèi)的空氣，使其保持良好的空氣質(zhì)量，就必須進行空氣更換，將有害氣體排除隧道，保持其內(nèi)具備充足的氧氣，而這些就必須依靠隧道通風(fēng)技術(shù)來實現(xiàn)。

二、隧道通風(fēng)技術(shù)分析

（一）通風(fēng)量計算

1、風(fēng)量計算：有關(guān)風(fēng)量的計算要根據(jù)隧道內(nèi)施工人員的個數(shù)（同一時間）來進行計算，其計算公式如下：

其中，k代表風(fēng)量備用系數(shù)，一般按照k=1.1來計算；m代表工作人數(shù)（同一時間）；代表每個人所呼吸的新鮮空氣。通過上式就能夠計算出相關(guān)風(fēng)量。

2、使用內(nèi)燃機所需要的風(fēng)量計算：當(dāng)在使用內(nèi)燃機等機械設(shè)備時，隧道風(fēng)量的計算公式為：

3、檢驗風(fēng)量：對于風(fēng)量的檢驗一般采用最小風(fēng)速法，其計算公式如下所示：

其中，最小V指的是當(dāng)對隧道進行全斷面開挖時風(fēng)速不得小于0.15m/s，最大S指的是隧道的最大斷面面積。

通過上述計算，就能夠得出隧道內(nèi)通風(fēng)機所需提供的風(fēng)量，以及隧道所需要的最大風(fēng)量值。

（二）風(fēng)壓計算

除了風(fēng)量的計算之外，還需要對其風(fēng)壓進行計算，因為風(fēng)壓是能夠保證將足夠風(fēng)量送到隧道而完成通風(fēng)的重要因素。另外，風(fēng)口也要具備一定的風(fēng)速，這樣才能夠使得通風(fēng)能夠順利完成，而不受隧道內(nèi)阻力的影響。

（三）通風(fēng)技術(shù)的實現(xiàn)

1、選擇合適的風(fēng)管

對于風(fēng)管的選擇，其材料要具備良好的性能，尤其是在隧道口的高壓風(fēng)區(qū)，其風(fēng)管基布要選擇長絲滌綸纖維材質(zhì)的材料，而風(fēng)管材料要選擇強塑料膠布，該材料要由PV壓延塑材料復(fù)合而成。因為這種構(gòu)造而成的材料具備較高的光潔度，這樣風(fēng)力在其中受到的摩擦阻力系數(shù)就會減小，同時還具備防水、防燃和防靜電的功能。另外，可以采用熱塑方法或者縫紉方法對其進行適當(dāng)?shù)募庸ぬ幚怼?/p>

2、采用正確的風(fēng)管連接方法

在進行風(fēng)管接頭時，其連接材料要選用薄鋼板材質(zhì)制作而成的鋼圈進行焊接，其焊接材料應(yīng)該選用Φ10mm的鋼筋。對于風(fēng)管的連接方式要求在接頭的位置上要先后安裝上兩節(jié)風(fēng)管端口；其次選用Φ3mm的軟鐵絲進行捆扎和固定；然后由此形成單反力，構(gòu)成一種包覆狀態(tài)；最后再次利用軟鐵絲進行捆扎和固定。要加大對風(fēng)管接頭牢固性的重視力度，從而防止出現(xiàn)滲漏現(xiàn)象和變形情況，有效減少了風(fēng)管接頭的維修工作。

3、適當(dāng)增加風(fēng)管長度

為了防止風(fēng)管接頭存在透風(fēng)現(xiàn)象，可以適當(dāng)減少風(fēng)管的接頭。而要實現(xiàn)這種狀態(tài)就要適當(dāng)增加風(fēng)管的長度，從而減少相關(guān)阻力，有效防止漏風(fēng)現(xiàn)象的存在，同時也能夠達(dá)到降低施工成本，增加企業(yè)利潤的目的。通過分析，獅子嶺隧道的每節(jié)風(fēng)管可以增加到30m的長度。

4、不斷改進風(fēng)管加工工藝

針對獅子嶺隧道工作區(qū)域，可以在其450m范圍內(nèi)，可以人工利用401型強力膠對強混合膠布類型風(fēng)管進行粘接。而選擇強塑膠布材質(zhì)的風(fēng)管（由PV壓延塑材料復(fù)合而成）在隧道洞口位置向內(nèi)延伸至1000m的范圍進行使用，其加工工具要使用電熱塑機，從而保障無針眼，達(dá)到防漏風(fēng)效果。

5、施工過程中做到布局合理

首先，在隧道通風(fēng)系統(tǒng)具體施工過程中，為了防止出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)即將洞中排出來的風(fēng)又重新排回洞中，必須要在隧道口與出風(fēng)口的位置進行合理布局和設(shè)置，二者之間要始終保持30m左右的距離；其次，要在洞壁拱腰處設(shè)置通風(fēng)管，并將其抬高，這樣能夠有效防止通風(fēng)系統(tǒng)影響到流水作業(yè)以及其他相關(guān)作業(yè)的施工工序。然后，掌子面與風(fēng)管口之間的距離也要進行合理布局和設(shè)置，二者要保持在有效射程范圍之內(nèi)。這樣不僅能夠防止風(fēng)管因爆破施工而出現(xiàn)一定的損害，而且還能夠確保隧道的通風(fēng)效果。再次，還可以利用壓氣水幕除塵技術(shù)，在施工過程中幫助洞中粉塵含量的排除和減少，對通風(fēng)量進行適當(dāng)降低。另外，對于通風(fēng)機的選擇要盡可能采用性能較好的設(shè)備，并選擇與之相匹配的風(fēng)管類型，這里指的是風(fēng)管的直徑類型，從而能夠保證其充分發(fā)揮作用。

6、加強對通風(fēng)系統(tǒng)的維護和管理

做好隧道通風(fēng)系統(tǒng)的維護和管理工作，能夠有效幫助通風(fēng)系統(tǒng)的良好運行，使其通風(fēng)作用充分發(fā)揮出來。壓迫定期檢查、調(diào)整和維護風(fēng)管以及風(fēng)管接頭的位置，一旦發(fā)現(xiàn)問題要及時對損壞的風(fēng)管進行更換和修補。另外，可以成立一個風(fēng)管檢查小組，專門負(fù)責(zé)對通風(fēng)管的檢查工作，然后定期對風(fēng)速、風(fēng)壓以及風(fēng)量進行檢測，并做好相關(guān)記錄，為其日常維護和管理奠定基礎(chǔ)。

三、結(jié)束語

綜上所述，通風(fēng)技術(shù)對于高鐵隧道施工來說具有十分重要的現(xiàn)實意義，而通過本文隧道施工案例可以了解到，在實際工程施工中，應(yīng)當(dāng)根據(jù)施工所處地理環(huán)境以及施工現(xiàn)場條件，來合理調(diào)整通風(fēng)系統(tǒng)，并按照一定措施改進通風(fēng)技術(shù)，從而提高隧道的通風(fēng)效果，有效節(jié)約施工成本。

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1007-6344（2015）12-0181-02