淺談地下施工通風(fēng)存在的問題以及防范措施

武心智 董宇晗 楊曉曈

（1 山東科技大學(xué)土木工程與建筑學(xué)院， 山東 青島 266590；2 山東科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院， 山東 青島 266590）

（3 山東科技大學(xué)經(jīng)濟(jì)管理學(xué)院， 山東 青島 266590）

1 通風(fēng)的定義

隧道及地下建筑工程的空間需要良好的空氣環(huán)境，這種空氣環(huán)境采用換氣的方法得到。因所處的地理和氣候條件、建筑物結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)流程不同，故在不同的隧道及地下建筑工程采取的通風(fēng)技術(shù)也有較大的差異。

2 通風(fēng)的目的

①向工程內(nèi)部供給新鮮空氣，保證人員的呼吸通暢；②排除有害氣體、蒸氣、粉塵和炮煙等有害物質(zhì)；③良好的通風(fēng)可以使工程內(nèi)部空氣的溫度、相對濕度、流速以及有害物質(zhì)的最高容許濃度保持在規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)；

3 地下施工通風(fēng)方式

《鐵路隧道施工規(guī)范》地下施工通風(fēng)分自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。

3.1 自然通風(fēng)

自然通風(fēng)就是在不建設(shè)和利用相關(guān)的通風(fēng)設(shè)備，而利用自然手段（自然壓力、氣壓等），促使空氣流動，使隧道和地下建筑物中充滿空氣，從而達(dá)到通風(fēng)的效果。這種通風(fēng)方式成本低，適用性高。但是這種設(shè)計對于自然風(fēng)的依賴比較大，可控性低，通風(fēng)量往往難以控制，同時自然通風(fēng)往往需要較大的空間，經(jīng)常收到建筑形式的限制。因此在設(shè)計單行隧道而且將隧道設(shè)計的長度比其他非自然通風(fēng)隧的長度要更長，這樣引入更多的風(fēng)量。

3.2 機(jī)械通風(fēng)

機(jī)械通風(fēng)以管道式最為普遍，其方式有以下三種：壓入式通風(fēng)，壓入式通風(fēng)是一種地下洞室的機(jī)械通風(fēng)方式，它利用通風(fēng)機(jī)吸入新鮮空氣，通過風(fēng)筒壓入到工作面，以供給洞內(nèi)足夠的新鮮空氣，污濁空氣和粉塵等通過隧道流出，稀釋，從而保障作業(yè)人員身體健康；抽出式通風(fēng) 該方法用通風(fēng)機(jī)將工作面爆破產(chǎn)生的有害氣體從井下或局部用風(fēng)地點(diǎn)吸出，新鮮風(fēng)流則由平洞進(jìn)入工作面。抽出式通風(fēng)不污染巷道，但風(fēng)流的有效吸程較短，新鮮空氣流經(jīng)全洞，到達(dá)工作面時已不太新鮮；混合式通風(fēng) 這種通風(fēng)方式是壓入式和抽出式的綜合應(yīng)用，通常以抽出式為主、以壓入式為輔。它通風(fēng)設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)，管理容易，壓入的新鮮風(fēng)流作用到工作面，有效范圍大，能有效的排煙、排灰塵，適合長度較大的平洞通風(fēng)。

3.3 通風(fēng)機(jī)的選型

通風(fēng)機(jī)種類繁多，多種多樣，根據(jù)不同的需要選擇的風(fēng)機(jī)也應(yīng)不同，地下工程施工一般為獨(dú)頭掘進(jìn)，故多使用軸流式局部通風(fēng)機(jī)。它的原理是氣流進(jìn)入風(fēng)機(jī)的葉輪，近似地在圓柱形表面上沿軸線方向流動。軸流式風(fēng)機(jī)分普通式和對旋式，對旋式結(jié)構(gòu)簡單、效率高、性能好，斷面較大、較長的平洞中采用較多。

3.4 風(fēng)筒的選擇

風(fēng)筒是指引導(dǎo)風(fēng)流沿著一定方向流動的管道。工程中對風(fēng)筒的基本要求是漏風(fēng)少、風(fēng)阻小、質(zhì)量輕、拆裝方便。風(fēng)筒的種類，風(fēng)筒分為剛性風(fēng)筒和柔性風(fēng)筒兩類，柔性風(fēng)筒有膠皮風(fēng)筒和塑料風(fēng)筒等，一般只用于壓入式通風(fēng)。剛性風(fēng)筒主要有金屬風(fēng)筒和玻璃鋼風(fēng)筒，在壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)均可使用；風(fēng)筒直徑，風(fēng)筒直徑根據(jù)需通過的風(fēng)量、通風(fēng)長度等條件確定；風(fēng)筒的安設(shè)與管理，風(fēng)筒的安設(shè)與管理應(yīng)嚴(yán)格的遵循“五不要”原則即不讓風(fēng)筒落后工作面的距離超過作業(yè)規(guī)程規(guī)定；不讓風(fēng)筒在通風(fēng)過程中脫節(jié)破裂、不改變風(fēng)筒的位置和通風(fēng)方向；不讓風(fēng)筒堵塞不通，影響通風(fēng)的進(jìn)行；不讓風(fēng)筒浸在水中，對風(fēng)筒造成損害。與此同時風(fēng)筒的連接應(yīng)緊密，有破壞應(yīng)及時更換，要定期檢查、測試通風(fēng)效果等。

4 地下空間通風(fēng)現(xiàn)存問題

城市地下空間憑借其良好的穩(wěn)定性與密閉性，為使用者創(chuàng)造良好的天然防護(hù)效果。這種防護(hù)作用不僅體現(xiàn)在了城市重大自然災(zāi)害發(fā)生時，還包括城市的人為災(zāi)害事故。但是在享受密閉性的便利同時，空間通風(fēng)效果差等系列問題也浮出水面。現(xiàn)存的地下空間通風(fēng)難題主要分為以下三個方面：環(huán)境密閉性導(dǎo)致的氣體流動差、通風(fēng)效果差對人體呼吸系統(tǒng)的強(qiáng)烈刺激、通風(fēng)影響內(nèi)部空間的溫度與濕度。

4.1 環(huán)境密閉性導(dǎo)致的氣體流動差問題

氣體流動的動因有壓力差、溫度差與不均相等三方面，其中任一項的存在即能影響氣體的狀態(tài)使之產(chǎn)生流動現(xiàn)象。地下空間處于一定厚度的土層與巖石層的包圍中，具有明顯的隱蔽性與密閉性，這就導(dǎo)致空間內(nèi)壓力差與溫度差的變化十分不明顯，從而影響室內(nèi)空氣流速慢且變化弱。而地下工程施工過程中往往缺少自然通風(fēng) ,所以會導(dǎo)致整體環(huán)境氣體流動性極差。

4.2 通風(fēng)效果差對人體呼吸系統(tǒng)的強(qiáng)烈刺激問題

如果人在通風(fēng)設(shè)計不合理、密閉性極強(qiáng)、裝修材料中揮發(fā)性有機(jī)化合物過多而導(dǎo)致空氣環(huán)境狀況差的建筑物中，有可能會出現(xiàn)疲乏、頭暈、呼吸不暢、氣喘胸悶、咽干喉疼、眼干、鼻塞、流涕、流眼淚、感冒癥狀、耳鳴甚至過敏等系列身體不適狀況，通常我們稱之為病態(tài)建筑綜合癥，并將產(chǎn)生此類癥狀的建筑稱為病態(tài)建筑 ,經(jīng)過醫(yī)學(xué)證明病態(tài)建筑主要是由室內(nèi)空氣污染所引起的，這種癥狀可能存在于某一特定區(qū)域，也可能廣泛分布于整個建筑物中。

5 改善地下空間通風(fēng)的建議

盡管地下空間通風(fēng)存在種種困難，但是我們?nèi)舫浞掷米匀毁Y源與經(jīng)濟(jì)社會資源，仍然可以在人為調(diào)節(jié)的基礎(chǔ)上改善當(dāng)前的室內(nèi)環(huán)境。5.1結(jié)合南北方地理因素與地域特征充分利用自然條件進(jìn)行通風(fēng)設(shè)計及時根據(jù)風(fēng)向玫瑰的特征，冬季降低通風(fēng)頻率，減少自然降雪影響所導(dǎo)致的通風(fēng)不暢情況；夏季加強(qiáng)對流次數(shù)，善于利用周圍綠化環(huán)境，主動與被動設(shè)置景觀蔭蔽。按照太陽高度角的變化設(shè)計地下空間內(nèi)部的開放空間以及窗戶類型的選擇，引導(dǎo)氣流匯入與排出。

5.2 充分利用空間形態(tài)設(shè)計安放設(shè)施的布局?jǐn)[放針對下沉式空間、地臺式空間、凹室與外凸空間等不同內(nèi)部空間形態(tài)因地制宜設(shè)置室內(nèi)形態(tài)，根據(jù)用途與性質(zhì)，善于利用現(xiàn)實中的客觀因素，在對全局把握的基礎(chǔ)上，杜絕主觀臆想，構(gòu)思如何將內(nèi)部的種種不利因素轉(zhuǎn)化為有利因素。

5.3 自然通風(fēng)與機(jī)械通風(fēng)輔助進(jìn)行針對部分夏季炎熱冬季寒冷且晝夜溫差大的地區(qū)，在無法完全利用自然便利條件完成通風(fēng)的情況下，在此密閉環(huán)境中依然應(yīng)保證機(jī)械通風(fēng)的適當(dāng)風(fēng)速, 使送入的空氣到達(dá)人活動范圍時保持舒適的流速。這時可以選擇一方面在氣候相對溫和的時節(jié)以及傍晚來實現(xiàn)，另一方面善于靈活借助機(jī)械設(shè)備，如在地下空間的進(jìn)風(fēng)口處設(shè)計安裝空氣凈化設(shè)備，在排風(fēng)口處廢氣回收處理裝備，有目的的實現(xiàn)空氣傳送，提高通風(fēng)效率。

6 結(jié)論

地下空間的開發(fā)利用主要是依托地下工程建設(shè)進(jìn)行的，在其施工過程中，通風(fēng)作業(yè)可謂是重中之重，它對施工的成功進(jìn)行和人員的安全都具有重要的意義。這警戒施工和管理人員在施工建設(shè)過程中要加強(qiáng)對通風(fēng)問題的處理，才能讓地下施工有條不紊得順利進(jìn)行。