長大隧道施工通風(fēng)方案的設(shè)計及實施

胡玉琨

甘肅省交通規(guī)劃勘察設(shè)計院股份有限公司 甘肅 蘭州 730030

在長大隧道施工過程中，為有效降低隧道內(nèi)有害有毒氣體濃度，保障施工人員安全，推動隧道施工順利開展、如期完工，就必須要定期向隧道內(nèi)輸送新鮮空氣。當(dāng)前，在普通隧道中多采用軟風(fēng)管壓入式通風(fēng)模式，這種模式對于短距離隧道而言效果顯著，能有效改善施工環(huán)境，但并不適用于長大隧道，主要原因在于隧道內(nèi)地形復(fù)雜，易對通風(fēng)管路造成較大阻力，或是管道出現(xiàn)漏風(fēng)等情況，從而導(dǎo)致通風(fēng)不暢，無法及時排出隧道內(nèi)的粉塵、有害有毒氣體。因此，必須要結(jié)合隧道工程實際選擇最優(yōu)通風(fēng)方式，以此來確保隧道工程順利施工。

1 工程概況

某長大隧道，進(jìn)口段391m及出口段設(shè)置221m為雙線隧道，105m大跨段，其余地段為單線隧道。隧道所在區(qū)域地質(zhì)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，處于構(gòu)造蝕中低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地形起伏，溝谷深切，植被發(fā)育，經(jīng)推測圍巖中可能含有甲烷、乙烯、硫化氫等有毒氣體。該隧道施工難點在于設(shè)置有斜井1和斜井2，斜井1位于線路前方右側(cè)，平面長度1178m，綜合坡度6.38%，斜井2位于線路前方右側(cè)，平面長度1170m，綜合坡度7.29%，該斜井洞身較長，斷面面積小，在施工中存在嚴(yán)重的安全風(fēng)險。隧道按照進(jìn)口、斜井1、斜井2、出口4個工區(qū)6個作業(yè)面組織施工，通風(fēng)線路較為復(fù)雜。

2 通風(fēng)方案設(shè)計

2.1 風(fēng)量計算

2.2 通風(fēng)阻力計算

2.3 通風(fēng)施工條件

對于長大隧道工程施工而言，完整性和安全性是首要要素，因此在通風(fēng)方案設(shè)計中必須要達(dá)到以下標(biāo)準(zhǔn)：①空氣含氧量不得低于20%，需保證施工人員供氧充足；②每空氣中粉塵含量不得超過2mg。同時，需要將有毒有害氣體控制在許可范圍內(nèi)。

2.4通風(fēng)方案設(shè)計

根據(jù)該隧道施工方案及各階段工期，綜合考慮斜井和進(jìn)出口工區(qū)情況，選擇以任務(wù)最重的斜井2為例，其余3個工區(qū)參考本施工方案即可。本方案以常規(guī)管道壓入式通風(fēng)為主，但在洞內(nèi)彎道處配合負(fù)壓通風(fēng)管，且隧道外風(fēng)機(jī)進(jìn)風(fēng)口與斜井口距離大于20m，風(fēng)管出口與該隧道掌子面距離為60m。

因斜井2平面長度1170m，隧道通風(fēng)難度系數(shù)較大，因此考慮采取二次接力的方式，再加之隧道總長長，導(dǎo)致通風(fēng)距離長，經(jīng)計算洞內(nèi)回流風(fēng)阻較大，綜合考慮需安裝射流風(fēng)機(jī)進(jìn)行導(dǎo)流。

2.5 通風(fēng)設(shè)備的選擇

2.6 通風(fēng)設(shè)備的布置

可在斜井2朝進(jìn)口和出口方向分別安裝1臺電功率為132×2kw、型號為SDF-NO12的風(fēng)機(jī)，用于向進(jìn)出口方向供風(fēng)；并在進(jìn)出口方向距離斜井2約600m處，分別安裝1臺電功率為、型號為的風(fēng)機(jī)向作業(yè)面送風(fēng)。同時考慮到隧道長、回流風(fēng)阻較大，因此可在斜井2底部安裝一臺射流風(fēng)機(jī)用于導(dǎo)流（如圖1所示），從而降低回流風(fēng)阻。

圖1 射流風(fēng)機(jī)設(shè)置

卻確風(fēng)機(jī)通風(fēng)效果，提高隧道通風(fēng)率，不僅要選擇合適的通風(fēng)設(shè)備、進(jìn)行合理布置，還應(yīng)成立專門的風(fēng)機(jī)管理小組，建立健全的風(fēng)機(jī)管理機(jī)制，并在隧道內(nèi)定時進(jìn)行灑水，降低粉塵含量，并以此來控制污濁氣體的進(jìn)入。此外，在隧道送風(fēng)左洞僅供施工人員進(jìn)出，其余施工車輛、設(shè)備均從隧道右洞進(jìn)出；距掌子面最近的隧洞可限時開放供清渣車輛通行外，其余橫洞在施工期間封閉禁止通行，以此來避免隧道內(nèi)出現(xiàn)循環(huán)污染的情況。

3 結(jié)論

在對國內(nèi)外長大隧道通風(fēng)技術(shù)進(jìn)行分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，確定了該隧道通風(fēng)方案，經(jīng)實踐驗證該方案經(jīng)濟(jì)性良好，具有較強(qiáng)可行性，且施工效率佳，不僅提升了功效，縮短了循環(huán)通風(fēng)時間，同時也有效保障了隧道整體工程的施工進(jìn)度。隧道內(nèi)空氣質(zhì)量檢測結(jié)果顯示，爆破15min后，空氣質(zhì)量達(dá)標(biāo)。