莊乾理

摘 要 施工通風(fēng)是長大隧道施工的重要配套工藝之一，本文對貴廣鐵路獨頭掘進(jìn)3500m以上隧道施工過程中的通風(fēng)設(shè)計方案進(jìn)行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞 長大隧道 施工通風(fēng)

貴廣鐵路GGJT3-4標(biāo)段，起訖樁號為DK239+369～DK270+004，全長30386 m。隧道7座，共計長度28958 m，占總長度的95.3%，其中獨頭掘進(jìn)3500 m的工作面6個，均為重點隧道，屬關(guān)鍵控制性工程。施工通風(fēng)是長大隧道施工的重要配套工藝之一，本文對獨頭掘進(jìn)3500 m以上隧道施工過程中的通風(fēng)設(shè)計方案進(jìn)行了總結(jié)。

一、隧道施工環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)我國鐵路、廠礦、企業(yè)及有關(guān)勞動衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，隧道內(nèi)施工作業(yè)段的空氣必須符合下列衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：粉塵濃度：國務(wù)院頒布的《關(guān)于防止廠礦企業(yè)中矽塵危害的決定》中規(guī)定：每1m3 空氣含有10%以上游離二氧化硅的粉塵為2 mg； 每1m3含游離二氧化硅在10%以下時，不含有害物質(zhì)的礦性和動植物性的粉塵為10 mg；含游離二氧化硅在10%以下的水混粉塵為6 mg。氮氧化合物（換算成NO2）濃度：我國礦山安全規(guī)程及《鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：氮氧化合物不得超過0.00025%，質(zhì)量濃度不得超過5 mg/m3。洞內(nèi)空氣成分（按體積計）：我國礦山安全規(guī)程及《鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范》規(guī)定：凡有人工作的地點，氧氣（O2）的含量不低于20%，二氧化碳（CO2）的含量不得大于0.5%。 洞內(nèi)風(fēng)量要求：每人每分鐘供應(yīng)新鮮空氣不應(yīng)少于3 m3，柴油設(shè)備千瓦/分鐘需要新鮮空氣不小于3 m3。

二、通風(fēng)設(shè)計原則

充分利用現(xiàn)有設(shè)備，在滿足通風(fēng)效果的前提下，進(jìn)行合理調(diào)配減少新購風(fēng)機的數(shù)量。在凈空允許的情況下，采用大直徑風(fēng)管，減少能耗損失。通過適當(dāng)增加一次性投入，減少通風(fēng)系統(tǒng)的長期運行成本。

三、通風(fēng)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)

根據(jù)我國公路、廠礦、企業(yè)及有關(guān)勞動衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定，隧道內(nèi)施工作業(yè)段的空氣必須符合下列衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：

粉塵濃度：國務(wù)院頒布的《關(guān)于防止廠礦企業(yè)中矽塵危害的決定》中規(guī)定：每立方米空氣含10%以上游離二氧化硅的粉塵2 mg；含游離二氧化硅在10%以下時，不含有害物質(zhì)的礦性和動植物性的粉塵為10 mg；含游離二氧化硅在10%以下的水混粉塵為6 mg。

一氧化碳（CO）濃度：我國礦山安全規(guī)程規(guī)定：空氣中一氧化碳（CO）濃度不得超過0.0024%（按體積計算，即24 ppm），按重量計算不得超過30 mg/m3，施工人員進(jìn)入洞內(nèi)30 min后，濃度應(yīng)降至30 mg/m3以下。

氮氧化合物（換算成NO2）濃度：我國礦山安全規(guī)程規(guī)定（行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)）：氮氧化合物不得超過0.00025%，質(zhì)量濃度不得超過5 mg/m3。

洞內(nèi)空氣成分（按體積計）：我國礦山安全規(guī)程：凡有人工作的地點，氧氣（O2）的含量不低于20%，二氧化碳（CO2）的含量不得大于0.5%。

隧道內(nèi)最適宜勞動的溫度是15℃～20℃，掘進(jìn)工作面的溫度不宜超過28℃。

洞內(nèi)風(fēng)量要求：每人每分鐘供應(yīng)新鮮空氣不應(yīng)少于3 m3，柴油設(shè)備kW/min需要新鮮空氣不小于3 m3。

噪聲標(biāo)準(zhǔn)：我國《工業(yè)企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定了新建企業(yè)噪聲衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：工作時間為8 h，噪聲不超過85分貝（A）；若噪聲達(dá)到88分貝（A），工作時間只能在4 h內(nèi)，聽力才能得到保護(hù)。

洞內(nèi)風(fēng)速要求：鉆爆法施工，全斷面開挖時洞內(nèi)風(fēng)速不得小于0.15 m/s，坑道內(nèi)部不小于0.25 m/s，并不得大于6 m/s。

四、通風(fēng)設(shè)計距離

隧道最大通風(fēng)距離第一階段2000 m，第二階段3700 m。

五、風(fēng)量、風(fēng)壓計算

1.設(shè)計參數(shù)。

6.通風(fēng)設(shè)備選型。根據(jù)對不同通風(fēng)長度的風(fēng)機供風(fēng)風(fēng)量（Q總）和風(fēng)機風(fēng)壓（h阻）的計算，并進(jìn)行經(jīng)濟(jì)行比較。不同長度的通風(fēng)設(shè)備選擇原則如下：

（1）通風(fēng)長度大于3000 m。風(fēng)機選擇兩臺串聯(lián)：洞口風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量不小2495.3 m3/min，風(fēng)壓不小于3525 Pa，同時在出風(fēng)口配備2臺SDS-D射流通風(fēng)機。

（2）通風(fēng)長度大于2000 m并小于3000 m。風(fēng)機選擇：風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量不小于2815.5 m3/min，風(fēng)壓不小于5263 Pa。

（3）通風(fēng)小于2000 m。風(fēng)機選擇1臺：風(fēng)機設(shè)計風(fēng)量不小于2495.3 m3/min，風(fēng)壓不小于3525 Pa。

通風(fēng)設(shè)備選型，根據(jù)各階段通風(fēng)方式及通風(fēng)長度以及通風(fēng)設(shè)備選型原則，其設(shè)備選型見表1。

通風(fēng)主風(fēng)管采用φ1.3 m軟管，隧道開挖采用臺階法施工時，上下臺階各設(shè)φ1.0 m軟管通過三通與主風(fēng)管連接向掌子面供風(fēng)。

六、通風(fēng)方法

1.進(jìn)洞施工 200 m內(nèi)不考慮通風(fēng)，炮煙、油煙采用自然循環(huán)方式置換新鮮空氣。當(dāng)自然通風(fēng)時間超過 40 min不能滿足施工要求時在距洞口 20 m處安設(shè) SDF（C）-NO12.5軸流風(fēng)機采用壓入式通風(fēng)。

2.當(dāng)隧道掘進(jìn)在2000 m左右時，在洞口安裝2臺SDF（C）-NO12.5軸流風(fēng)機采用壓入式通風(fēng)。

3.當(dāng)隧道掘進(jìn)大于2500 cm左右時，在F1、F2串聯(lián)的基礎(chǔ)上，在距離掌子面50 m（及軸流通風(fēng)機出口）左右側(cè)安裝2臺SDS-D射流通風(fēng)機輔助軸流通風(fēng)機，以加速廢氣的向洞口的流速。

七、通風(fēng)管理

施工通風(fēng)管理水平的高低是影響通風(fēng)質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一。以往不少隧道施工通風(fēng)不好，除了通風(fēng)系統(tǒng)布局不合理、風(fēng)機風(fēng)管不匹配等技術(shù)原因外，主要問題是通風(fēng)管理不善，管道通風(fēng)阻力大，開挖工作面得不到足夠的新鮮風(fēng)流，沿途污濁空氣不能及時排出洞外。我們以“合理布局，優(yōu)化匹配，防漏降阻，嚴(yán)格管理、確保效果”二十字方針，作為施工通風(fēng)管理的指導(dǎo)原則，強化通風(fēng)管理。建立以崗位責(zé)任制和獎懲制為核心的通風(fēng)管理制度和組建專業(yè)通風(fēng)班組，通風(fēng)班組全面負(fù)責(zé)風(fēng)機、風(fēng)管的安裝、管理、檢查和維修，發(fā)現(xiàn)風(fēng)管破損及時粘補。嚴(yán)格按照通風(fēng)管理規(guī)程及操作細(xì)則組織實施法。

防漏降阻措施：以長代短。風(fēng)管節(jié)長由以往的20 m～30 m加長至50 m～100 m，減少接頭數(shù)量，即減少漏風(fēng)量。以大代小。在凈空允許的條件下，盡量采用大直徑風(fēng)管。截彎取直。風(fēng)管安裝前，先按5 m間距埋設(shè)吊掛錨桿，并在桿上標(biāo)出吊線位置，再將φ8 mm盤條吊掛線拉直拉緊并焊固在錨桿上，爾后在吊掛線上掛風(fēng)管。這樣可使風(fēng)管安裝到達(dá)平、直、穩(wěn)、緊，不彎曲、無褶皺，減少通風(fēng)阻力。隧道施工防塵采取綜合治理的方案，為控制粉塵的產(chǎn)生，鉆眼作業(yè)必須采用濕式鑿巖，鑿巖機在鉆眼時，必須先送水后送風(fēng)。新鮮風(fēng)連續(xù)經(jīng)過幾個工作面時，在兩個工作面間和混合式通風(fēng)系統(tǒng)中兩組風(fēng)管交錯的距離間，根據(jù)防塵效果，適當(dāng)增設(shè)噴霧器凈化風(fēng)流中的粉塵。

八、結(jié)束語

合理的通風(fēng)系統(tǒng)、理想的通風(fēng)效果是實現(xiàn)長大隧道快速施工、施工人員身心健康及施工安全的重要保證。高水平的施工通風(fēng)管理也是保證通風(fēng)效果的關(guān)鍵。目前該標(biāo)段施工的隧道多數(shù)掌子面距洞口已經(jīng)超過3000 m，通風(fēng)效果較為理想。隨著隧道掘進(jìn)深度的增加，通風(fēng)這一難題會更進(jìn)一步突出，必須不斷的根據(jù)實際需要對我們目前的通風(fēng)設(shè)計進(jìn)行調(diào)整，總結(jié)出更好地長大隧道通風(fēng)設(shè)計方案。

參考文獻(xiàn)

[1]關(guān)于防止廠礦企業(yè)中矽塵危害的決定（國務(wù)院）.

[2]高速鐵路隧道施工技術(shù)指南.鐵建設(shè)[2010]241號.

[3]TB10304-2009，鐵路隧道工程施工安全技術(shù)規(guī)程.

[4]路橋施工計算手冊.人民交通出版社，2001.5.