林金威

摘要：地下洞室群施工操作面很多、施工繁雜工作多又交叉，施工中會(huì)產(chǎn)生很多有害氣體，例如爆破氣體、機(jī)械尾氣、混凝土粉塵等，通風(fēng)防塵問(wèn)題尤為明顯。施工通風(fēng)良好，既可以確保勞動(dòng)安全，還能創(chuàng)造最佳施工環(huán)境，提升施工效率，保證施工進(jìn)度，地下洞室群結(jié)構(gòu)與施工復(fù)雜性對(duì)地下洞室群通風(fēng)問(wèn)題有直接影響，因此有必要就地下洞室群通風(fēng)情況展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：地下洞室群;結(jié)構(gòu);特點(diǎn);復(fù)雜性

中圖分類(lèi)號(hào)：TV544文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：2096-6903（2021）12-0016-03

0引言

猴子巖水電站地下廠房系統(tǒng)由于單機(jī)容量大，洞室布置集中，洞室跨度大、邊墻高，施工工序多，相互干擾大，加之不可預(yù)見(jiàn)的不良地質(zhì)情況（高地應(yīng)力、巖爆現(xiàn)象），施工過(guò)程中需要考慮的因素眾多，復(fù)雜程度很高，是一個(gè)超大型地下工程。為提升施工進(jìn)度，使用平面多工序、立體多層次的交叉施工，無(wú)疑會(huì)增加施工通風(fēng)困難。

1地下洞室群施工時(shí)的污染源

地下洞室施工期間，會(huì)產(chǎn)生很多有害氣體，常見(jiàn)的為下面幾種，施工操作期間，應(yīng)妥善采取措施，減少有害氣體對(duì)人體帶來(lái)的危害，努力保證施工人員健康。

1.1爆破炮煙

炸藥爆破期間，會(huì)產(chǎn)生很多毒害氣體，有害氣體種類(lèi)、成分、數(shù)量與炸藥氧平衡關(guān)系密切，此外，起爆藥包種類(lèi)、炸藥加工質(zhì)量、應(yīng)用條件等都會(huì)影響氣體性質(zhì)。爆炸期間如果正氧平衡較大，氮元素則會(huì)被氧化成氧化氮（NO2、N2O5）;如果負(fù)氧平衡較大，氧含量不足，碳原子很難都被氧化，此時(shí)將有大量一氧化碳（CO）氣體產(chǎn)生。

1.2柴油廢氣

柴油燃燒產(chǎn)生的機(jī)械廢氣多在高溫高壓下產(chǎn)生，這種混合氣體成分十分復(fù)雜，且具有一定毒性。地下施工機(jī)械作為低污染設(shè)備，柴油燃燒產(chǎn)生的廢氣主要有：NOx、CO和黑煙等物質(zhì)。因汽油機(jī)燃燒產(chǎn)生的CO含量為柴油機(jī)的多倍，汽油機(jī)應(yīng)用容易發(fā)生火災(zāi)，因此，國(guó)家不允許汽油機(jī)進(jìn)洞操作。

1.3粉塵

粉塵作為污染隧道環(huán)境一個(gè)主要污染源，會(huì)影響隧道施工人員健康。粉塵危害會(huì)直接提升工作人員矽肺發(fā)病率。粉塵多產(chǎn)生在掘進(jìn)、打孔、運(yùn)輸?shù)炔僮髦?，通常?lái)講粒徑超過(guò)l0μm為可見(jiàn)塵粒，粒徑大小在0.25μm～10μm的為顯微塵粒，低于0.25μm即超顯微塵粒，需要借助超倍顯微鏡觀看。通常來(lái)講，除塵方式包含噴霧降塵通風(fēng)、隔離粉塵等方法。

2猴子巖大斷面多交叉地下洞室施工通風(fēng)研究

2.1地下洞室群通風(fēng)排煙

通風(fēng)散煙按照部位進(jìn)行分期布置。初期：壓力管道上平段及下平段開(kāi)挖過(guò)程中的通風(fēng)散煙（壓力管道斜井未貫通之前）;排風(fēng)豎井貫通以前的主廠房、主變室和尾水調(diào)壓室的通風(fēng)散煙;尾水遂洞與地面貫通前的通風(fēng)散煙。中期：壓力管道上平段和下平段開(kāi)挖貫通后的通風(fēng)散煙;排風(fēng)豎井貫通以后的主廠房、主變和尾水調(diào)壓室的通風(fēng)散煙;尾水遂洞與地面貫通后的通風(fēng)散煙。后期：壓力管道全部開(kāi)挖完成后的通風(fēng)散煙;主廠房、主變和尾水調(diào)壓室開(kāi)挖完成后的通風(fēng)散煙;尾水遂洞全部開(kāi)挖完成后的通風(fēng)散煙[1]。

施工通風(fēng)散煙布置：初期的通風(fēng)散煙除壓力管道上平段部分靠進(jìn)水口側(cè)的施工采用自然通風(fēng)外，其它部位全部使用通風(fēng)機(jī)進(jìn)行機(jī)械通風(fēng)散煙;中期的通風(fēng)散煙使用機(jī)械通風(fēng)與自然通風(fēng)相輔助進(jìn)行，并盡可能提前貫通豎井，創(chuàng)造更多的自然通風(fēng)散煙條件;后期的通風(fēng)散煙主要以自然通風(fēng)散煙為主，在不能形成自然通風(fēng)條件或自然通風(fēng)條件差的部位使用機(jī)械進(jìn)行通風(fēng)散煙。

2.2地下洞室群通風(fēng)排煙的重點(diǎn)、難點(diǎn)及相應(yīng)對(duì)策

根據(jù)猴子巖水電站地下廠房系統(tǒng)工程洞室布置特點(diǎn)、廠區(qū)工程地質(zhì)條件及招標(biāo)技術(shù)條款分析，地下廠房系統(tǒng)工程通風(fēng)排煙主要有如下難點(diǎn)：（1）主要洞室開(kāi)挖、澆筑等施工具有對(duì)外通道線路長(zhǎng)、出口少的特點(diǎn)，主廠房、主變和尾水調(diào)壓室三大洞室群的前期施工通道口只有2條（主廠房進(jìn)風(fēng)洞、4#公路隧道），且高程基本相同，不利于形成自然通風(fēng)條件;（2）壓力管道下平洞第一層開(kāi)挖過(guò)程中（壓力管道上下平段未貫通之前），各個(gè)工作面的煙塵均通過(guò)4#公路隧道唯一的通道進(jìn)行排煙，工作面和交通洞內(nèi)滯留的煙塵有可能長(zhǎng)期滯留;（3）廠房的通風(fēng)豎井、主變的出線井靠近支洞設(shè)置，這幾大洞室內(nèi)的煙塵不易直接被排出，且較大洞室內(nèi)的空氣流通性差;（4）由于尾水洞與地面貫通的時(shí)間較晚，各個(gè)工作面的煙塵均通過(guò)尾水洞下支洞唯一的通道進(jìn)行排煙，所以也是通風(fēng)散煙的一大難點(diǎn)。

針對(duì)上述重點(diǎn)、難點(diǎn)，根據(jù)施工技術(shù)總體規(guī)劃，施工中主要采取以下對(duì)策：（1）根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)工作面移交情況，進(jìn)場(chǎng)后盡快形成通風(fēng)排風(fēng)豎井，以便為主廠房、主變洞的開(kāi)挖提供自然通風(fēng)的條件;同時(shí)增加部分通風(fēng)散煙豎（斜）井（孔群）及支洞;（2）施工初期根據(jù)工期要求及洞室群的布置特點(diǎn)，分部位布置通風(fēng)機(jī)械進(jìn)行通風(fēng)散煙。壓力管道下平洞、廠房、主變洞、尾水系統(tǒng)（包括尾水調(diào)壓室）開(kāi)挖支護(hù)施工采用正壓送風(fēng)和正壓排風(fēng)的強(qiáng)制式機(jī)械通風(fēng)散煙方式;（3）施工中期根據(jù)工期要求及洞室群的布置特點(diǎn)，以各個(gè)部位相對(duì)獨(dú)立的施工進(jìn)行通風(fēng)散煙的布置。壓力管道盡快貫通斜井導(dǎo)井，形成自然通風(fēng)散煙的條件;盡早貫通主廠房、主變的排風(fēng)豎井，形成自然排風(fēng)的通道;盡快將尾水出口與地面相貫通;（4）施工后期根據(jù)工期要求及洞室群的布置特點(diǎn)，通風(fēng)散煙布置如下：主要洞室群基本上全部使用自然通風(fēng)循環(huán)進(jìn)行;部分線路過(guò)長(zhǎng)不易形成自然通風(fēng)條件及自然通風(fēng)條件差的部位采用機(jī)械輔助通風(fēng);（5）為了保證洞內(nèi)空氣質(zhì)量，隧道內(nèi)避免應(yīng)用柴油機(jī)械，便于控制有毒氣體排放，洞內(nèi)柴油設(shè)備（運(yùn)輸車(chē)輛、挖掘機(jī)等）應(yīng)用期間，需要配置過(guò)濾凈化器;（6）洞內(nèi)所有噴混凝土采用濕噴，嚴(yán)禁打干鉆。

2.3通風(fēng)布置

2.3.1通風(fēng)總體布置

（1）壓力管道通風(fēng)布置。為滿(mǎn)足壓力管道施工需要，施工通風(fēng)結(jié)合施工程序安排和外圍施工條件分三期布置。初期由于承擔(dān)壓力管道下平段施工的4#公路隧道為獨(dú)頭工作面，此時(shí)在4#公路隧道洞口設(shè)置接力風(fēng)機(jī)送風(fēng)，廢氣由4#公路隧道排出;中期以解決下平洞通風(fēng)散煙困難為主，壓力管道下平段支洞處設(shè)置的5#通風(fēng)豎井，廢氣通過(guò)此豎井從6#公路排出。同時(shí)根據(jù)施工進(jìn)度要求，盡快貫通4#、2#壓力管道斜井，形成壓力管道的自然通風(fēng)循環(huán)條件;后期隨著開(kāi)挖支護(hù)施工的相繼結(jié)束并轉(zhuǎn)入混凝土襯砌、鋼管安裝施工，洞內(nèi)通風(fēng)完全利用自然通風(fēng)。

（2）主廠房系統(tǒng)通風(fēng)布置。主廠房工程量巨大、工期緊、施工任務(wù)重，為了組織“平面多工序，立體多層次”施工，通風(fēng)環(huán)境好壞會(huì)對(duì)施工展開(kāi)產(chǎn)生直接影響。施工通風(fēng)擬分三期進(jìn)行規(guī)劃布置，施工前期充分利用進(jìn)風(fēng)洞已提前形成的有利條件，設(shè)置大容量的軸流通風(fēng)機(jī)，采取機(jī)械的通風(fēng)方式，以形成廠房?jī)?nèi)部的良好風(fēng)流循環(huán)系統(tǒng);中期隨著排風(fēng)豎井的貫通，加強(qiáng)前期布置的通風(fēng)風(fēng)機(jī)送入新鮮空氣，以機(jī)械和自然排風(fēng)相結(jié)合進(jìn)行散煙;后期廠房混凝土和機(jī)電安裝期間，通過(guò)尾水洞出水口、引水遂洞、通風(fēng)豎井形成的自然通風(fēng)循環(huán)系統(tǒng)排出廢氣及有害氣體[2]。

（3）主變室及母線洞施工通風(fēng)布置。施工前期廠房進(jìn)風(fēng)洞和主變上支洞作為承擔(dān)主變I、II層開(kāi)挖支護(hù)施工獨(dú)頭工作面，在廠房進(jìn)風(fēng)洞洞口設(shè)置強(qiáng)力風(fēng)機(jī)送入新鮮空氣，廢氣由布置在主變上支洞內(nèi)的軸流風(fēng)機(jī)排出;中期通風(fēng)盡快將排風(fēng)豎井、出線豎井貫穿，由4#公路隧道送入新鮮空氣，廢氣由排風(fēng)豎井、出線豎井排出;后期進(jìn)入混凝土施工及機(jī)電安裝階段，洞室與主廠房連通，具備自然通風(fēng)條件，洞室形成較好的通風(fēng)條件。

（4）尾水調(diào)壓室的通風(fēng)布置。尾水調(diào)壓室初期通風(fēng)階段主要是進(jìn)行I層開(kāi)挖支護(hù)施工通風(fēng)階段。利用尾調(diào)交通洞布置的供風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行正壓接力送風(fēng)，煙塵由尾調(diào)交通洞布置風(fēng)機(jī)正壓排出。

（5）尾水支洞及尾水洞施工通風(fēng)布置。尾水支洞初期通風(fēng)散煙采用布置在尾水洞上支洞口的正壓通風(fēng)機(jī)壓入新鮮空氣，廢氣由洞內(nèi)設(shè)置的軸流通風(fēng)機(jī)排出。同時(shí)在盡快將尾水上層開(kāi)挖至尾水?dāng)U散段，采用小導(dǎo)洞和斜井相結(jié)合的方式形成1#、2#施工期通風(fēng)斜井，形成廢氣排風(fēng)通道。在省道S211復(fù)建公路側(cè)向1#、2#尾水洞各施工一組φ110通風(fēng)孔群（3#施工期通風(fēng)孔群、4#施工期通風(fēng)孔群），對(duì)尾水隧道進(jìn)行抽排。

中期隨著尾水洞下層開(kāi)挖的進(jìn)行，尾水出口與外界連通，前期布置在尾水洞上支洞洞口的風(fēng)機(jī)拆除，安裝到距離尾水洞出口30～50m位置向工作面送入新鮮空氣;后期隨著開(kāi)挖支護(hù)工序的相繼結(jié)束，轉(zhuǎn)入混凝土施工階段，整個(gè)地下洞室群已相互貫通，尾水施工支洞的風(fēng)機(jī)全部拆除，施工利用各管道及豎井進(jìn)行自然通風(fēng)循環(huán)，局部通風(fēng)散煙較難的部位采用局部風(fēng)機(jī)輔助通風(fēng)。

2.3.2通風(fēng)豎（斜）井布置

（1）通風(fēng)斜井的設(shè)置主要是改善尾水隧道、壓力管道下平段、尾水連接洞等通風(fēng)條件較差的部位;（2）通風(fēng)豎（斜）井的布置以不危害和影響臨近建筑物的安全和運(yùn)行為前提;（3）通風(fēng)豎（斜）井盡量利用永久隧道提前貫通導(dǎo)通及斜井，在程序安排上，提前貫通，形成有利的通風(fēng)條件;（4）通風(fēng)井（孔）周?chē)O(shè)置安全防護(hù)欄及防護(hù)網(wǎng)，防止孔井堵塞，確保孔井處于完好運(yùn)行狀態(tài)。

2.3.3通風(fēng)排煙系統(tǒng)運(yùn)行管理

（1）通風(fēng)期間使用強(qiáng)力軸流風(fēng)機(jī)，然后安排專(zhuān)業(yè)人員管理洞室通風(fēng)，接著在通風(fēng)豎井、孔未貫通前開(kāi)啟通風(fēng)設(shè)備，施工安排期間，提前疏通豎井與導(dǎo)洞，便于確保通風(fēng)環(huán)境良好，從而有效改善洞室通風(fēng)狀況。

（2）配置氣體監(jiān)測(cè)、報(bào)警、噴霧降塵等裝置，待通風(fēng)散煙結(jié)束后，利用灑水浸透煙氣。

（3）加強(qiáng)洞室通風(fēng)，合理控制施工面爆破時(shí)間，及時(shí)散煙除塵，調(diào)整洞內(nèi)煙霧及粉塵殘留，促進(jìn)施工建設(shè)全面開(kāi)展。

（4）加強(qiáng)進(jìn)洞機(jī)械維修保養(yǎng)。同時(shí)組建專(zhuān)業(yè)維修班，定期加強(qiáng)洞內(nèi)機(jī)械保養(yǎng)，便于提升內(nèi)燃機(jī)燃燒率。

（5）合理篩選油料與柴油添加劑。施工期間，選擇含硫量較低的品牌，然后妥善選擇柴油添加劑，便于控制一氧化碳排量。

（6）機(jī)械設(shè)備凈化期間，配備附屬箱，然后將其與尾氣排放管相連，最后借助催化劑、水洗法減少有害氣體產(chǎn)生。

（7）洞內(nèi)造孔多使用濕式鑿巖法，噴射混凝土期間可采取濕噴法。

（8）結(jié)合洞室開(kāi)挖需風(fēng)量，對(duì)風(fēng)機(jī)功率進(jìn)行合理調(diào)節(jié)，爆破排煙和出渣時(shí)期，開(kāi)啟通風(fēng)機(jī)全功率，剩余操作執(zhí)行期間，應(yīng)全面減小設(shè)備負(fù)荷，或進(jìn)行間歇通風(fēng)，力爭(zhēng)在確保通風(fēng)效果基礎(chǔ)上，有效節(jié)約能源與設(shè)備。

（9）加強(qiáng)進(jìn)洞設(shè)備維修保養(yǎng)。同時(shí)，組建專(zhuān)業(yè)維修班，定期保養(yǎng)通風(fēng)機(jī)并做好設(shè)備檢查工作，保證通風(fēng)機(jī)械狀態(tài)最佳。

（10）空間上避開(kāi)洞室進(jìn)風(fēng)口、出風(fēng)口位置，防止壓風(fēng)期間，污濁氣體又進(jìn)到洞室中。

（11）提早貫通豎井，導(dǎo)井（導(dǎo)洞），形成良好的通風(fēng)循環(huán)，充分利用自然通風(fēng)，從而減輕機(jī)械強(qiáng)制通風(fēng)負(fù)荷。

（12）風(fēng)筒均采用新購(gòu)，并盡量采用軟風(fēng)筒，以提高效率。

（13）定期檢查通風(fēng)設(shè)備電源開(kāi)關(guān)與供電線路情況，出若遇到設(shè)備開(kāi)關(guān)受損、線路破皮等情況，需要立即更換電源開(kāi)關(guān)，及時(shí)修補(bǔ)受損線路，妥善處理落地線路。保證通風(fēng)設(shè)備合理運(yùn)行。

3結(jié)語(yǔ)

地下洞室群施工通風(fēng)以機(jī)械通風(fēng)為主，通常來(lái)講，因地下廠房洞較深，洞室很長(zhǎng)，施工單位難以組織全面通風(fēng)氣流，就大型地下洞室群而言，有必要在洞深位置設(shè)立通風(fēng)裝置。地下洞室內(nèi)形成風(fēng)路可促進(jìn)空氣流動(dòng)，幫助改善洞室空氣質(zhì)量，改變施工人員操作環(huán)境。隨著電站永久應(yīng)用，其排風(fēng)量運(yùn)輸均衡。隨著和諧社會(huì)與以人為本理念的盛行，地下洞室設(shè)計(jì)期間，更要充分凸顯這一理念。本文介紹了地下洞室群通風(fēng)的標(biāo)準(zhǔn)及方式，結(jié)合猴子巖水電站地下廠房系統(tǒng)的實(shí)際情況，提出自然和機(jī)械的通風(fēng)散煙并重的通風(fēng)散煙思路。

參考文獻(xiàn)

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[2]王紅軍，廖云江，晏明，等.大型地下廠房洞室群開(kāi)挖方法創(chuàng)新與實(shí)踐[J].云南水力發(fā)電，2020，36（4）：40-43.

ConstructionandVentilationTechnologyofLarge-sectionMulti-crossingUndergroundWorkshopTunnelGroup

LINJinwei

（ChinaWaterResourcesandHydropowerSeventhEngineeringBureauCo.，Ltd.，ChengduSichuan610000）

Abstract：Theconstructionofundergroundcavegroupisverycomplex，withmanyoperationsurfaces，drilling，

blasting，slagloading，transportation，injectionanchorsupportandotherprocesscrossoperation.Theharmful

gassuchasblastinggas，exhaustfromconstructionmachineryanddustofconcreteoperationisproducedin

theconstruction，andtheproblemofventilationanddustpreventionisveryprominent.Goodconstruction

ventilationisnotonlyanecessityforlaborsafety，butalsoanimportantguaranteetocreategoodconstruction

environmentconditions，improveworkefficiencyandspeeduptheconstructionprogress.Thestructural

characteristicsoftheundergroundtunnelgroupandthecomplexityoftheconstructionprocessdeterminethe

particularityoftheventilationproblemoftheundergroundtunnelgroup.

Keywords：undergroundcavegroup;structure;characteristics;complexity