射流无风门隧道施工通风工法的形成与实践

沈建涛

中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1673-0992(2009)10-246-01

摘要：射流无风门隧道施工通风工法是对传统隧道施工通风方法的创新和发展，它简便实用，易于在现场推广。文章回顾了该工法的形成过程，介绍该工法的基本原理、特点和适用范围，并结合隧道施工实例来说明该工法如何在现场进行应用。

关键词：射流技术；隧道；施工通风；应用

作为从事隧道及地下工程施工的专业队伍，在多年来的理论研究和现场实践的基础上，结合施工，运用丹麦技术射流风机、变极多速风机、大直径拉链式PVC软风管等一批自行研制的设备，我集团成功地实施并形成了《射流无风门隧道施工通风工法》。该工法已经在2002年7月被集团公司认定为局级工法，并推荐申报部级工法。

一、射流无风门隧道施工通风工法的形成

1.长大隧道施工通风常用工法

在长大隧道的施工中，独头巷道的施工通常采用压入式或混合式通风，即采用风机接风管的管道式通风方式。

对于设有辅助坑道(如平行导坑、横洞等)的长大隧道，在施工时通常借鉴矿井巷道通风的方法，利用辅助坑道来进行巷道式施工通风。例如大瑶山隧道、云台山隧道等，即在平导外侧架设大功率主扇风机，并在平导口设置风门，经横通道把新鲜风流送入隧道正洞工作面，施工中需要施作风道、风机房，而且由于风门管理和风墙密闭性的原因，经常导致风流发生短路而效果不甚理想。而军都山隧道、五指山隧道等则采用平导移动主扇通风方式，即风机设置在平导与正洞之间的横通道内，每开挖一条新的横通道，通风机即前移其内，密闭后面的通道。同时在平导内设置通风管路，将平导内的污浊空气排入正洞。这种通风方式较前者有了改进，如节省风管长度、风机总功率有所降低等。

总的来说，这两种通风方式均存在以下痹病：如主扇风机功率特别大，能耗高；风门漏风多，约15％～30％，降低了通风效率；需修建风机房、风道、风门等临时工程，投资大；使进料出渣运输受阻，干扰正常施工等。

2.无风门射流式通风方式的形成

射流通风技术多应用于公路隧道或铁路隧道的运营通风中，通过将射流风机设置于车道的顶部，吸入隧道内的部分空气，并以30ms左右的速度喷射吹出，由于动压和静压形式的转换，使隧道内的空气流动加速。随着射流通风技术研究的日益成熟，再加上经过五指山隧道、寺铺尖隧道等长大隧道施工通风专项技术承包的实施后，结合四川省广邻高速公路华蓥山(瓦斯)隧道东口工区的施工中，运用丹麦技术射流风机、变极多速风机、大直径拉链式PVC软风管等一批自行研制的设备，将射流通风技术成功地应用于隧道的施工通风中并形成了《射流无风门隧道施工通风工法》。随后在内昆铁路青山(瓦斯)隧道进出口工区、渝怀铁路圆梁山(瓦斯)隧道进出口工区、四川省317国道鹧鸪山(高海拔)隧道等的施工通风中也成功地实施了本工法。

二、工法的基本原理、特点与适用范围

1.工法的基本原理

本工法借鉴运营隧道射流通风原理，将射流通风理论引入隧道的施工通风之中。当隧道掘进过程中，两条巷道通过横通道的连接，即形成了U型风道，利用射流风机喷射出的高速气流(出口流速可达30ms以上)的卷吸作用，产生巨大的压力差，强迫U型风道内的空气进行单向流动，达到通风换气的目的。在隧道独头掘进的部位，可以通过压入式、混合式等局部风管式通风方式解决，其新鲜空气源取自U型风道。

2.工法的特点

(1)根据工程特点，采用射流通风技术，应用变极多速风机、大直径PVC拉链式软风管等新技术和新设备，方式独特新颖，是对隧道施工通风实践的创新和发展。

(2)工艺简单，施工操作方便，运用范围广泛。

(3)能耗低，施工成本低，通风效果好。

(4)施工设备配套简化，减少了大量的风管安设，不需设置风门、风道、风机房等设施，配套风机属低压风机(220V)，安装简单。

3.工法的应用范围

对于彼此联通的两条隧道(巷道)如：公路隧道的上下行隧道、设有平行导坑的隧道、单线双隧道等的施工通风中，均可适用本工法。特别适用于采用无轨运输方式施工的隧道和特长隧道的快速掘进施工。

三、技术经济比较

1.技术的先进性

隧道射流无风门施工通风技术是在传统的巷道式通风基础上创新和发展起来的，它打破常规，摒弃了传统的采用大功率主扇向洞内输送新鲜空气的通风方式，利用先进的射流技术推动洞内外空气的交换，充分发挥了巷道式通风的优势，降低了能源消耗，简化了现场操作，增加了可靠性，在技术上的先进性是传统通风模式所无法比拟的。

2.经济效益分析

(1)从主扇功率的节省来看，射流风机单台功率在15～22kW之间，而有风门通风模式中主扇功率多在100kW以上，从能源的节省来看是十分明显的。如在大瑶山隧道进口工区施工中，平导外架设了一台460kW的主扇，还设置了风门和联络风道，在施工过程中，因平导风门管理不善以及应该封闭的横通道密闭不严，使部分风流短路导致效果不甚理想；而华蓥山隧道东口工区仅使用了22kW的射流风机二台，通风效果很好，受到上级领导、建设及监理单位和施工人员的称赞。

(2)采用本工法，在各工作面的局部通风中，缩短了独头通风距离，不仅可节省大量通风管，也降低了通风机的功率消耗。

(3)采用本工法，可节省了风门、风道、风机房等设施的投资。

(4)最重要的是，采用射流通风技术除了风机本身产生的风量外，还能诱导大量新风，在U型风道中产生巨大的风流，因此特别适用于采用无轨运输的隧道施工，并能够延长无轨运输的隧道独头施工的长度而不会恶化洞内环境，对于施工成本的降低、施工速度的加快均是十分重要的。如一座2000m的双孔隧道采用无轨运输施工比有轨运输施工可降低成本大约1000万元左右，经济效益十分明显。

3.社会效益分析

采用本工法施工，由于其简单可靠、经济高效的特点，特别是易操作，有利于广泛推广应用，可以形成良好的施工环境，有利于树立文明施工的形象；并且有效地控制施工中的尘毒污染，保护施工人员的身体健康，确保劳动法规、职业病防治法等国家法令法规的落实。

参考文献：

[1]铁道建筑1988年第4期刘树年辅助导坑在长大隧道施工通风中的利用

[2]隧道及地下工程关宝树、国兆林主编成都西南交通大学出版社2000.2

[3]铁路隧道采用射流风机通风的计算崔云雷