长大隧道施工通风方案技术

庄乾理

摘 要 施工通风是长大隧道施工的重要配套工艺之一，本文对贵广铁路独头掘进3500m以上隧道施工过程中的通风设计方案进行了总结。

关键词 长大隧道 施工通风

贵广铁路GGJT3-4标段，起讫桩号为DK239+369～DK270+004，全长30386 m。隧道7座，共计长度28958 m，占总长度的95.3%，其中独头掘进3500 m的工作面6个，均为重点隧道，属关键控制性工程。施工通风是长大隧道施工的重要配套工艺之一，本文对独头掘进3500 m以上隧道施工过程中的通风设计方案进行了总结。

一、隧道施工环境标准

根据我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定，隧道内施工作业段的空气必须符合下列卫生标准：粉尘浓度：国务院颁布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定：每1m3 空气含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2 mg； 每1m3含游离二氧化硅在10%以下时，不含有害物质的矿性和动植物性的粉尘为10 mg；含游离二氧化硅在10%以下的水混粉尘为6 mg。氮氧化合物（换算成NO2）浓度：我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定：氮氧化合物不得超过0.00025%，质量浓度不得超过5 mg/m3。洞内空气成分（按体积计）：我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定：凡有人工作的地点，氧气（O2）的含量不低于20%，二氧化碳（CO2）的含量不得大于0.5%。 洞内风量要求：每人每分钟供应新鲜空气不应少于3 m3，柴油设备千瓦/分钟需要新鲜空气不小于3 m3。

二、通风设计原则

充分利用现有设备，在满足通风效果的前提下，进行合理调配减少新购风机的数量。在净空允许的情况下，采用大直径风管，减少能耗损失。通过适当增加一次性投入，减少通风系统的长期运行成本。

三、通风设计标准

根据我国公路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定，隧道内施工作业段的空气必须符合下列卫生标准：

粉尘浓度：国务院颁布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定：每立方米空气含10%以上游离二氧化硅的粉尘2 mg；含游离二氧化硅在10%以下时，不含有害物质的矿性和动植物性的粉尘为10 mg；含游离二氧化硅在10%以下的水混粉尘为6 mg。

一氧化碳（CO）浓度：我国矿山安全规程规定：空气中一氧化碳（CO）浓度不得超过0.0024%（按体积计算，即24 ppm），按重量计算不得超过30 mg/m3，施工人员进入洞内30 min后，浓度应降至30 mg/m3以下。

氮氧化合物（换算成NO2）浓度：我国矿山安全规程规定（行业标准）：氮氧化合物不得超过0.00025%，质量浓度不得超过5 mg/m3。

洞内空气成分（按体积计）：我国矿山安全规程：凡有人工作的地点，氧气（O2）的含量不低于20%，二氧化碳（CO2）的含量不得大于0.5%。

隧道内最适宜劳动的温度是15℃～20℃，掘进工作面的温度不宜超过28℃。

洞内风量要求：每人每分钟供应新鲜空气不应少于3 m3，柴油设备kW/min需要新鲜空气不小于3 m3。

噪声标准：我国《工业企业噪声卫生标准》规定了新建企业噪声卫生标准：工作时间为8 h，噪声不超过85分贝（A）；若噪声达到88分贝（A），工作时间只能在4 h内，听力才能得到保护。

洞内风速要求：钻爆法施工，全断面开挖时洞内风速不得小于0.15 m/s，坑道内部不小于0.25 m/s，并不得大于6 m/s。

四、通风设计距离

隧道最大通风距离第一阶段2000 m，第二阶段3700 m。

五、风量、风压计算

1.设计参数。

6.通风设备选型。根据对不同通风长度的风机供风风量（Q总）和风机风压（h阻）的计算，并进行经济行比较。不同长度的通风设备选择原则如下：

（1）通风长度大于3000 m。风机选择两台串联：洞口风机设计风量不小2495.3 m3/min，风压不小于3525 Pa，同时在出风口配备2台SDS-D射流通风机。

（2）通风长度大于2000 m并小于3000 m。风机选择：风机设计风量不小于2815.5 m3/min，风压不小于5263 Pa。

（3）通风小于2000 m。风机选择1台：风机设计风量不小于2495.3 m3/min，风压不小于3525 Pa。

通风设备选型，根据各阶段通风方式及通风长度以及通风设备选型原则，其设备选型见表1。

通风主风管采用φ1.3 m软管，隧道开挖采用台阶法施工时，上下台阶各设φ1.0 m软管通过三通与主风管连接向掌子面供风。

六、通风方法

1.进洞施工 200 m内不考虑通风，炮烟、油烟采用自然循环方式置换新鲜空气。当自然通风时间超过 40 min不能满足施工要求时在距洞口 20 m处安设 SDF（C）-NO12.5轴流风机采用压入式通风。

2.当隧道掘进在2000 m左右时，在洞口安装2台SDF（C）-NO12.5轴流风机采用压入式通风。

3.当隧道掘进大于2500 cm左右时，在F1、F2串联的基础上，在距离掌子面50 m（及轴流通风机出口）左右侧安装2台SDS-D射流通风机辅助轴流通风机，以加速废气的向洞口的流速。

七、通风管理

施工通风管理水平的高低是影响通风质量的关键因素之一。以往不少隧道施工通风不好，除了通风系统布局不合理、风机风管不匹配等技术原因外，主要问题是通风管理不善，管道通风阻力大，开挖工作面得不到足够的新鲜风流，沿途污浊空气不能及时排出洞外。我们以“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理、确保效果”二十字方针，作为施工通风管理的指导原则，强化通风管理。建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组，通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，发现风管破损及时粘补。严格按照通风管理规程及操作细则组织实施法。

防漏降阻措施：以长代短。风管节长由以往的20 m～30 m加长至50 m～100 m，减少接头数量，即减少漏风量。以大代小。在净空允许的条件下，尽量采用大直径风管。截弯取直。风管安装前，先按5 m间距埋设吊挂锚杆，并在杆上标出吊线位置，再将φ8 mm盘条吊挂线拉直拉紧并焊固在锚杆上，尔后在吊挂线上挂风管。这样可使风管安装到达平、直、稳、紧，不弯曲、无褶皱，减少通风阻力。隧道施工防尘采取综合治理的方案，为控制粉尘的产生，钻眼作业必须采用湿式凿岩，凿岩机在钻眼时，必须先送水后送风。新鲜风连续经过几个工作面时，在两个工作面间和混合式通风系统中两组风管交错的距离间，根据防尘效果，适当增设喷雾器净化风流中的粉尘。

八、结束语

合理的通风系统、理想的通风效果是实现长大隧道快速施工、施工人员身心健康及施工安全的重要保证。高水平的施工通风管理也是保证通风效果的关键。目前该标段施工的隧道多数掌子面距洞口已经超过3000 m，通风效果较为理想。随着隧道掘进深度的增加，通风这一难题会更进一步突出，必须不断的根据实际需要对我们目前的通风设计进行调整，总结出更好地长大隧道通风设计方案。

参考文献

[1]关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定（国务院）.

[2]高速铁路隧道施工技术指南.铁建设[2010]241号.

[3]TB10304-2009，铁路隧道工程施工安全技术规程.

[4]路桥施工计算手册.人民交通出版社，2001.5.