地下通风技术研究

陈 鑫　武德铭　王金良

河南豫能电力工程有限责任公司

地下通风技术研究

陈 鑫武德铭王金良

河南豫能电力工程有限责任公司

随着我国经济建设事业的迅速发展和科技的不断进步，包括城市地铁和矿井巷道等建设工程越来越多。而随之而来的地下通风问题已逐渐摆在广大地下工程建设者面前。首先简要介绍地下通风系统的组成，并以沈阳地铁松山站和钱家营矿井巷道通风工程为例，说明地下通风技术研究的重要性。以期对同行业者能够起到借鉴的作用。

地下通风系统；地铁；矿井；通风技术

地铁通风空调系统地铁车站及区间隧道是狭长的地下建筑，除各车站出入口、送排风口与外界相通外，基本上与外界隔绝。由于列车运行及大量乘客的集散，地铁环境具有如下特点列车运行过程中产生大量的热被带入车站；列车设备的运行产生的噪声不易消除，对乘客造成很大影响；地铁列车运行时产生活塞效应，若不能合理利用，易干扰车站的气流组织，影响车站的负荷；地层具有蓄热作用，随着运营时间的增加，地铁系统内部的温度会逐年升高；当发生火灾事故时，将导致环境恶化，不易救援。

1　地下通风系统简介

地铁通风系统一般分为开式系统、闭式系统和屏蔽门式系统。根据使用场所不同、标准不同又分为车站通风空调系统、区间隧道通风系统和车站设备管理用房通风空调系统。开式系统是应用机械或活塞效应的方法使地铁内部与外界交换空气，利用外界空气冷却车站和隧道。这系统多用于当地最热月的月平均温度低于25℃且运量较少的地铁系统。

（1）活塞通风当列车的正面与隧道断面面积之比（称为阻塞比）大于0.4隧道中速度，形成负压，由此产生空气流动。利用这种原理通风，称之为活塞效应通风。活塞风量的大小与列车在隧道内的阻塞比、列车行驶速度、列车行系气流经隧道的阻力等因素有关。利用活塞风来冷却隧道需要与外界有效交换空气，因此对于全部应用活塞风来冷却隧道的系统来说，应计算活塞风井的间距及风赶时井断面尺寸，使有效换气量达到设计要求。

（2）机械通风当活塞式通风不能满足地铁除余热的要求时，要设置机械通风系统。根据地铁系统的实际情况可在车站与区间隧道分别设置独立的通风系统。车站通风一般为横向排风系统；区间隧道一般为纵向的送排风系统。这些系统应同时具备送排功能。区间隧道较长时，宜在区间隧道中部设中间风井。

（3）闭式系统使地铁内部基本上与外界大气隔断，仅供给满足乘客所需的新鲜空气量。车站一般采用空调系统，而区间隧道的冷却是借助于列车运行的“活塞效应”携带一部分车站冷风来实现。这种系统多用于当地最热月的月平均温度高于25℃、且运量较大、高峰时间内每小时的列车运行对数和每列车车辆数的乘积大于180的地铁系统。

（4）屏蔽门系统在车站的站台与行车隧道间安装屏蔽门，将其分隔开，车站安装空调系统，隧道用通风系统（机械通风或活塞通风，或两者兼用）。若通风系统不能将区间隧道的温度控制在允许值以内时，应采用空调或其他有效的降温方法。车站成为单一的建筑物，它不受区间隧道行车时活塞风的影响。车站的空调冷负荷只需计算车站本身设备、乘客、广告、照明等发热体的散热，及区间隧道与车站间通过屏蔽门的传热和屏蔽门开启时的对流换热。

2　地下通风系统的应用实例

某城市地铁二号线工程松山路站主体结构为二层三跨岛式站台车站，车站结构总长150m，有效站台长118m。车站标准段总宽度为20m，有效站台宽度12m。因该地区施工条件开阔，该站采取明挖法施工。由于黄河北大街上的松山路站地处沈城交通繁华地区，行经车流量很大。施工期间，将对位于车站西处的黄河北大街上的机动车道加宽，还将对其附近的交通进行临时改流。施工虽然会占用部分机动车道，但不会对车辆正常通行造成影响。届时，途经松山路站附近的黄河北大街机动车道预计将由目前的双向8车道临时改为双向6车道。工程地质的概况是沈阳位于辽东山地与辽河平原的交接地带。沈阳城区北东～东南与天柱山、辉山坡麓相连，西北～西南与辽河冲积平原相接。地势东、北高，西、南低，其高程一般在40～60m之间。浑河自东部山区流向西部平原的出口处，将大量的碎屑物沉积下来，在宏观上形成东窄西宽、东高西低如同扇面状的浑河冲洪积扇。地貌成因类型属河流侵蚀堆积地貌。微观形态为低漫滩、高漫滩、浑河新扇、浑河老扇。根据钻探资料，按成因可分为人工填土层、冲淤积土层、残积土层。基岩为白垩系上统碎屑沉积岩。

钱家营矿业分公司位于河北省唐山市丰南区钱家营镇，地理坐标为北纬39°33′东经118°28′。位于华北平原，属于平原地区，地势平坦，没有高山及丘陵。井田范围内有北阳庄、林子里、小屯、钱家营等村庄，井田西南有工人家属居住区，距工业广场约3km。矿区内有铁路与京山线古冶车站和林西矿业有限公司接轨，铁路交通方便有公路干线通过井田，公路交通十分方便，属京、津、唐三角区，距北京、天津均为100km。根据开滦矿务局地震办公室1991年5月31日提供的《钱家营矿区地震基本烈度评定报告》，钱家营矿区地震基本烈度为七度。井田内有沙河、老牛河。基盘地层为中奥陶统马家沟组石灰岩。煤系地层总厚度约为500m。含煤十几层，煤层总厚达19.79m，含煤系数3.96%，地层特征与开平煤田其它井田基本相同，现由老至新，从煤系的基盘～奥陶系中统描述如下：奥陶系中统马家沟组（O2）：本组为岩性单调、质纯的碳酸盐相沉积。以厚层状，灰褐～淡玖瑰色豹皮状灰岩为主，夹白云岩和薄层状白云质灰岩。后者多赋存在本组地层的上部。

通风技术措施要求：

（1）开拓巷道内风筒吊挂要平直，做到环环必吊，风筒无破口，无死弯，风筒接口要严，不得接反茬，风筒距迎头不大于10m，当遇煤或有瓦斯时，风筒口距迎头不大于5m。迎头100m以内可以使用直径600mm的胶质风筒。爆破后对损坏的风筒要及时更换与修补。

（2）开拓工作面必须坚持使用隔爆性能良好的电器设备，并实行电器设备个人包机制、挂牌制。凡进入工作面的电器设备，必须用风电闭锁保护，否则不得使用。

（3）施工工作面的局扇必须24h连续运转，并指定专人负责（或兼职司机），并且挂牌管理。局扇需停电检修时，必须开停电票，任何人不得随意停局扇。

（4）因故停风巷道施工人员不准入内，并在入口处打好栅栏，写清“里边无风，禁止入内”字样。

（5）施工工作面范围内的通风设施前后5m内无杂物、无积水和无淤泥，不准破坏通风设施和敞风门。

（6）主风机停电，备用风机开启时不允许施工。主、备风机同时掉电时，复电后应人工开启主风机。

3　结论

本文简要介绍了地下工程通风系统的技术措施并以沈阳地铁松山站和钱家营矿井巷道通风工程为例说明地下通风的重要性。地铁车站埋深较浅，通风系统与各出入口通道和车站主体结构的连接处应设变形缝以保证人员安全和通风顺畅；矿井通风则要求更为严格风筒吊挂要平直，无破口，无死弯，接口要严以保证人员安全并排除瓦斯等有害气体气体。因此地下通风技术必须加以深入研究，以保证人们生命的安全，减低施工风险。地下通风技术亦应从机械阶段发展到计算机智能阶段，以期更好的保证地下建筑工程施工和生产运营安全。

［1］ 陈康能.地铁的发展及其盾构施工环境岩土工程问题［J ］.山西建筑.2010， 36（10）:322-323.

［2］ 刘建航.上海地铁施工与邻近建筑施工的环境保护技术（上）［J］.上海建设科技，1999，（2）:11-14