公路隧道施工通风问题探讨

◎ 刘仁斌 熊旭 赣州市公路管理局上犹分局

公路隧道施工通风问题探讨

◎ 刘仁斌 熊旭 赣州市公路管理局上犹分局

随着社会经济的快速发展，我国的城市化建设和工业化建设进程不断加快，这极大地促进了我国公路建设事业的发展。随着不断增长的通车里程，特别是在一些山区建设高速公路，就会出现很多的公路隧道，这也在一定程度上有效的提高了隧道施工技术。但是随着不算增加的隧道长度，目前在隧道安全施工方面最关键的因素就是通风，因此需要加快对这一问题的快速解决，有效的提高隧道施工的安全性。

公路隧道施工 通风问题 重要性 施工环境

1.公路隧道施工中通风的重要性

在隧道施工的过程中，通风是十分必要的，是施工计划顺利完成的基础与前提，而且还能够确保施工人员的健康与安全，有效的提升施工速度。在前几年，我国的隧道施工工程大多是长度比较短、进度低，虽然在布置通风措施方面具有一些难度，但是总体来说对整个工程造成的不良影响比较小。但是随着我国社会经济的快速发展，隧道施工工程的长度与越来越长，这样通风的难度就得到进一步的加大，如果没有妥善的处理好隧道施工的通风工作，则会直接影响工程的进程以及施工方案[1]。而且在施工机械方面，越来越广泛的应用大功率的机械，也逐渐增加了对无轨运输的运用，因此在通风量确定方面也存在着一定的难度，所以需要对公路隧道施工中的通风问题进行重新的考虑。

在风管内，其长度与静压、摩擦系数与直接之间的关系是十分重要和明显的，其中需要注意的是，虽然在漏风率不断增大的同时，其静压是逐渐减小的，但同时也需要与管端风量之间相互联系。对于风管末端的风量来说，是一个固定值，是实际的风量，漏风率与起始段风量之间是呈正比的，这样就会对风机供风量的要求比较高，但是在实际的施工过程中是难以达到的，这主要是由于这种类型的风机机械是难以在公路隧道这施工的，受到了空间的限制。

在开挖隧道工作面的时候，工程后期的作业点是随着实际开挖的进程实时移动的。为了确保作业点和工作面处于新鲜的空气环境中，这样就需要不断地增加风管长度，但是这样一来，就需要不断增加动力消耗，在隧道贯通的时候，对动力消耗以及风管的长度都已经达到了最大值，这也可以看作是施工通风中的一大特征。在实际的施工过程中发现，一般在施工的初期通风问题都不太严重，施工单位也没有过多的重视这一问题，在施工中后期阶段就会出现通风不良问题，但是在这一时期进行改善就会涉及到很多的方面，对施工进度计划产生重要影响。这也是降低隧道施工通风效果的主要原因之一。因此，为了做好隧道施工的通风工作，在施工初期就应该全面的考虑，以免在后期对施工人员、施工机械、施工进度、施工方法等方面造成影响。

2.公路隧道施工的环境标准

2.1 更换和冲淡隧道内的有害气体

作为一种窒息性的气体，CO在隧道内的潮湿环境中相较于NO2和SO2来说，较为稳定，这样一来就会具有较高的浓度，而且持续的时间也会比较长，这就会造成很大的危害，一般在公路隧道中CO的安全浓度是≤20mg/m3。如果施工人员在挖开隧道检查洞内CO的浓度时，其浓度为100mg/m3，则需要在半小时之内将其浓度降低至安全浓度范围内。NH3、NO2、SO2都属于刺激性气体，其中NH3的安全浓度是≤30mg/m3，NO2的安全浓度是≤5mg/m3、SO2的安全浓度是≤15mg/m3。CO2的含量应该<0.5%。

2.2 确保隧道内新鲜空气的供给

隧道内的空气一定要保持实时的流通，确保其空气新鲜，按照隧道的体积来计算，洞内氧气的含量最少要保证在20%。

2.3 降低隧道内粉尘浓度

对于隧道污染来说，最重要的就是粉尘污染，游离在空气中的SiO2会对人体造成极大的危害，如果施工人员长期在这种环境下施工，则很容易换硅肺病。粉尘含量的安全标准规定是，如果洞内游离的SiO2达到了10%以上，则应<2mg/m3；如果水泥粉尘中游离的SiO2在10%以下，则应该<6mg/m3。

图1

图2

2.4 降低隧道内温度

为了营造出更加舒适的施工环境，一般隧道内的温度要低于25℃。在隧道内对风速的具体要求为：开挖全断面时≥0.15m/s，开挖部分坑道时≥0.25m/s；隧道内对风量的具体要求为：在施工的过程中，每位施工人员供给的新鲜空气量应该≥3m3/min，在内燃机械施工过程中供应的风速应该≥3m3（min·kW）。（如图1）

3.处理公路隧道施工中通风问题的有效措施

3.1 注重通风方式的合理性

对于通风方式的选择来看，其依据主要是污染源特性，在成洞地段要尽可能的避免造成二次污染，一定不能对施工造成限制。在选择的时候需要注意以下七个方面的问题：一是由于影响自然通风的因素比较多，通风效果具有不易控制性和不稳定性，因此除了在一些长度比较短的隧道施工中应用之外，都不适宜使用；二是对于压入式的通风方式来看，能够直接向工作面输送新鲜的空气，在工作面施工中值得推广，但是其缺点是会导致整个坑道中都流入污浊的空气，所以在应用的时候最好是使用大管径、大功率的机械；三是对于吸入式通风方式来看，其风流的方向是与压入式相反的，但是由于其排烟的速度过于缓慢，在工作面范围内就很容易出现炮烟停滞区，因此不建议在施工工程中单独使用；四是混合式的通风方式，汇集了吸入式和压入式的所有优势，但是由于对风机、管路等设施的应用比较多，是适合应用较小的管径，如果风机的管径和功率都比较大的时候，其经济性就会比较差；五是加大对平行导坑的利用，这一方式主要是应用在施工长度比较大的隧道工程中，通风的效果主要是由其管理水平来决定的，如果施工的断面比较大，但是也没有平行导坑，则可以使用风墙式的通风方式；六是在选择通风方式的同时，也需要注重对风管依据通风机等设备的选择，对处理好风管的连接处，最大限度的减小漏风率；七是加强隧道施工中的通风管理，定期检查和维修设备，并注重对施工环境的检测，增强通风效果的合理性和经济行（如图2）。

3.2 进一步改进通风机械

在隧道施工的过程中，往往会由于空气减少、粉尘和有害气体增多，导致洞内的空气较为浑浊。随着隧道深度的不断增加，洞内的空气湿度与温度也随之增加，这会对施工人员的身体健康安全造成严重的影响。因此需要对通风机械进一步的改进，有效的将洞内的浑浊空气排出、冲淡和稀释，确保空气环境的新鲜程度，保障施工的正常安全进行。

[1]吴志华,林国辉,陈艳琼.特长公路隧道施工通风技术方案设计[J].湖南工程学院学报(自然科学版),2016,01:81-85.

[2]李自强,谢文强,王明年等.虹梯关特长公路隧道施工通风节能技术[J].铁道科学与工程学报,2016,04:760-766.

[3]邓祥辉,刘钊,刘钊春.两河口长隧道独头掘进压入式施工通风三维数值模拟[J].土木建筑与环境工程,2014,02:35-41.

[4]张皓,赵子成,刘建明等.公路隧道压入式施工通风有毒有害气体现场测试研究[J].公路,2014,10:274-280.

[5]李伟平.公路隧道设计与施工的现状及问题探讨[J].公路,2011,08:293-298.

[6]李辉忠,曾晓勤,张啸等.成自泸高速公路马鞍山隧道施工通风设计[J].四川建筑,2012,04:220-221.