工程施工技术Ｉ （ ㈨ｍｎ Ｔｅｃｈｎｏ／ｏｇｙｌ 特长隧道工程通风的施工技术 Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｆ Ｌｏｎｇ Ｔｕｎｎｅｌ Ｐｒｏｊ ｅｃｔ 江涛 （广东省长大公路工程有限公司，广州５１００００） ＪＩＡＮＧ Ｔａｏ （ＧｕａｎｇｄｏｎｇＰｒｏｖｉｎｃｉａｌＣｈａｎｇｄａＨｉｇｈｗａｙＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｏ．Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ ５１００００，Ｃｈｉｎａ） 【摘 要】在我国经济的快速发展下，深埋特长隧道越来越多，对通风设计的要求也越来越高 对于特长深埋隧道来说，为了实 现隧道的分段通风，常常需要设置很多通风井，通风井的断面积或位置会对隧道的通风造成非常大的影响。基于此，论文对特长 隧道工程通风施工技术进行了探讨 【Ａｂｓｔｒａｃｔ】Ｉｎ ｔｈｅ ｒａｐｉｄ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｉｎａ’Ｓ ｅｃｏｎｏｍｙ，ｍｏｒｅ ａｎｄ ｍｏｒｅ ｄｅｅｐ ｂｕｒｉｅｄ ｌｏｎｇ ｔｕｎｎｅｌ，ｔｈｅ ｒｅｑｕｉｒｅｍｅｎｔｓ ｏｆ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｉｓ ａｌｓｏ ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙ ｈｉｇｈ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｒｅａｌｉｚｅ ｈｔｅ ｔｕｎｎｅｌ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ，ｉｔ ｏｆｔｅｎ ｎｅｅｄｓ ｔｏ ｓｅｔ ｕｐ ａ ｌｏｔ ｏｆｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｓｈａｆｔｓ，ａｎｄ ｔｈｅ ｂｒｏｋｅｎ ａｒｅａ ｏｒ ｌｏｃａｔｉｏｎ ｏｆｔｈｅ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｓｈａｆｔ ｗｉｌｌ ｃａｕｓｅ ａ ｇｒｅａｔ ｉｍｐａｃｔ ｏｎ ｔｈｅ ｔｕｎｎｅｌ ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ．Ｂａｓｅｄ ｏｎ ｔｈｉｓ， ｔｈｉｓｐａｐｅｒｄｉｓｃｕｓｓｅｓｔｈｅｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆｔｈｅｌｏｎｇｔｕｎｎｅｌｐｒｏｊｅｃｔ． 【关键词】特长隧道工程；通风施工；技术 【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ］ｌｏｎｇｔｕｎｎｅｌ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ；ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ；ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 【中图分类号】ｕ４５３．５ 【文献标志码】Ｂ 【文章编号】１００７．９４６７（２０１６）０３．０１０７．０３ ［ＤＯＩ］１０．１３６１６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｇｅｊｓｙｓｊ．２０１６．０３．０３０ １ 案例介绍 侏罗系上统南山村组（Ｊ３ｎ）熔结凝灰岩、下统银瓶山组（Ｊｌｙ）砂 岩及燕山期（ｙ５２．３）花岗岩等。据１：５万区域地质资料及本次 潮州至惠州高速公路ＴＪ１６合同段路基工程起点桩号 勘察成果，隧址区共发育有Ｆ１３、Ｆ１４两条断裂。根据地质勘察 Ｋ１８５＋０００，终点桩号Ｋ１９５＋３００，路线长１０．３００ｋｍ；路面工程 的调查成果显示，断裂断层延伸至隧道，ＺＫ１８９＋６９０～ 起点桩号Ｋ１４８＋０２５．６０６，终点桩号Ｋ１９５＋３００，路线长 ＺＫ１８９＋８４０、Ｋ１８９＋７６Ｏ～Ｋ１８９＋９１０、ＺＫ１９１＋１６５～ＺＫ１９１＋２２５ ４７．２７５ｋｒｎ。主要施工内容为特长隧道１座（左线５ １９０ｍ、右线 及Ｋ１９１＋１３０￣Ｋ１９１＋１９０段围岩受其影响，岩体破碎，自稳能 ５ ２２５ｍ）、大桥２座、涵洞１１道、通道４道、莲花山服务区、路 力较差，隧道开挖可能导致突泥突水。莲花山隧道区基岩进口 基挖方１６１．５ｘ１０￣ｎ３，填方１６１．４ｘ１０４ｍ３￣路面工程等，本文重 段岩性为花岗岩，出口段岩性为熔结凝灰岩，主要有３组节理 点对特长隧道通风施工技术进行探讨。 裂隙，裂隙面平整规则，延展性好，间距较小。从节理玫瑰花图 ２地质构造 可看出，主节理方向为北东向和北西向，与区域构造主方向一 由地质勘察结果，结合区域地质资料，隧址区下伏基岩为 致。根据《广东省潮州至惠州高速公路工程场地地震安全性评 【作者简介】江涛（１９８６～），男，湖南长沙人，工程师，从事高速公路 价报告｝（２０１１年５月），Ｆ１３及ＦＩ４均为非全新活动断裂，已 施工研究，（电子信箱）５４３８００３３７＠ｑｑ．ｃｏｒｎ。 处于稳定状态，区域地质稳定。 １０７ ３隧道通风方式的选择 在特长隧道施工过程中，由于隧道深入到山体之中，隧道 中的氧气量比较少，并且混有非常多的有害气体导致隧道中 以沿程压力损失１０％进行预估；∑ 为沿程压力损失，其计 算式： Ｅｈ ＝ｑ Ｑ 。（Ｐａ） （７） 式中，ａ为风道摩擦阻力系数，ａ＝３×１０￣ｋｇ·ｓ２／ｍ３；Ｌ为风道长 度，Ｌ＝１８００ｍ；Ｑ为风机风量；Ｑ＝１７．７６ｍ３／ｓ；ｓ为管道截面积， 的空气质量差，严重威胁施工人员的身体健康。采取相应的通 风措施可以使有害气体的浓度得以降低，保证施工人员身体 Ｓ＝Ｉ．７６７ｍ２，Ｐ为管道的内周长 ：４．７１ｍ；ｇ为重力加速度，为 ９．８１ｒｎ／ｓ 。 健康，提高施工效率，保证施工安全有序地开展。一艘情况下， 在公路隧道的施工中，内燃机设备会排放出大量的废气，其污 染源也会散落在隧道的沿线，稀释难度大，通风技术难度较 大 １。当前，使用压入式通风独头通风的最大长度为３ ４００ｍ，而 使用巷道式通风，则可以极大延长通风长度。例如，日本关越 公路隧道的开挖长度为１ｌｋｍ，正洞开挖断面的面积为 Ｚｈ正ＯＵＪｌ￣ｒ：１ ４２６（Ｐａ） Ｈ阻＝Ｚｈ动＋Ｚｈ局＋∑＾ ＝ｌ ６１９（Ｐａ） （８） （９） ３．３选择风机 经计算，风量要求大于１ ０６６ｍ３／ｍｉｎ，根据施工经验，风压 要大于Ｉ ６１９Ｐａ。综合考虑后，本工程使用ＳＤＦ－ＮＯ１２．５型隧道 轴流通风机进行施工，通风效果良好。性能指标如表ｌ所示。 ８ ５１３ｍ２，辅助坑道开挖断面积为２ １１３ｍ２，正洞和辅助坑道都 使用全断面开挖锚杆支护无轨运输进行施工。通风机选用压 表１ ＳＤＦ—ＮＯ１２．５性能指标 入式巷道通风机，通风总量为６ ２００ｍ３／ｍｉｎ。隧道通风主要是 为了使洞内的作业环境得以改善。由于不同的施工工序对洞 内环境造成的污染不同，并且随着隧道挖掘深度的增加，通 风量也会变大。因此，要分阶段设计通风方案，在制定通风方 案之前，应对通风系统需要的风压和风量进行计算。 ４隧道通风施工技术 隧道通风要对当前的设备进行重复利用，在可以达到通 风效果的基础上，对风机数量进行合理的调配。由于隧道的通 风属于动态过程，所以，需要根据不同的作业工序对风量的需 求情况，对供风进行动态调整。要在达到净空要求的前提下， ３．１计算风量 １）炸药爆炸的需风量，按同时爆炸炸药的最大数量进行 计算： Ｑ＝７．８ｘｔ（ＡＳ：Ｌ ）“ ＝７．８×２４０×（３２５×８ｌ ｘｌ ８００２） ＝６１９ｍ３／ｍｉｎ （１） 尽量使用直径比较大的风管来降低损耗。为了进一步降低通 风系统目后的运营成本，需要加大一次性投资。考虑到管道压 入式通风方法在１ ８００ｍ以后不能保证通风效果。为了满足要 ２）需风量要以洞中同时作业人数最多时进行计算，需风 量按照以下公式计算： Ｑ－－Ａｋｍｑ（ｍ３／ｍｉｎ） （２） 求，研究决定采用分段抽出式通风和巷道混合通风的方式代 替压入式通风嘲。这种通风方式主要是利用洞中的新鲜空气在 掌子面周围形成洞内循环，从而置换出掌子面中的废气，然后 式中，ｑ为个人需要的风量，ｑ＝３ｍＳ／ａｉｒｎ；ｍ为同时工作的最大 人数，ｍ＝６０人；ｋ为风量备用系数。 Ｑ＝ｋｍｑ＝１．１ ｘ６０ｘ３＝１９８（ｍ３／ｍｉｎ） （３） 在距离掌子面３００ｍ左右的距离使用射流风机将废气排出。此 外，在防水板台车和二衬台车位置各加装了２台小的射流风 ３）通风机的供风量大小为： Ｑ ７６。Ｑ／ｐ （４） 机，用于解决台车位置对风速的阻碍问题。 式中，ｋ为风管的漏风系数，取１．７；ｐ为海拔高度对应的大气 压力，ｐ＝１０５．３Ｐａ。 ４．１进洞１８００ｍ通风施工 分别在右洞洞口和左洞洞口均布置了１台轴流式通风 Ｑｃ＝ｋ‘７６。Ｑ（Ｐ＝１．７￣７６ｘ６１９￣７５．０１—１７．７６（ｍ３／ｓ）（５） 机，由于风机的抽风速度可以根据具体情况进行调整，所以， 在使用的过程中可以在保证经济性的基础上，合理地调整风 ３．２计算风压 Ｈ阳＝Ｅｈ动＋∑ 局＋∑ 沿 （６） 量［３１。为了避免衬砌台车对风速形成阻碍，需要使用１台射流 式中，∑ 动为动压，大小为５０Ｐａ；∑ 局为局部压力损失，一般 １【１８ 工程施工技术ｌ ＣｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏ￣ｌ 风机来提高风流循环速度，使洞中的风速大于０．１５ｍ／ｓ，要求 风流中瓦斯的含量要在Ｏ．０５％以上，如图１所示。 ５．２做好岗前培训工作 对于负责通风作业以及各个工区操作的施工人员，要求 做好岗前培训工作，讲解设备维修知识、通风操作知识、保养 知识，管道的安装、调试、维修的基本原则和操作规范。 ５．３使用大循环无风门巷道排烟技术 通过无风门巷道通风技术可以显著提升排烟的速度，在 图１一阶段通风布置示意图 特长隧道中的应用目益广泛。这种排烟技术可以和传统的通 ４．２ ｌ ８００～２６００ｍ混合通风施工 在左洞和右洞均挖掘１ ８００ｍ并且连通第２个横洞后，采 用射流通风进行通过施工，通过利用射流设备吸卷升压的作 用，将空气诱导到洞中进行流动，进而实现换气通风的目的。 首先，将３台射流风机布置到右洞，然后进行全纵向射流通 风方式并联、串联使用。经测算，使用这种通风方式，每月仅电 费可省ｌ１万元左右，具有非常不错的经济效益。 ５．４利用自制水幕降尘器降低粉尘和低炮烟污染 为了降低粉尘和炮烟，本工程使用直径为２０ｍｍ的镀锌 钢管来进行水幕降尘器的制作，钢管的一端套上闸阀，另一端 风，提高右洞的排烟速度，由于轴流风机通风会在左洞产生负 压，所以可以将洞外的新鲜风流源源不断地送入，并利用轴流 风机送到左洞和右洞的掌子面。实践证明，利用这种通风方案 来进行通风，通风效果良好。当隧道掘进到２ ０００ｍ以上后依 然可以保持掌子面的每秒中的风速达到１～２ｍ。如图２所示。 升。通过和专用洒水车相互配合定期洒水，保 证出碴过程中不产生扬尘。 堵死。然后使用小钻头在钢管上钻出无数个小孔。在放炮之前 要安装好，和掌子面紧靠，并在两边的拱腰上安装，最好是每 一边安装两个。在放炮时，进行开闸并放高压水喷雾。不仅取 得了良好的效果，并且也正确了一定的时间，工作效率显著提 ６结语 综上所述，在特长隧道施工过程中，选择合 理的施工方案是施工的重点和难点。本文通过 图２二阶段通风布置图 实际案例，对隧道的通风风量和通风风压进行 ５保证通风质量的相关措施 ５．１建立完善的制度 １）安排专人进行风机的值守，并严格按照规定要求进行 风机的相关操作，定期对风机进行检修，保证风机长期处于稳 定的工作状态下。 了计算，然后根据工程的实际情况，选择了合理的通风施工措 施，降低了工程的费用和造价，具有一定的参考价值。 【参考文献】 【１】苏立勇．青岛胶州湾海底公路隧道通风方案设计【Ｊ】＿现代隧道技术， ２００９，４６（２）：７７—８３． 【２】方勇，兰宇，曾艳华，等．三车道公路隧道射流风机设置位置研究［Ｊ］ ．现代隧道技术，２００９，４６（２）：９０．９３． ２）安排专门的风管维修工人。每板都要对所有的风管进 行检查，调整不顺不平的地方。如果发现风管出现了漏风等情 况，要立即进行处理，对于破损不严重的管节，使用快干胶水 进行补缝。如果管节破损严重，要立即进行更换。为降低漏风 【３】尤鸿波．特长隧道自然风影响因素及计算方法研究【Ｄ］．成都：西南 交通大学，２０１０． 系数、提高管道的密封度，需将每ｌＯＯｍ管道的漏风系数控制 在２％以内。 ３）做好运输设备的保养工作，要按照管理要求定期对设备 进行维护，尤其是燃油系统和进气系统，要做好保养工作，然 后进行衬垫过滤，从而降低废气的产生量。 【收稿Ｅｌ期］２０１５０９．２５ １０９