浅谈长基岭隧道施工期间通风方案的确定

摘要：本文主要通过介绍长基岭隧道的设计特点及施工期间的空气质量要求、重点叙述了并通过计算确定了长基岭隧道进、出口的通风方案，从而达到长基岭隧道施工期间通风合理、安全、环保的目的。

关键词：隧道；通风；施工；方案

一、概况：

长基岭隧道是乐昌至广州高速公路控制性工程，位于广东省韶关市境内,为上、下行双向六车道分离式特长隧道，左线长3920m，右线长3940m。根据整体施工安排，长基岭隧道采用钻爆法从进、出口相向掘进施工，隧道进口为反坡施工，依据隧道施工规范，在施工期间隧道内的空气指标和风压指标应满足如下要求：

1、洞内氧气含量按体积计不小于20％。

2、洞内气温不高于30℃。

3、有害气体浓度

⑴、一氧化碳不大于30㎎/m³，特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，可为100㎎/m³，但工作时间不得超过30分钟；

⑵、二氧化碳按体积计不得大于0.5％；

⑶、氮氧化物在5~8㎎/m³以下；

⑷、甲烷按体积计不得大于0.5％，否则必须按煤炭工业部现行的《煤矿安全规程》有关的规定办理。

4、粉尘浓度

含10％以上游离二氧化硅的粉尘，每立方米空气中不得大于2㎎；含10％以下游离二氧化硅的矿物性粉尘，每立方米空气中不得大于4㎎。

洞内风压指标为工作面风压不小于0.5Mpa。

为了满足施工期间的环保要求，制定了长基岭隧道如下专项通风施工方案：

二、长基岭隧道通风方案的考虑因素：

1、风量计算考虑因素：

风量计算主要从二个方面予以考虑，即按洞内最多工作人员所需的新鲜空气，计算出所需风量Q1，根据不同的施工方法，按坑道内规定的最小风速，计算出所需风量Q2；通过上述计算，取Qmax=Max(Q1,Q2)，再考虑风管的损失率（百米漏风率β），即确定洞内所需的总供风量Q机，从而确定风机的功率和风管的直径。长基岭隧道进口施工均按无轨运输，采用巷道通风，隧道正洞均不设风门，采用射流风机辅助通风的混合通风模式。隧道压入式向工作面通风的最大长度按1200m计。

2、风量计算：

施工通风所需风量按洞内同时工作的最多人数、洞内允许最小风速分别计算，取其中最大值作为控制风量。

⑴、按洞内同时工作的最多人数80人计算：

式中： ——作业面每一作业人员的通风量，取3m3/mim；

——作业面同时作业的最多人数，人；

——安全系数，取1.2。

⑵、按洞内允许最小风速0.15m/s计算：

式中： ——隧道最大开挖断面积，m2；

——洞内允许最小风速0.15m/s。

取以上最大值1618.2m3/min作为工作面所需风量。

3、通风方案比选：

隧道通风主要采用机械通風，通风方式按风道类型一般分为巷道式和管道式两种，管道式通风按送风方式不同分为压入式、吸出式及混合式通风，它们其各有优缺点。经分析比较后，认为压入式通风较为适合无轨运输施工，它可使足够的新鲜空气很快能被送至工作面，实现快速掘进。考虑到柴油机废气污染，风机选型要求大风量，高压风，风管要求大直径柔性风管，风机要安放在洞外开阔处向洞内送风，以避免循环污染。

（具体优缺点见下表）

4、风机选型：

根据上述计算结果，结合目前已有通风设备情况，选取以下通风设备：

风机型号 高效风量（m3/min） 风压

Pa 功率（kw） 数量 备注

轴流风机

SFD-Ⅲ-NO12.5 2400 340~5500 110×2 2

射流风机（B）SSF-No11.2/37 2244 - 37 2 辅助通风

三、长基岭隧道进、出口通风方案的确定：

1、长基岭隧道进口：

长基岭隧道进口按照实施性施工组织设计，以2号行车横洞施工为界（隧道洞口距2号行车横洞约1240m），采用两阶段通风方案，第一阶段左右线均采用压入式通风，在开挖至2号行车横洞时改为巷道式通风。

本方案在巷道式通风中引进了射流技术,用小功率射流风机代替隧道左线的大功率主风机，在左、右线隧道正洞不设风门,实现无障碍封堵,提高了隧道通风质量和运输能力,降低了隧道通风成本,改善了隧道运输条件；通风系统安装简单,操作方便；在右线布置射流风机,使新鲜空气由右线进入；在右线、横通道新鲜风流中布置轴流风机,通过风管向左、右线掌子面作压入式通风,右线污浊空气通过最前面的横通道由左线排出,形成循环风流。

⑴、隧道施工通风第一阶段：

隧道左、右线分别配置1台通风机，均采用压入式通风。

⑵、隧道施工通风第二阶段：

当2号行车横洞与隧道左、右线正洞贯通后，在右线洞口布置一台射流风机，使新鲜空气由右线进入，将右线轴流风机移至2号行车横通道位置，同时将左线轴流风机移至3号行人横通道内，通过风管分别向右线和左线隧道掌子面压入通风，右线污浊风流通过最前面的横通道由左线隧道正洞排出，形成循环风流。为保证左线污浊空气能快速排出，在左线洞口设置一台射流风机，由洞内向外抽排污浊空气。（具体见下图）

长基岭隧道进口第一阶段施工通风示意图

长基岭隧道进口第二阶段施工通风示意图

2、长基岭隧道出口：

长基岭隧道出口按照实施性施工组织设计，主要采用机械通风，选用单洞两台75KW、风量为1100×2 m3/min，全压6000pa的通风机，经计算能满足施工需求；同时为了节约施工投入，考虑到已有风机情况，每洞采用2组双机55KW的通风机通过接力的形式进行通风。

四、结束语：

该隧道通过上述通风施工方案的实施，经多次检测，发现隧道内炮烟、施工运输车辆排放的废气及施工过程中产生的粉尘能及时排除隧道外，同时能及时为隧道施内输送新鲜空气，极大地改善了隧道内的空气质量，也保证了隧道内施工人员的身体健康，从而达到了长基岭隧道施工期间通风合理、安全、环保的目的。

参考文献：

［1］JTG D70-2004，公路隧道设计规范。北京：人民交通出版社，2004。

［2］ JTG F60-2009，公路隧道施工技术规范。北京：人民交通出版社，2009。

作者简介：原剑丰,工程师，山西汾阳人。1998年毕业于山西省交通学校，土建工程与材料质量检测专业。2009年1月毕业于长安大学，专业：道路桥梁与渡河工程专业，工程师。

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。