特长隧道工程通风的施工技术

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。

案例介绍

潮州至惠州高速公路TJ16合同段路基工程起点桩号K185+000，终点桩号K195+300，路线长10.300km；路面工程起点桩号K148+025.606，终点桩号K195+300，路线长47.275km。主要施工内容为特长隧道1座（左线5190m、右线5225m）、大桥2座、涵洞11道、通道4道、莲花山服务区、路基挖方161.5×104m3，填方161.4×104m3、路面工程等，本文重点对特长隧道通风施工技术进行探讨。

地质构造

地质构造由地质勘察结果，结合区域地质资料，隧址区下伏基岩为侏罗系上统南山村组（J3n）熔结凝灰岩、下统银瓶山组（J1y）砂岩及燕山期（γ52-3）花岗岩等。据1∶5万区域地质资料及本次勘察成果，隧址区共发育有F13、F14两条断裂。根据地质勘察的调查成果显示，断裂断层延伸至隧道，ZK189+690～ZK189+840、K189+760～K189+910、ZK191+165～ZK191+225及K191+130～K191+190段围岩受其影响，岩体破碎，自稳能力较差，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组节理裂隙，裂隙面平整规则，延展性好，间距较小。从节理玫瑰花图可看出，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价报告》（2011年5月），F13及F14均为非全新活动断裂，已处于稳定状态，区域地质稳定。

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，保证施工人员身体健康，提高施工效率，保证施工安全有序地开展。一般情况下，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。

当前，使用压入式通风独头通风的最大长度为3400m,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11km，正洞开挖断面的面积为8513m2,辅助坑道开挖断面积为2113m.

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。通风机选用压入式巷道通风机，通风总量为6200m3/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。

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，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日后的运营成本，需要加大一次性投资。考虑到管道压入式通风方法在1800m以后不能保证通风效果。为了满足要求，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。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台小的射流风机，用于解决台车位置对风速的阻碍问题。

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，合理地调整风量[3]。为了避免衬砌台车对风速形成阻碍，需要使用1台射流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0.05%以上1800~2600m混合通风施工在左洞和右洞均挖掘1800m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，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2000m以上后依然可以保持掌子面的每秒中的风速达到1~2m。

保证通风质量的相关措施

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。

（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。为降低漏风系数、提高管道的密封度，需将每100m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。

做好岗前培训

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。

使用大循环无风门

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，在特长隧道中的应用日益广泛。这种排烟技术可以和传统的通风方式并联、串联使用。经测算，使用这种通风方式，每月仅电费可省11万元左右，具有非常不错的经济效益。

降低粉尘和炮烟

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。

结束语

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。本文通过实际案例，对隧道的通风风量和通风风压进行了计算，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。

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知识点：特长隧道工程通风的施工技术