王福龍

（中鐵三局集團廣東建設工程有限公司，廣東 廣州510000）

0 引言

通過盲目串聯(lián)風機來改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境的做法是通風工作的一個誤區(qū)，應當通過尋求其它方法更為有效地改善作業(yè)環(huán)境。文章主要探討了混合機械通風的工作原理、優(yōu)點、以及具體的應用。

1 混合機械通風方式概述

在地鐵隧道的施工中，施工通風主要可以采用壓入式、抽出式、混合式三種形式。壓入式通風的新鮮空氣由通風機吸入經(jīng)通風管送到工作面，污染空氣由隧道內(nèi)排出洞外;抽出式通風的新鮮空氣由隧道內(nèi)流入工作面，污染空氣由通風機吸入經(jīng)通風管排出洞外;混合式通風由兩臺通風機組成，一臺向工作面壓新鮮空氣，一臺把污染空氣抽出洞外。各通風方式的比較見表1。

表1 通風方式特性比較表

抽出式(在柔性風管系統(tǒng)中作壓出式布置)風機的功率較大，是主風機。壓入式風機是輔助風機，它的作用是利用有效射程長的特點，把炮煙攪混均勻并排離工作面，然后由抽出式(壓出式)風機吸走。這種方式綜合了前兩種方式的優(yōu)點，適合于大斷面長距離隧道通風，在機械化作業(yè)時更為有利。采用噴錨支護的隧道，噴漿地點的粉塵濃度很高，采用混合式通風，降塵效果十分明顯。

混合式通風集中了壓入式和抽出式通風的優(yōu)點，但所需的通風設備增加。壓入式串聯(lián)風機與混合式通風比較 ，混合式通風的每臺通風機單獨運轉(zhuǎn)，管理起來要比串聯(lián)時容易的多；通風距離的相對縮短，增大了有效風量，利于開挖面污風的迅速排出；抽風機將污風抽出洞外，避免污風對全隧的污染，可以極大改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境。如果將采用串聯(lián)風機的壓入式通風變?yōu)殡p軟管混合式通風是更加合理的方案。

為了避免循環(huán)風，混合式通風系統(tǒng)中壓入式風機進風口距抽出式風筒吸風口(或壓出式風機吸風口)的重合距離不得小于10m。兩風筒重合段內(nèi)隧道平均風速不得小于該隧道的最低允許風速。吸風口距工作面的距離應大于炮煙拋擲長度，一般為30～50m以上。壓入式風筒口距工作面的距離應不大于風流的有效射程。

2 混合式機械通風的設備在地鐵隧道施工中的應用

地鐵隧道通風方案的關鍵在于通風系統(tǒng)的設計是否合理、風機與通風管的能力能否互相匹配。如果片面追求高效率、大風量的風機，而風管的直徑小，阻風系數(shù)高，漏風嚴重，則決不會取得好的通風效果；另一方面，若風管直徑較大，而風機風量小，風壓太低，也難以保證通風能取得良好效果。

2.1 通風機

目前的通風機有子午加速式軸流通風機、對旋式軸流通風機、變特性隧道軸流風機等。由于變特性風機價格較高，目前采用較少。通過很多隧道施工的實踐，從使用效果看，對旋式軸流通風機不失為一個好的選擇。

2.2 風管

我們對風管的要求有：風阻系數(shù)低，漏風率低，合適的直徑。通常風管可分為維尼龍膠布風管、鍍鋅薄鋼板風管、玻璃鋼風管等。由于玻璃鋼風管、鋁合金板風管造價昂貴，運輸和存放困難，加工、接長不便等，因此較少采用，除在排風式(或吸出式)通風情況下必須采用剛性風管外，一般送風式(或壓入式)通風全部采用維尼龍膠布風管，它具有運輸存放容易和方便、接長簡單(用拉鏈即可連接)，其他施工作業(yè)時可方便地挪移等優(yōu)點。

3 施工通風的計算

3.1 地鐵隧道施工通風的因素

（1）洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)所需要的新鮮空氣；（2）把同時爆破且使用最多炸藥量所產(chǎn)生的有害氣體稀釋到允許的濃度下所需的風量；（3）坑道內(nèi)的風速不得小于規(guī)定的最小風速，且不得大于規(guī)定的最大風速；（4）沖淡內(nèi)燃機械作業(yè)排出廢氣所需的風量。

3.2 通風計算的有關公式

3.2.1 按洞內(nèi)最小風速計算

Q=V·S·60

式中：Q——計算風量，m3/min；

v——計算風速，m/s；

S——開挖斷面面積，m2。

3.2.2 按洞內(nèi)可能的同時作業(yè)的最多人數(shù)計算

Q=3·N，

式中：Q——計算風量，m3/min；

N——洞內(nèi)可能的同時作業(yè)的最多人數(shù)。

3.2.3 按稀釋爆破煙塵計算

Q=V1·〔1-(K·V1/V2)1/t〕，

式中：Q——計算風量，m3/min；

V1——一次爆破產(chǎn)生的炮煙體積，m3；

V2——一次爆破產(chǎn)生的有害氣體，m3；

t——通風時間，min。 一般在20min—40min；K——允許濃度，ppm，一般取100ppm。

3.2.4 按沖淡內(nèi)燃機械作業(yè)排出的廢氣計算

Q=3·Σm·N，

式中：Q——計算風量，m3/min；

N——內(nèi)燃機械的功率，Kw；

m——內(nèi)燃機械的數(shù)量，臺。

3.3 通風機位置的設置

通風機應設于洞內(nèi)不影響施工又不受施工影響的地段，除開挖面外，檢底、欠挖等污染源應位于壓風機的影響范圍之外 ，以保證進風的空氣質(zhì)量。壓風和抽風風機的水平距離要在50m以上，避免因擴散而引起污風被壓風機吸入的狀況。風機上下平行布置時要把抽風機放置在高處，壓風機放置在低處。

3.4 通風管路的漏風

新鮮空氣通過壓風的管路送到開挖面，壓風管路的漏風對隧道內(nèi)的污風有稀釋作用，因而可視為有效漏風，對壓風管路的漏風率要求比抽風管路的低。抽風管路內(nèi)流動的是污風，管路的漏風會漏到隧道內(nèi)，進而污染進洞空氣，造成進洞空氣質(zhì)量的下降，因此抽風管路的漏風危害嚴重，必須嚴格按設計要求加以控制，確保管路漏風在設計要求的范圍內(nèi)。

3.5 管路排水孔的設置

由于洞內(nèi)外的空氣溫度、濕度相差大，管路內(nèi)會產(chǎn)生大量的水份，尤其是洞外溫度低時的抽風管路。有的通風管本身有排水裝置，可以充分利用。對于沒有排水裝置的通風管，在管路安裝完成運行一段時間后，管路內(nèi)會出現(xiàn)水份的聚集，此時選擇易于把水排凈的位置安裝排水裝置，排水裝置可選則輪胎用的氣門樁。

4 結束語

總之，地鐵隧道施工通風尤其是長大隧道的施工通風，對隧道施工具有重要的影響，這就要求我們必須高度重視?；旌鲜綑C械通風在地鐵隧道中的成功應用，保證了施工作業(yè)的安全，為施工企業(yè)提高了經(jīng)濟效益。

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［2］羅占夫,等.關角隧道施工通風斜井分隔技術研究[J].隧道建設,2009,29(04)：411-414.

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