◎ 李永剛 盧海軍 中交第二航務(wù)工程局有限公司

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長大隧道獨頭通風技術(shù)管理

◎ 李永剛 盧海軍 中交第二航務(wù)工程局有限公司

本文通過清涼山隧道通風排煙的設(shè)計及實施，確定了清涼山隧道通風排煙設(shè)計、設(shè)備選型、通風管理及效果檢測，以此期望在隧道施工中應(yīng)重視通風的管理工作，在機械化施工中，良好的通風是安全生產(chǎn)的前提，也是工程進度和施工質(zhì)量的重要保證。

長大隧道 軸流風機 通風管 效果檢測

1.概述

清涼山隧道位于秦嶺北麓低中山區(qū)陜西省戶縣境內(nèi)，隧道整體埋深較大，最大埋深970m，隧道經(jīng)過曲峪、潭峪、皂峪、栗峪等溝谷，均有常年流水，全長12553m，隧道為雙線隧道，為全線控制性工程。

2.隧道空氣主要污染源

（1）挖爆破的煙塵。

（2）碴、材料等無軌運輸車輛引起的粉塵。

（3）燃設(shè)備所排放的廢氣。

3.通風的設(shè)計及計算

通風方案設(shè)計就是通過對通風方案和設(shè)備的選擇、實施，使長距離隧道施工洞內(nèi)的作業(yè)環(huán)境能夠滿足規(guī)范及衛(wèi)生標準中所述要求，改善洞內(nèi)的施工條件，從而達到提高工效和確保施工人員身心健康的目的。

3.1通風量計算

清涼山隧道為單洞雙線、開挖斷面積較大、混合式送風距離較遠、斜井坡度較大、采用無軌運輸、除爆破炮煙外內(nèi)燃機械作業(yè)和出碴機械作業(yè)產(chǎn)生大量煙塵。以上諸多因素要求施工通風提供的風量較大、克服的通風阻力也較大。

3.1.1設(shè)計參數(shù)

清涼山隧道進口負責施工正線長度3289m，通風設(shè)計時按Ⅲ級圍巖考慮。

掘進斷面積：S=115.37m2（一次開挖到仰拱填充面）；

一次爆破最大用藥量：240kg（Ⅲ級圍巖循環(huán)進尺2m，臺階法施工，上下斷面同時開挖）；

洞內(nèi)最多作業(yè)人數(shù)：開挖班12人，仰拱班14人，二襯班22人，管理人員、雜工班等10人，共計58人（按洞內(nèi)開挖、仰拱、二襯等三作業(yè)面同時施工考慮）；

爆破期間排煙時間：T=30～40min；

風管：采用直徑為1.5m帆布管；

風管百米漏風率：β=1.3％；

按進口最大壓入通風長度計：L=3289（m）；

3.1.2風量計算

（1）排除炮煙需風量按下式計算，如式1：

式1中：Q1-工作面風量，單位為：m3/min；t-通風時間，取40min；A-同時爆破的炸藥量，上下臺階同時起爆，開挖取240kg；b-炸藥爆炸時的有害氣體生成量，40m3/kg；S-掘進斷面積，取115.37m3；L-臨界長度，當通風段長度大于L時，用臨界長度代替，取3289m；K-淋水系數(shù)，考慮淋水使炮煙濃度降低的系數(shù)，取0.6；P-管道漏風系數(shù)，P=1/（1-βL/100），β為百米漏風率1.3％，L為通風長度：進口通風長度3289m，則P進口=1.747。

（2）洞內(nèi)最大工作人數(shù)需風量按下式計算，如式2：

式2中：Q2-工作面風量，單位為：m3/min；q-每人需要的新鮮空氣標準（m3/min）；k-風量備用系數(shù)，一般取（1.1-1.25），本次取1.2；m-同一時間洞內(nèi)工作最多人數(shù)，本次取58人；

（3）最低風速要求需風量計算，如式3：

式3中：Q3-工作面風量，單位為：m3/min；V-洞內(nèi)允許最小風速（m3/ min），分部開挖法取0.25；S-掘進斷面積，取115.37m3。

（4）稀釋和排除內(nèi)燃機械廢氣需風量計算，如式4：

式4中：Q4-工作面風量，單位為：m3/min；Ni-各內(nèi)燃機功率，ZL50裝載機2臺，功率共308KW；小松PC200挖掘機1臺，功率共110kw；出碴車4臺，功率共852KW；混凝土罐車3臺，功率共741KW。合計功率2011KW；Ti-同時工作柴油機設(shè)備利用率系數(shù)；

表1　主要通風設(shè)備參數(shù)表

Q取最大值為Q1=3643.4，風機風量Q取3700。

3.1.3通風風壓計算

如式5、式6。

式6中：a-風道摩擦阻力系數(shù)，取a=0.00016；

L-風道長度（m）；風道距離洞口長度30m；風道按距工作面（4-5）考慮，取45m，即風道長度3274m；Q-風機風量（m3/s），3700÷60=61.67；d-風管直徑（m），取1.5m。

如式7。

4.通風設(shè)備選擇

由上述計算工程得出所需風機配置參數(shù)為：Q=3700m3/min，H=2291.285Pa?？紤]隧道長度及系統(tǒng)風壓，可選用2臺型號為125ADSE132、轉(zhuǎn)速1480r/min、Q=3000m3/ min、Ht=4100Pa、功率為2×132kW的風機串聯(lián)通風，一臺裝在洞口，一臺根據(jù)隧道掘進長度裝在洞內(nèi)進洞約2000m左右，并配置2臺射流風機在洞內(nèi)。各通風設(shè)備的性能參數(shù)和配置數(shù)量見表1。

5.施工通風布置

施工初期：在隧道施工進洞100后，在清涼山隧道出口安裝一臺152AD-SE132型軸流風機和一道風管路跟進掌子面持續(xù)送風滿足環(huán)境要求。

施工中期：當出口工區(qū)開挖至1950m左右，施工通風在隧道出口1950m位置設(shè)置風房安裝一臺軸流風機均為152AD-SE132型接力送風至掌子面，在二次襯砌臺車和離隧道掌子面90m位置處各安裝一臺SDS-6.3-2P-6-33射流風機向洞外排風，射流風機隨著隧道進尺不斷移動，滿足第二階段隧道通風排煙要求。

6.通風管理

6.1施工通風管理人員組織機構(gòu)

為加強項目部的通風排煙管理要求，保證各項通風管理制度工作的順利開展，貫徹落實通風排煙工作的方針和目標，項目部成立以項目安全總監(jiān)為組長的通風排煙領(lǐng)導小組。工區(qū)副經(jīng)理及架子隊為副組長，組建專業(yè)通風排煙班組，通風排煙班組負責風機、風管的安裝、管理及維修，嚴格按照通風管理措施及操作實施細則落實。

6.2通風管理制度

6.2.1通風排煙系統(tǒng)檢查制度

（1）工區(qū)組織每3天對通風系統(tǒng)進行檢查，架子隊長每天對通風系統(tǒng)必須作例行檢查，通風工必須做好日常巡查。

（2）通風系統(tǒng)運行正常后，每10天進行一次全面檢風，對掌子面和其他用風地點根據(jù)需要隨時測風，做好記錄。

（3）每7天在風管進出口測量一次風速、風壓，并計算漏風率，風管百米漏風率不應(yīng)大于相關(guān)規(guī)范，對風筒的漏風情況必須及時修補。

（4）建立通風系統(tǒng)運行管理檔案，檔案包括各種檢查記錄、調(diào)試記錄、測量記錄、維護記錄、運行記錄等。

6.2.2通風管理交接班制度

必須實行通風班組交接班制度，交接雙方簽字認可，對上一班存在的問題、隱患、需注意事項、儀器設(shè)備狀態(tài)等必須交接清楚，交接班記錄由架子隊長每天定時予以審核簽字。

7.通風效果的檢測及評價

7.1清涼山隧道出口洞內(nèi)作業(yè)標準的管理

通風系統(tǒng)按照設(shè)計審批方案安裝，通風過程按照科學有序的制度管理，按照事事有流程，事事有責任人管理要求制定了一些列工作流程和考辦法，配置了先進實時監(jiān)測設(shè)備與風機聯(lián)動保證洞內(nèi)含氧量、粉塵和溫度達到洞內(nèi)職業(yè)健康標準。

7.2通風排煙效果檢測

2016年1月18日，清涼山隧道出口開累長度3200m位置，我部對隧道含氧量、粉塵、溫度進行了階段性數(shù)據(jù)統(tǒng)計，含氧量在通風20min后滿足職業(yè)健康標準要求，比規(guī)范要求的30min為單循環(huán)作業(yè)減少10min，粉塵濃度最高值為1.8mg，略低于規(guī)范要求2mg/m3，溫度為25℃，低于規(guī)范要求標準。

8.結(jié)論

清涼山隧道出口已完成2900m施工任務(wù)，在長大隧道通風排煙中，前期設(shè)計規(guī)劃是基礎(chǔ)，方案的執(zhí)行落實、調(diào)整是前提，嚴格管理制度和流程是關(guān)鍵，按照上述三要求完成隧道通風管理，才能保證隧道內(nèi)通風排煙滿足職業(yè)健康標準要求，才能保證隧道機械設(shè)備正常運轉(zhuǎn)和人員健康，同時也縮短單循作業(yè)時間進而減少工期。