陈进明创新工作室讲坛(一)

你不一定要点蓝字关注我的

长隧道施工通风节能技术之

公路隧道施工中的巷道式通风

隧道的通风顺畅与否直接影响施工人员的身体健康，对于通风条件不好的施工部位，轻则作业面空气污浊，造成施工人员职业病，重则危及施工人员人生安全，因通风不顺、有害气体未及时排除造成人员死亡的案例比比皆是。对于钻爆法施工的长大隧道施工来说，通风问题一直是制约施工进展的重大难题，通风效果不仅直接影响项目成败，其节能减排也一直是技术人员研究的重点和科技攻关的难点，直接影响施工企业的经济效益。

目前，在我国隧道工程建设中，利用平行导坑作为辅助坑道的长大铁路隧道日益增多，平行相邻的长大分离式公路隧道的修建亦不时出现。在铁路隧道施工中，常规的施工通风技术一般都是巷道式通风。即在平行导坑口设置风门安装主风机，将污浊空气由正洞抽出，新鲜空气由平导流入，洞内利用风机将平导的新鲜空气送至不同工作面，形成循环风流。但在公路隧道施工现场，仍较多的采用独头压入式通风方案，不但增加了成本投入，还浪费了社会资源，而采用巷道式通风，既可以提高隧道通风质量，改善隧道运输条件，又能大幅降低隧道通风成本。

在隧道施工中，其施工通风技术长期停滞不前，多数施工单位在现场采用经验类比法，通风方案的选择没有理性分析。为了得到教好的通风效果，多采用增加风机功率或增加风机数量的方式予以实现，造成极大的成本浪费。正确的做法是，通过对施工通风相关理论的研究，来找出各个环节与节能增效间的规律，有针对性地采取一些措施，以切实做到降本增效。

在施工通风中，主要的成本投入大致分为4个方面：一是施工风机的购置成本，二是风带的购置成本，三是施工期的电费投入，以及施工期间的通风管理。对于长大隧道来说，一般其施工期均较长，在所有通风成本中，电费投入是最大的部分，一般占比在80%至90%，甚至达到90%以上，其余3项支出最大占比约在20%以内。因此，降低风机功率，节约电费开支，对施工单位而言将产生巨大的经济效益。

通过对以上相关计算公式的推理，选择合理的通风方式、通风机械、通风管道等相关参数，可以达到降低风机功率并最终降低电费投入的目的，并应采取以下办法予以实现：

（1）根据现场实际特点，在净空允许的情况下，尽可能选择最大直径的供风风带，减少长期能耗损失。

（2）采用巷道式通风或在洞内设接力蓄风房等措施，将独头长距离压入式通风变为逐级供风的方式，缩短单级供风段落长度。

（3）选用优质供风风带，降低漏风率。

（4）改变以往的管理思维，加强通风管理，将破损的风带及时更换，而不是修补。

通过二公司承建的关山隧道出口段的实际案例，详细讲解施工通风的计算方法、参数取值、实施方式、类比效果及现场实施措施等，供相关专业人员参考学习。

关山隧道出口段起讫里程K79+826～K84+396.944，全长约为4570m，合同工期3年。隧道施工采用钻爆法开挖，无轨运输方式，最大通风长度按4570m计，洞内设有多处车行和人行通道可供利用。

根据该项目特点，拟选用巷道式通风作为最终的施工供风方式，并与常规施工通风方法类比，以研究解决如何建立合适的洞内通风系统来满足施工需要，并提出一套独头掘进和巷道式通风的经济技术方案，对以后长大隧道施工通风总结科学的施工方法。

常规施工方法中，一般在洞口置1风机，向掌子面压入式通风。考虑该项目工期较长，电能消耗是通风中的首要考虑问题，故设计了单独压入式和巷道式方案予以比较，择优选用。

通风方案成败的关键因素在于漏风率的保证，如百米漏风率大于设计值，将会影响到整个方案的正常实施。为确保方案的可行性，在通风管理上特有相应要求。

（1）风机安装时，其支架要稳固结实，以避免风机在运行过程中产生较大的振动。风机出风口处，设置加强型风带与前方普通风带连接，风机与加强型风带的结合处，要多道绑扎，以减少漏风率。

（2）风带挂设要达到平、顺、直的要求。安装时，先标示出挂线的位置，再用电钻钻孔，安装膨胀螺栓，螺栓尾端设弯钩；已衬砌段，根据衬砌台车模板接缝位置，在混凝土浇筑时，可每4m预埋钢丝绳代替膨胀螺栓。

（3）风带挂钩采用S型铁丝，为避免挂钩受到冲击波振动以及洞内潮湿空气的腐蚀等原因造成断裂，每隔8~10m再增设1个尼龙绳挂圈固定。

（4）拉链风带在接长时，必须使其裙边位于新鲜空气前进方向。风带悬挂要保持高度一致，吊点要稳固。

（5）长期使用时，风带因疲劳会引起长度延伸，并造成下挠增大。为克服风带变形，每月或每200m进行一次风带检查。检查时，将风带拉紧后，去除其多余部分，采用调整节补足长度。

（6）在风带通过钢筋台架、衬砌台车时，设直径φ2000mm薄皮钢管固定在台车、台架上，并在两端设置喇叭口，使其与风带可相对自由滑动。

（7）除末端50~100m段，其余部位禁止采用旧风带，风带尾端距工作面70m左右。

（8）风机运行过程中，要连续运转，尽量减少停机的次数。为减少突然增压对风带造成破坏，风机必须分级启动，调档间隔时间不少于5min。

（9）配备维修工班，每班作业前，必须先检查风带性能，发现损坏及时处置。破损较为轻微的风带，采用粘补处理；破损区域在15cm以内时，直接粘补；当破损区域超过15cm时，先将破口缝合，再进行粘补，粘补区域面积不小于破损面积的1/3。粘补完毕，10min以后再行送风。对于严重破损的风带，采用更换处理。

（10）机械设备及人员在洞内行进时，与风机、风带要保持一定距离，以保护通风设施。

（11）风机的定位支架、挂索要经常检查，防止因锈蚀或其它原因断裂进而影响通风效果。

通过对关山隧道出口段的研究，在分离式公路隧道施工中采用巷道式通风技术，其基本通风思路是：将隧道右幅作为新鲜空气通道，左幅作为污浊空气通道，新鲜空气由右幅单独进入，通过风管向左右幅前方的工作面压入式通风，并在横通道布置轴流风机，引导污浊空气通过横通道由左幅排出，形成循环风流。该技术与传统独头压入式通风比较，主要优点有：1）用洞内小功率的风机代替了洞口的大功率风机，大大减少了风机功率，降低了通风电能消耗；2）显著改善施工环境，通风时间短，空气质量好，缩短了作业循环中的通风时间，提高了工效，加快了施工进度；3）与传统压入通风式或传统巷道式通风相比，风管长度缩短，减低了通风成本。

巷道式通风技术的应用，使长大隧道分解为短小隧道，改善了洞内的施工条件，降低了安全隐患，加快了施工进度，降低了成本投入，可为公司创造了更大的经济效益。

[1]  陈进明.小断面长大过水隧洞通风设计[J].工程建设，2015.

[2]  张梅，王晓州.铁路隧道施工通风技术与标准化管理指导手册[M].北京：中国铁道出版社,2010.

[3]  朱永全，宋玉香.隧道工程[M].北京：中国铁道出版社,2013.

[4]  赖涤泉.隧道施工通风与防尘[M]. 北京：中国铁道出版社,1991.