摘要：隧道和地下工程施工的时候，如果不能正常的通风会影响整个工程的进度，特别是在高寒、高温、高压、陡坡斜井等复杂条件下施工就更加明显。施工通风技术是一项非常重要的问题，需要先进行理论和精确的数据计算，才能达到合理通风的设计目标。本文根据隧道和地下工程施工通风特性和关键技术进行研究，首先介绍了隧道与地下工程通风的类型，然后介绍了隧道与地下工程施工通风设备的关键参数，其次，介绍了隧道与地下工程施工环境的关键数据，最后，介绍了隧道通风的标准。本文通过对隧道与地下工程施工通风特性和关键技术进行研究，希望为我国地下工程建设提供参考。
关键词：隧道；地下工程；通风特性；关键技术；
随着我国经济的发展，交通运输行业和隧道施工技术也得到不断提高，各种地下商场、超长隧道、复杂地下工程出现在人们的生活。我国在几十年的建筑中已经积累了丰富的经验和技术，并且也会在各种复杂的环境和地质条件下建设越来越多的隧道和地下工程。在隧道和地下工程中，通风不仅为施工人员提供新鲜的氧气，而且也是机器设备正常运行的必备条件。特别是环境比较复杂的隧道，工程在施工的时候必须保证洞内有充足的空气，一方面降低有害物质的浓度，另一方面把多余的废气排出洞外，减少对施工人员的伤害。
一、隧道和地下工程通风的种类
根据施工过程中的通风动力，可以分为自然通风和机械通风两种。自然通风是通过洞外大气压力差和内外温度等自然原因实现隧道内外空气自由流通的方式。自然通风可以节省大量的能源，对于环境不会产生其他影响。但是，自然通风经常会受到自然环境和隧道施工方法的影响，通风的效率不高，洞内需要排放的废气时间比较长。机械通风是隧道和地下工程施工过程中最常见的通风方式。机械通风是利用风机、风管等设备控制加速隧道内部的空气循环。机械通风又可以分成压入式、混合式、巷道式、隔板风道式、风管风仓式、和风仓联合式等通风方法。
压入式通风是隧道施工中最主要的通风方式。它是在隧道的洞口设置流风机提供风压，把新鲜的空气从风管送到隧道的工作面，洞内污浊的空气随隧道洞身排出。压入式通风方式可以保证施工环境有足够的新鲜空气，但是隧道污浊的空气从隧道排出对于洞身污染比较大，排烟比较慢，比较耗能。抽出式通风是使用柔性通风管，因为隧道不断前推进，抽出通风的通风管和工作面比较近，工作面爆破的时候容易对风管造成损害。混合式通风是同时利用压入方法输送空气到工作面，抽出隧道内污浊的空气。这种通风方式适合大型隧道建设，而且对于施工环境要求比较高的工程。风管联合风仓式通风是在超长隧道设置斜井单洞建设的过程中，在斜井洞口放置轴流风机，通过风管把新鲜的空气运送到斜井和主动交叉的风仓的位置，然后在风仓出口也加装一个轴流风机直接通向隧道的工作面。隔板风道式通风是通过分隔板将斜井内分为上、下两个部分，隔板以上输送新鲜空气，以下排污通道。
二、隧道和地下工程通风设备的特性
隧道和地下工程的通风设备的特性也是影响工程通风效果。隧道和地下工程在施工的过程中最常见的设备就是轴流风机、通风管等。经过几十年的发展，现在隧道和地下工程施工通风设备是柔性风管、风仓、隔板风道等新设备。根据对建成隧道和地下工程的研究，可以发现柔性风管是隧道和地下工程施工在通风技术和经济效益最好的选择，因为柔性风管节长、接头少，重量强等特点，在搬运、安装的时候比较方便。对于柔性通风管，因为材质选择的范围比较大，可以通过对灯管节长度、连接接头等进行优化提高柔性风管的性能。在柔性通风管弯曲度不变的情况下，内部风速的风速越大，弯曲管的阻力就会增加。风管的弯曲度和风速对于漏风率倾向和弯曲端阻力损失的情况基本一致。通过对隧道隔板通风现场的实际试验，我们可以知道在风管内部漏风的概率非常小，隔板风道的摩擦阻力也比较小，基本上可以忽略不计，但是，风仓的长度以及隔板风道联合风仓通风的效果影响比较大。
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三、隧道和地下工程施工环境的影响
（一）温度的影响
隧道和地下工程在修建的时候都具有大埋深、高地温的特点。根据数据显示，埋深增加100米，低温升高3度。在深埋隧道进行开挖的时候，风流途径巷道会和岩石和周围的环境发生湿热交换。隧道的热量的来源可以分为绝对热源和相对热源，绝对热源就是各种物质的化学反应热、空气压缩热、人体散热和机电设备发热等，相对热源是高温围岩散热、地下热水散热。当隧道外温度比较低的时候，隧道墙壁向空气放热，如果隧道墙壁比较干燥，就会把墙壁的热量转为成洞内空气的湿热。随着隧道通风风量的增加，隧道内部的温度也随着风量的增加而降低，所以供风量和隧道内部的温度成反比，供风的温度和隧道内的温度满足一定的线形关系。
（二）有害气提的影响
隧道和地下工程有害气体是在工程施工的过程中，因为工作面的爆破、内燃机机械运行以及隧道本身等原因产生的大量有害气体，主要是二氧化碳、一氧化碳、氮化物也有一部分二氧化硫、硫化氢等有害气体。随着隧道的开挖，隧道工作面和外界的距离不断增加，因为等流的稀释和推动作用，隧道内部的有害气体在向洞口移动的过程中浓度也在逐渐降低，有害气体的体积也逐渐变大，速度也逐渐变慢向洞口移动。随着隧道中间的有害气体排出的速度比较快，靠近隧道墙壁的有害气体抛出的速度比较慢，整个有害气体在隧道排出的过程出现U型分布。
（三）工程施工粉尘的影响
在隧道和地下工程施工的过程中粉尘也是对人类危害比较大的因素。粉尘主要是装渣倒运、钻孔爆破、施工机械车辆运行、机械开挖、喷射混凝土等产生。粉尘的出现对于施工的环境造成严重的污染，危协施工人员的身体健康，造成职业病，也会增加机械设备磨损的速度，减低精密仪器的寿命和精度，而且降低隧道内部的能见度，引发重大安全事故。隧道内部粉尘质量浓度会随着海拔的升高而降低，两者也会呈现线形规律。
四、隧道通风的标准
在隧道和地下工程施工的过程中，因为爆破、渣土运输和岩石的粉末以及车辆尾气、扬尘、能见度小等问题，让隧道内环境十分恶劣，不利于施工人员正常施工，严重威胁工人的生命安全。为了保证隧道和地下工程施工时候的环境，必须采取必要的措施。施工环境应该满足行业规定，比如，新鲜空气的含量必须要在25%，施工温度也必须在28度之内，有害气体、粉尘浓度和噪音等也有相应的规定。当风管正常运行的时候，必须保证每个施工人员每二分钟呼吸新鲜空气。这样才能让以人为本的工作理念得到贯彻，结合工程的实际情况进行合理的通风，进而创建一个安全稳定的隧道施工环境。隧道工程应该组织专人员进行监督，加强对于工程的管理。
结束语
总而言之，未来一段时间，世界各国将会越来越关注地下空间。地下工程的施工技术也在不断发展，各种复杂的地下商场、隧道，洞室也越来越多。但是在隧道和地下工程施工过程中，施工通风情况在很大的程度上影响施工人员的身体健康，进而影响工程的施工效率。所以，工程技术人员必须在控制隧道和地下工程通风影响数据的情况下，改进工程通风技术，制定完善的通风计划，只有这样才能保证施工环境的空气质量，才能保证工程的质量，进而促进我国在地下工程的建设。
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论文作者:赵宏达
论文发表刊物:《基层建设》2020年第2期
论文发表时间:2020/5/6