关键词：隧洞施工；通风除尘；施工技术
一、工程概况
四川省蓬溪船山灌区工程位于遂宁市涪（江）以东，嘉（陵江）涪（江）分水岭以西，处于武都引水灌区以南，重庆市潼南县界以北的西充县、蓬溪县与船山区涪江左岸区域。灌区工程包括西梓干渠延长段、白鹤林囤蓄水库工程、蓬船干渠、文吉分干渠、蓬南分干渠、7条支渠、分支渠及田间工程。全灌区灌溉面积94.7万亩（标准亩），灌区渠线总长174.9km。
项目部承建的西梓干渠延长段共布置了13座隧洞，累计长度19187.59m，占渠线总长的77.1%，最长的隧道长达3546米，最短的长79米。其中：
（1）特长隧道L>3000米的有：木头垭、大平山、忠义山隧洞3座；
（2）长隧洞3000≥L>1000米的有：高台阶、钟台山、楼房岩、玉凤山4座；
（3）中长隧道1000≥L>500米：有窑湾、鼓楼山2座；
（4）短隧道500米≥L：有梨树山、狮子山、两叉沟、金子山4座；
二、粉尘对隧洞施工过程的影响
隧洞施工过程中会产生过量的粉尘，尤其是利用悬臂式掘进机切割开挖，它是将狼牙棒似的截齿切入岩石，并在岩面上做同心圆轨迹滚动破岩实现破碎岩石，在破碎过程中会不停的产生粉尘，另外运渣的油动机械也会产生油烟，这不仅影响施工人员的视线，而且危害施工人员健康（有时会供氧不足，造成施工人员窒息），还会影响施工质量、引发安全事故、设备事故，因此，隧洞除尘工作十分重要。为确保本标段各隧道在施工过程的除尘工作能够顺利进行，选择本标段有代表性的隧洞，进行隧洞除尘实验、研究，对除尘设备功能、性能界定。改善施工作业环境，通过“通风促效益、环控保健康、保进度”，从而促进生产效率、提高施工质量和施工进度、节约工作时间、降低施工成本、确保人员安康。通过研究及应用，总结出一套实用的中小断面隧洞施工综合除尘、排烟技术措施。
三、国内外隧洞施工通风除尘现状
目前隧洞施工的通风除尘方式一般采用压入式和混合式两种，压入式通风除尘方案的优点是能很快地排除工作面的污浊空气，缺点是污浊空气流经全洞，导致除出风口以外的其它洞段烟尘较大，因此一般只适用于距离较短的隧洞，对于中小断面长隧洞，尤其是利用悬臂式掘进机切割开挖施工的隧洞，在破碎过程中会不停的产生粉尘，选用单纯的、压入式通风方案效果不太理想，对整条洞室的开挖出渣运输及人员出入造成较大的安全隐患。
四、技术成果
为确保隧洞通风、除尘效果，项目在实施过程中主要利用了以下几种通风除尘、降尘形式：① 洞内降尘：改良掘进机掘进钻头，在截齿上设置多个孔、并连接喷水装置，②把除尘风机安装在掘进机上，风机抽风口增加硬质风管，使抽排风管尽可能靠近掘进钻头，掘进钻头破碎过程中产生的粉尘第一时间被抽排出洞外。③ 改进风机：将通常使用的普通风机更换为高压风机（保持同掘进机同电压），加大抽排风量。④对于超长隧洞，在隧洞中间适当增加接力风机（一般700m左右增加一台接力风机），加大抽排风量。⑤加强洞内风管管理，对于褶皱、不顺直、漏风位置及时处理，确保抽排放量。⑥洞外降尘：在隧洞外设置降尘室、降尘室内设置淋雾喷头。由于采用了各种抽排措施，使掘进机在切割岩层时产生的大量粉尘，通过对掘进机截齿上设置的多个喷头进行喷雾降尘、加大抽排风量，极大的减弱洞内烟尘、粉尘含量，改善了作业环境，保证了洞内操作人员的健康和施工安全；洞内有了较好的施工环境、良好的视线，也提高了掘进切割开挖的质量，减少了洞室的超欠挖，相应减少了后期的处理欠挖和超挖回填，降低了施工成本，也缩短了工期。洞外由抽风机排放出来的烟尘，通过在洞外设置降尘室、降尘室内设置淋雾喷头，起到良好的除尘效果，改善外部环境，减少了对周边环境的污染，也省却了大量的协调工作。
五、 技术特点
中小断面隧洞不利于通风、排烟除尘，按照通常通风、排烟除尘方式，在开挖岩面由于粉尘和烟雾致使开挖面视线较差，洞内烟尘含量大，氧气供给不足，使施工作业环境恶化，甚至不能保证基本的施工需要，易酿成安全事故（如人员窒息，神经麻痹，矽肺病等）和工程事故。通过改良掘进机钻头，在截齿上设置多个小水孔，并连接喷水装置及配合混合式通风加大排烟风机的风量，喷雾洒水，缩短出渣时间，合理调度，加快隧洞施工进度，促进工程效益、提高施工质量、确保安全施工。
工艺原理：（1）将通风管道安装在掘进机操作间旁，直通掌子面加快掌子面粉尘排出；（2）掘进机安装内外喷雾装置进行掌子面的降尘；（3）洞内加装接力风机；（4）出风口接入降尘室并安装喷淋嘴喷淋进行降尘；（5）出风口设置隔离装置除尘。
工艺流程：施工准备→掘进机喷雾→掘进机掘进→通风管道抽排→洞外降尘
抽风机安装在掘进机上
六、 隧洞除尘技术
6.1洞内开挖及除尘
接通电源，点亮前后照明灯，确认周边没有异常情况，即可打开“信号、报警”开关，发出开机信号。观察工作现场，确认不会发生机械和人身事故，启动截割作业。
利用截割头左右循环、自下而上截割，可截割出初步断面形状，如此截割断面与实际所需要的形状和尺寸有一定的差别，可进行二次修整，以达到断面尺寸要求。（如图）
在掘进时打开喷雾控制阀，使截割头处处于喷雾状态，并控制其水量。使其内外喷雾同时打开，即实现截割头的内、外同时喷雾，降低截割时的粉尘。
在开机前同时打开抽风机，将洞内开挖面未得到完全控制的粉尘则由抽风机通过风管直接送入洞外降尘室。
6.2洞外降尘形式
隧洞内掌子面开挖未得到完全控制的粉尘则由抽风机通过风管直接送入降尘室除尘，超长隧洞在隧洞内适当位置（大约间隔700左右，视风机大小情况而定）加装接力风机；在风管出口处则由两层过滤网进行过滤降尘。隧洞外设置简易降尘室，其材料由彩钢房拼装，内部设置若干雾化喷头，由施工现场水管接入，当隧洞内进行开挖时则降尘室内雾化喷头进行不间歇性喷雾降尘。
洞外除尘棚
喷淋除尘
七、应用情况
在本工程的隧洞施工过程中，通过对不同长度隧洞施工通风除尘技术应用，使用了综合、自动除尘、排烟方式（掘进机钻头喷雾、配合混合式通风加大排烟风机的风量、超长隧洞通过中间加装接力风机、室外降尘室喷雾降尘），通过对掘进机截齿上设置多个喷头进行喷雾降尘，掌子面直接抽排粉尘等，改善了洞内烟尘、粉尘的情况，创造了良好的作业环境，保证了洞内开挖的质量及操作人员的安全及健康，从而创造了隧洞单面开挖月进尺280m好成绩。抽风机排放出来的烟尘，通过在洞外设置降尘室、降尘室内设置淋雾喷头对洞外环境进行了改善，减少了对周边居民和环境的污染，满足了该地区水保环保相关要求，创造了良好的除尘效果，树立了企业形象，促进了企业长期发展，也为今后中小断面隧洞施工综合除尘提供了依据。
八、 结论
通过对不同长度隧洞综合通风除尘技术在蓬船灌区工程西延段项目的应用，取得了较明显的效果，也取得了一定的经验，为后续施工创造了有利的依据，为隧洞综合除尘施工提供了宝贵的经验，同时也对其他隧洞施工有着重要的参考价值，具有非常广泛的推广应用前景。
附：参考文献
[1]《水利水电工程施工安全管理导则》（SL721-2015）；
[2]《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（SL 378-2007）。
[3]《除尘工程技术手册》作者王纯、张殿印、王海涛、王冠；
论文作者:吴建峰
论文发表刊物:《科学与技术》2019年14期
论文发表时间:2019/12/4
标签：隧洞论文; 粉尘论文; 断面论文; 风管论文; 灌区论文; 风机论文; 作业论文; 《科学与技术》2019年14期论文;