陈杨
中铁二十局集团第四工程有限公司 山东青岛 266000
摘要：随着当今社会的发展进步，人们对工作环境和职业健康的要求越来越高，我们作为工程单位更是尤其重视。在建设祖国的道路上，我们是在确保安全和职业健康的前提下勇往直前。隧道施工对这两点的要求更为严格。
隧道施工通风的目的是输送新鲜空气，排出洞内有害气体及粉尘，保障洞内施工人员的健康和安全，改善劳动环境，维持机械设备正常运转，从而保证施工安全和提高生产效率。下面以张台铁路项目秦家坡1#隧道施工通风的风量、风压计算为例进行总结，以便于对类似工程施工者提供一定的帮助。
关键词：隧道通风；压入式；风量计算；风压计算。
一、工程概况
秦家坡1#隧道位于吕梁山东侧中山区，越岭而过，地形较起伏，海拔高程940～1045m，基岩裸露坡面剥蚀较严重，坡顶有G309横过。起讫里程DK54+910～DK56+298全长1388m。隧道进口段98.85m位于R=800m的曲线上，出口段111.65m位于R=1000m的曲线上，其余地段位于直线地段；进口段140m位于14.6‰的上坡，出口段148m位于14‰的上坡，其余地段位于15‰的上坡。隧道最大埋深约71m。隧道洞身通过区主要沉积地层有第四系全上更新统洪积黏质黄土，奥陶系石灰岩等地层。工点范围分布有台头东断层，倾向北，倾角78°，性质不明，延伸约11km，该断层对该隧道有一定的影响。工点范围内无不良地质；工点范围内特殊岩士主要为湿陷性黄土；工点范围内分布有第四系上更新统黏质黄土，具I～Ⅱ级非自重湿陷性，湿陷土层厚8～10m。
二、施工通风设计
该隧道采用压入式通风。进口安装一台通风机、配一套风管，供电为双回路制。通风机设在洞外距洞口≥30m处，隧道内每≤1000m安装一台射流风机辅助通风，风管最前端距掌子面5m，并且前55m采用可折叠风管，以便放炮时将此55m迅速缩至爆破抛掷区以外。
正洞压入式通风布置示意图见下图。
正洞压入式通风布置示意图
正洞通风管布置见示意图见下图。
正洞通风管布置示意图
三、风机、风管的选择
隧道压入式通风主要选择轴流风机和射流风机两种，隧道长度大于1km后，采用射流风机辅助通风。风管选用Φ1.8m双抗风管（阻燃、抗静电）将新鲜空气送至掌子面。挂设风管要平、顺、直。
四、通风系统的维护
通风机有专人值守，按规程要求操作风机，如实填写各种记录。
通风机使用前卸去废油，换注新油，以后每半月加注一次。
风机尽量减少停机次数，发挥风机连续运转性能。需停机或开启时，根据洞内调度通知进行。为减少风机启动时的气锤效对风管的冲击破坏，采用分级启动，分级间隔时间为3min。
开启风机前，射流风机必须开启运转，以控制风流方向，防止污浊空气形成小循环。
通风班组中设专职风管维修工。每班必须对全部风管进行检查，发现破损等情况及时处理。对于轻微破损的管节，采用快干胶水粘补：先将破损部位清洁打毛后，再行粘补；破损口小于15cm时，直接粘补；破损口大于15cm时，先将破口缝合后再行粘补，粘补面积大于破损面积的30%，粘补后10min内不能送风。对于严重破损的管节，必须及时更换。
因洞内渗水和温度变化的影响，风管内会积水，故定期排水，以减少风管承重和阻力。
五、计算参数
按照现行标准、规范、验标的规定，计算参数如下：
a.给每人的新鲜空气量按q=3m3/min计；
b.内燃机械作业时所需供风量按Q0=3m3/min•kw计；
c.按照全断面开挖的最不利因素，且满足含瓦斯隧道回风速不应小于1m/s，掌子面施工通风最小风速Vmin=1m/s；
d.隧道内气温不超过28℃；
e.正洞放炮后通风时间按30min计；
f.风管百米漏风率β=1%，风管内摩擦阻力系数为λ=0.0078。
g.隧道均按低瓦斯三级设防，即瓦斯涌出量小于0.5m3/min，QCH4取最大值0.5m3/min。
六、风量计算
确定掌子面需风量应分别按排除炮眼、洞内最大工作人数、最低风速要求、瓦斯涌出量、稀释和排除内燃机械废气等因素计算，取最大者即为压入式通风系统出风口的风量。
a.按洞内允许最低风速计算风量：
e.按洞内内燃机功率计算风量：
洞内出渣时施工机械为：挖掘机一台，工作功率180kW；装载机一台，工作功率154.5kW；二台自卸车（重车一台，空车一台），满载功率按213kW，空载功率按80kW，一台混凝土搅拌运输车，满载工作功率225kW，联合作业。使用功率为额定功率的80%，需要风量为：
Q内燃=Q0×ΣP=3×（180+154.5+213+80+225）×80%=2046m3/min；
Q需=max（Q风、Q人员、Q炸药、Q内燃）=8640m3/min；
根据上述计算可知，理论计算所需最大风量为8640m3/min。根据施工区施工长度并考虑风管漏风来计算所需最小风量。
实际所需风机最小风量Q机大于Q：
=9933.4m3/min
式中Qmax—计算最大需风量，取8640m3/min；
β—百米漏风率，取1.0%；
L—工作面通风最大长度，取隧道长度1388m。
由此计算出秦家坡1#隧道所需最小风量9933.4m3/min。
七、风压计算
为保证把足够的风量送到工作面，并在出风口保持一定的风速，就要求通风机具有一定的风压，使其足以克服沿途所有阻力。通风机具备的风压为：
=1301.1Pa
ρ—空气密度，按ρ=1.0kg/m3计；
D—风筒直径，取1.8m；
λ—风管内摩擦阻力系数，取0.0078；
—风管内平均风速，取20.8m/s。
系统风压H=h摩+h局+h正+h其他，为简化计算，取H=1.2h摩。
由此计算出秦家坡1#隧道所需最小风压为1561.3Pa。
根据风机性能曲线图风量和风压关系选用适合的风机。做到方案合理、相互匹配、加强维护、经济实用，确保洞内作业环境卫生达标。
八、通风安全措施
施工时的通风机，设专职人员管理。无论通风机运转与否，严禁人员在风管的进出口附近停留，通风机停止运转时，人员不靠近通风软管行走和在软管旁边停留，不将任何物品放在通风管或管口上。
通风设备有适当的备用数量，如果通风设备出现故障或洞内通风受阻时，所有的人员立即撤离现场，在通风系统未恢复正常工作和未经全面检查确认已无有害或爆炸气体以前，任何人均不进入洞内。
隧道开挖中使用柴油机设备，在设备排气口安装净化器。禁止使用燃汽油或液化石油气的内燃机。施工期间洞内任何部位空气中的有害气体或可燃气体的浓度，都不超过允许浓度。
九、结语
通过上述通风方案的实施，能够达到为隧道内输送新鲜空气、排出洞内有害气体及粉尘的目的，极大改善了隧道内的施工环境，保证了洞内施工人员的身体健康，从而达到该隧道施工期间通风合理、安全、环保的目的。
参考文献：
《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）中国铁道出版社
《公路隧道通风照明设计规范》（JTJ026.1-1999）北京人民交通出版社
论文作者:陈杨
论文发表刊物:《建筑细部》2018年第18期
论文发表时间:2019/3/22
标签：风管论文; 隧道论文; 风量论文; 风机论文; 洞内论文; 风压论文; 通风机论文; 《建筑细部》2018年第18期论文;