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摘要：本文以向莆铁路尤溪隧道为工程实例，分析计算长大隧道洞内有害气体的来源及数量、作业人员的呼吸空气用量，根据洞内单位时间内所需的通风量，设计隧道通风方案。
关键词：长大隧道；风量计算；设备配置
一、引言
长大隧道穿越地层跨度大，地质情况复杂多变，施工难度大。隧道开挖爆破作业将产生大量有害气体；洞内出碴运距较大，机械数量多，作业时间长，将排出大量的尾气。这些有害气体很难自然排出洞外，必须采用机械通风稀释或挤排出洞外，隧道通风要求高。为保证洞内作业人员的生命安全，施工通风工作不容忽视。
二、工程概况
尤溪隧道全长12974m，属于长大隧道，分进出口两个标段施工，其中进口标段承担施工任务6186m。隧道采用爆破法开挖，隧道进口单口施工长度达2900m，通风排烟难度较大。
秀村斜井长1800m，与正洞交于DK374+700，相交处平面交角45°。斜井工作面负责正洞DK372+464～DK375+856段共3280m施工任务，其中：往进口方向2236m，出口方向1156m。
三、施工通风
（一）通风量计算
1.正洞施工所需总风量
（1）施工人员所需风量：VP=UP?m?k（m3/min）,式中参数如下：
UP：洞内每人所需新鲜空气量，一般按（3m3/min/人）计算；
m：洞内同时工作的最多人数（二衬班20人，初支班20人，开挖班30人，出碴班6人，装载机司机2人）；
K：通风备用系数取（1.1～1.5）；
VP=3*（20+20+30+6+2）*1.3＝304 m3/min.
（2）爆破散烟所需风量。隧道采用纵向压入式通风
计算风量：Q= （m3/min）,式中参数如下：
A：同时爆破的炸药量（㎏），按Ⅱ级围岩爆破计算A=120*3*0.8＝288㎏；
S:坑道断面面积（m2），取Ⅱ级围岩开挖断面面积116.76 m2；
t:通风时间30（min）；
L:爆破后炮烟的扩散长度，取60m
Q= =629 m3/min.
（3）按内燃机作业废气稀释的需要计算
综上所述，得正洞工作期间洞内所需总风量
∑Q＝304+629+4284+1051＝6268 m3/min.
2.斜井施工所需总风量
（1）施工人员所需风量：VP=UP?m?k（m3/min），式中参数如下：
UP：洞内每人所需新鲜空气量，一般按（3m3/min/人）计算；
m：洞内同时工作的最多人数（开挖班20人，初支班20人，出碴班5人，装载机司机2人）；
K：通风备用系数取（1.1～1.5）；
VP=3*（20+20+5+2）*1.3＝183 m3/min.
（2）爆破散烟所需风量。本隧道采用压入式通风
∑Q＝183+273+3724+301＝4481 m3/min.
3.通风机的工作风量计算
DT64-125型轴流风机提供的最大风量为3300 m3/min，最大风压为5920MPa。斜井最长通风管3944 m，正洞最长通风管2794 m。则通风机提供到最远掌子面的风量为：V=(1+PL/100)?Vm；
P:100米风管漏风量，取1％；
L:通风管的长度；
Vm：通风机提供的最大风量；
斜井：V=(1+0.01×1800/100)×3300=3894 m3/min＜4481 m3/min.
斜井正洞：V=(1+0.01×4036/100)×3300=4632 m3/min＜6268 m3/min.
进口正洞：V=(1+0.01×2794/100)×3300=4222 m3/min＜6268 m3/min.
斜井施工期间，考虑洞口有自然通风，故配置1台空压机。
斜井与正洞贯通后，增加1台空压机，两台同步供风。
2*4632 m3/min＞6268 m3/min，满足施工要求。
进口正洞施工，进洞1000米内，配置1台空压机。超过1000米，增加1台空压机，两台同步供风。
2*4222 m3/min＞6268 m3/min，满足施工要求。
(二)通风设计及风管安装
1.正洞进口施工通风方案
进口采用纵向压入式独头通风，进口正洞施工，进洞1000米内，配置1台空压机。超过1000米，增加1台空压机，两台同步供风。风管采用Φ150cmPVC软质通风管，在洞门外不小于20m处沿隧道一侧高架。同时加强通风管理，防漏降阻，控制百米漏风率在1％以内，以满足施工生产的环境需要。
2.斜井施工通风方案
斜井施工采用压入式通风，在洞口设置1台2DT64-125型轴流通风机。斜井与正洞贯通，正洞施工期间，增加1台风机实行2台风机同步供风，在斜井相交处分叉，实行双向供风。通过Ф150的PVC软风管送风。
风机安装位置在洞口20m以外，避免洞内压出的污气反循环进入风机形成二次污染。风机出口设置变径硬管与风管连接，风机与风管接口处法兰间加密封垫，刚性风管与柔性风管结合处绑扎三道，以减小局部漏风和阻力。
3.洞内通风设施布置
通风管道采用Φ150cmPVC软质通风管悬挂线路左侧拱腰位置，采用吊挂安装，避开其它管线。斜井内风管布置于洞顶部位。
图2 尤溪隧道秀村斜进通风设施布置图
风管安装要求：
（1）通风管吊挂要平直、拉紧吊稳，避免出现褶皱增加阻力
（2）当外径不同的风管连接时。应以大小头过渡，过渡长度以3～5m为准
（3）通风管末端距工作面不超过15m。
（4）施工衬砌中必须拆卸通风管时必须保证风管不得被人为损坏。
4.通风管理措施
（1）加强环保意识，重视通风工作，向煤矿学习，成立专业的通风队伍，负责通风机、通风管安装，维护，以及通风方式变换，并承担通风效果的责任。
（2）通风监测是搞好通风除尘的重要工作，通风技术人员负责日常的有害气体浓度监测，根据浓度调整风量，合理供风，省电节能。
（3）当风管供风到1000米时，应进行一次漏风率测定，判断风管维护水平，推断4000米时的总漏风率。
（4）炮眼应采用水炮泥封堵，既可减少残眼，又可使污染在源头得到治理。
（5）控制运碴车的柴油烟排放浓度，也是取得通风效果的重要措施。
（6）斜井的断面小，风管挂好以后要用8#铁线架网，以免风管下垂被出碴车挂坏。
参考文献：
[1]《铁路隧道施工规范》
[2]《客运专线铁路隧道工程施工技术指南》
[3]《新建铁路向莆线三江镇至莆田（福州）段施工图设计文件》
[4]隧道施工技术 北京:李小青 中国建筑工业出版社,2010.
[5]设计计算采用的劳卫标准。
①一氧化碳最高允许浓度30mg/ m3.
②二氧化碳不得大于0.5％.
③氮氧化物为5mg/m3 以下.
④洞内最高平均温度不大于28℃.
⑤洞内噪音不得大于90dB（A）.
⑥洞内最小排尘风速不得小于0.25m/s.
⑦粉尘浓度小于30mg/ m3（含有10％以上游离SiO2粉尘），水泥尘小于6 mg/ m3（含有10％以下游离SiO2粉尘）.
⑧瓦斯浓度小于1％.
作者简介：张超 身份证号532901197407293718 1974年07月生，云南大理人
论文作者:张,超
论文发表刊物:《防护工程》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/6
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