摘要：经济在快速的发展，社会在不断的进步，在整个长大隧道施工过程中，通风是一件非常重要的事情，须做好通风方案的设计，且为保证长大隧道工程的顺利施工，每个阶段都要设计通风方案，以此来保证通风方案的可行性，保证其经济上的合理性。因此结合常乐山隧道通风方案，探析其通风方案的设计和实施，以此来为长大隧道施工通风方案的设计与实施提供参考。
关键词：长大隧道；通风方案；设计与实施
引言
随着我国交通运输事业的迅速发展和隧道施工技术的不断提高，各种特长隧道、大断面隧道、复杂地下洞室群大量出现。在以往的建设实践中积累了丰富的施工经验和技术，目前我国的隧道施工技术己经达到了世界领先水平，由于设计水平、施工技术的提高、新技术和新设备的应用、工程建设者的大胆尝试，今后将会在各种复杂地质条件、复杂环境条件下修建越来越多的隧道和地下工程。
1地下工程施工通风分类
根据施工通风过程中不同的通风动力，将其分为自然通风和机械通风，前者即在不采用任何辅助动力设备的条件下，根据当地气候条件，利用洞内外大气压力差和内外温度差等自然因素，实现隧道内外空气自然流动的通风方式。利用开挖竖井造成隧道内污浊空气经竖井流向洞外，洞外新鲜空气经主洞输送至掌子面进行自然通风。自然通风可大量减少能源消耗，对环境基本不产生影响。但同时也存在不足之处，很大程度上受当地自然条件和所采用的隧道施工方法限制，洞内污染物排出周期较长，通风效率较低、影响工程施工进度，隧道内风流方向及风速不易进行控制调节等诸多问题。自然通风在隧道及地下工程施工期间的应用较少，一般在隧道运营期间应用在部分长度较短的隧道中。
2长大隧道施工通风方案的实施
2.1设计施工通风方案
某村斜井井身长度，包括斜井工区所承担的正洞施工任务相近，故本方案以胡家村斜井为例，樟坪斜井可参照实施。进口工区和出口工区单口掘进的施工任务小于斜井工区，故也可参照本施工方案进行布置。根据确定的施工方案和任务划分情况，施工通风采用管道压入式通风，在洞内转弯处加设负压通风管，洞外风机进风口至斜井井口距离不下于20m，风管出口至掌子面距离L=60m。斜井井身长度1170m，与正洞交汇后承担进口方向2535m，出口方向程1695m的开挖任务，堵头掘进最大为3705m，通风难度大，所以考虑采取二次接力的供风方式。由于通风距离长，洞内回流风阻大，所以需安装射流风机进行导流。
2.2横通道开口形式
以依托工程为背景，采用计算流体力学（CFD）中Fluent数值模拟方法建立分析模型，首先采用Fluent前处理程序Gambit建立网格模型，确定计算区域、边界条件，然后将建立的模型导入Fluent，输入初始参数，计算得到隧道的内部流场。在与平导交叉端口设置渐变段后，横通道的通风流量显著增加，在排风口静压为－100Pa时，三种工况下的横通道排风流量分别为240kg、289kg、292kg，设置对称渐变段后，排风流量增大20．4%，增幅明显，而非对称性渐变段与对称性渐变段相比，数值稍有增大，但增幅极其微小。随着横通道出口处静压绝大值增大，通风流量不断增大，而设置了渐变段的横通道的排风能力均远大于没有设置渐变段的横通道，且随着压力的增大，两者的差值有扩大的趋势，而对于喇叭形渐变段对称与非对称两种工况，其通风能力在各组压力下均较为接近，差值很小。从上述分析可知，对于存在平导、横洞等辅助坑道的隧道通风，根据隧道自身的排风特点，将横通道交叉口处设置喇叭形渐变段十分必要，能显著增加隧道通风系统的顺畅性。
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2.3风筒末端通风分析
1）计算模型。以二密隧道原施工通风系统风筒末端的状态参数为主要研究对象，对此处的局部损失进行了三维模拟，暂未考虑出碴工序各种设备工作情况。2）计算结果与分析。a.风筒末端风流出风筒后进行了速度的重分布，继续向前风流较小，大部分风流形成回流流向区域后端。b.愈接近风筒末端风速愈高，由于风流断面突然加大，会产生较大的阻力损失，此处气流压力会急剧下降，但进入隧道不远就完成了风流的降压过程，在区段出口附近逐渐形成稳定流动。c.隧道施工中，掌子面爆破和出碴工序是洞内污染的主要来源，而且装碴作业时间长，因此宜将风筒末端引至此作业面中，利用风速的回流作用将此处的污染气体冲淡和带走。
2.4加强隧道通风的主要技术措施
（1）做好岗前培训。对负责通风工作的工作人员进行岗前培训，培训其通风机的操作、使用、维修、保养以及通风管连接等工作内容，培训完在进行考核，考核通过后在进行上岗作业。（2）要落实“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理、确保效果”的方针，作为施工通风管理的指导原则，强化通风管理。（3）做到专人值守通风机。建议配备专门的班组进行通风管理。建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班组，通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，发现风管破损及时粘补。按规程要求对风机操作、定期检修和保养，保证通风机处于良好的状态。严格接照通风管理规程及操作细则组织实施，项目部定期根据通风质量给通风班组兑现奖惩。（4）做到专人维修风管，发现问题及时进行处理。如果风管管节发生轻微的破损现象，可以采用快干胶水来渐进行粘补，要先清洁打毛破损部位在进行粘补，并且如果破损口小于15cm时，可以直接粘补，如果破损口大于15cm时，要先将破口缝合后再行粘补，如果严重破损，就需要及时的进行更换管节。同时还要保证粘补面积大于破损面积的30%，粘补结束后的10min后才能送风。
结语
通过介绍一个典型长大铁路隧道的通风设计案例，应用理论分析、数值模拟的手段对隧道通风方式的选择、通风量的计算以及横通道的通风优化设计进行了研究，主要得到以下结论：（1）长大隧道施工中，通风设计中一般会涉及到辅助坑道，根据隧道施工区域、施工阶段的不同，可选择不同的通风设计方案，在隧道开挖初期可选择常规的压入式或抽出式通风方案，在开挖至一定深度后，可采取巷道式通风方案，此时通风回路的组织、轴流风机及射流风机的选择均需仔细设计。（2）隧道通风量的计算需考虑施工作业人数、一次爆破量、稀释内燃机废气、洞内最小风速四个因素，按照四个因素所需风量的最大值并参考风管漏风率计算得到风机最小供风量，从而选择合理高效的风机型号。（3）在涉及平行导洞与正洞之间的巷道式通风设计中，横通道端口形状对通风回路的顺畅性影响较大，横通道端口设计喇叭形渐变段后，在同样的压力条件下，通风流量提高20%以上，随压力增大，提高幅度有增大趋势。（4）横通道与平行导洞之间夹角大小需考虑隧道施工综合成本，在通风费用较大时，可选择减少的通风费用与增加的土建费用差值最大时的夹角为最优值，而对于横洞开挖费用占主导时，横洞夹角在通风费用上的优化空间不大。
参考文献：
[1]王力达.长大隧道施工通风方案的设计及实施[J].科技传播，2012（10）：188–190.
[2]田传海.长大隧道施工通风方案设计[J].西部探矿工程，2008，20（12）：190–192.
[3]何建文.浅谈单线长大隧道施工通风方案设计[J].铁道建筑技术，2005（S1）：120–122.
[4]王应权.长大铁路隧道施工通风方案选择及优化[J].地下空间与工程学报，2015，11（S1）：359–366.
论文作者:卞魁明
论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期
论文发表时间:2019/10/25
标签：隧道论文; 风管论文; 斜井论文; 方案论文; 通道论文; 风机论文; 工区论文; 《基层建设》2019年第22期论文;