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1、1渝黔高速公路真武山隧道施工通风技术渝黔高速公路真武山隧道施工通风技术孙 庆 卫提提 要要 本文介绍了渝黔高速公路真武山隧道左右线施工通风技术及通风管理办法，解决了独头 1380m 大断面隧道施工通风的技术问题。关键词关键词 公路 大断面 隧道 通风技术 一、工程概述一、工程概述真武山隧道位于重庆市南岸区长生桥镇境内，是重庆至贵阳高速公路重庆段一期工程唯一的咽喉控制工程，设计为双洞单向行驶三车道超宽公路隧道，全长 2040 米。其中我处承担左右线出口段各 1380 米的施工任务。隧道最大断面 141m2，开挖宽度为15.24 米，最大开挖宽度为 18.5 米，开挖高度为 9.18 米，上坡道坡
2、度为 2.49%和2.5%。施工采用钻爆法开挖上、下断面，独头掘进，装载机装碴，无轨运输出碴。施工通风需解决的问题：一是毒害气体、主要来源于爆破炮烟，无轨运输车辆柴油机废气，二是粉尘，主要来源于岩尘、炮烟、水泥尘、烟尘等。我们采用大功率通风机独头压入式通风，并辅以小功率通风机吸出式配合技术，成功地解决了真武山隧道的施工通风问题。隧道施工通风除尘工作是隧道正常施工的基本保障，因此必须采取综合治理对策，即：加强机械车辆净化，减少污染源;实施水幕降尘，强化现场通风管理。二、通风方案的比选及技术优化二、通风方案的比选及技术优化为了做到通风一次成功，我们根据施工组织设计，对风量、风压进行科学论证，合理选
3、用通风设备，并认真进行测定，加强风机、风管的安装和维修管理。（一）风量和风压的确定 1.计算参数的选择：、开挖断面：S=60m2(按半断面）、一次开挖长度：L=2m、一次爆破耗药量：G=140kg、洞内作业人数 50 人、内燃设备装机功率 478kw、爆破后通风排烟时间：t30min、通风管直径：=1200mm、管道百米漏风率 =1.3%、风管摩阻系数 0.02，2=/8=1.20.02/8=3.010-4kg.s2/m3、炮烟抛掷长度 Ls=15G/5，Ls=15+140/5=43m2.风量的计算风量计算按压入式通风考虑，确定工作面需风量，需计算出满足洞内最小风速所需空气量 Q1，满足洞内工
4、作人员呼吸所需空气量 Q2，稀释炮烟所需空气量 Q3，稀释内燃机械废气所需空气量 Q4，取其最大者即为压入式通风系统出风口的所需风量 Q需。按洞内最小风速计算风量：最小风速按 Vmin=0.25m/s 计算。Q1VminS= 0.256060=900(m3/min)按洞内最多工作人员计算风量：一般标准为每人每分钟 3m3新鲜空气，洞内作业人员按 50 人计算，风量备用系数取1.2。Q23501.2180（m3/min)按稀释爆破烟计算风量：Q3V1（KV1t+1/V2)1/t=25801（10010-62580/4.2)1/30 =229(m3/min)式中：V1一次爆破产生的炮烟体积：V1S
5、Ls6043 2580(m3)V2一次爆破产生的有害气体：V2G310-3140 4.2(m3)t通风时间为 30 分钟K允许浓度取 100ppm单位重炸药爆破产生的有害气体换算成 CO的体积取 3010-3（m2/kg)按稀释内燃机废气计算风量：根据隧规规定，内燃机械作业时 1kw 供风量取 3m3/min， 机械设备的平均利用率70，内燃机总瓦数：154+1622=478Kw。 （见表 1）Q434780.71004(m3/min)根据计算取其中的最大值 1004m3/min，为隧道工作面所需新鲜风量。供风长度按1300m 计，考虑风管漏风，则风机提供的风量应为：Q机=Q需/（1-）L/1
6、00=1004/（1-0.013）1300/100=1190m3/min表 1名 称 型 号 单 位 功 率 数 量装载机 柳工 ZL50D 台154Kw 1自卸车 卡玛斯 55111 台162Kw 233.风压的计算为将所需风量送入指定位置,并达到规定的风速,必须克服沿途阻力,并在出口保持一定的风速和风压， 则通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力， 即 h机h阻。h阻=h动+h局+h沿动压：取 50Pa；局部压力损失：由于直线隧道风流不转弯，风管断面不变化，因此，不予考虑；沿程摩擦阻力：h沿=LUPQ2g/S3采用 1200mm 风管： h沿=310-41300（1.2）1.189.8/（
7、1.22/4）3=3286Pa 采用 1000mm 风管： h沿=310-41300（1.0）1.189.8/（1.02/4）3=8010Pa 式中：摩擦阻力系数，取 310-4Kgs2/m3L风管长，取 1300mU风管周边长，DP漏风系数，P=1/（1-）L/100=1.18Q工作面所需风量，为 1004 m3/min g重力加速度，取 9.8m/s2S风管断面积，D 2/4（二）机械设备的选型 合理的通风方案要求通风系统设计合理，风机风管相匹配。如果片面追求大风量风机，而风管直径小，或者风管直径大而风机风量小，都难以保证好的通风效果。 1.风机：根据计算风机应提供的风量和风压及现有设备选
8、型。压入式通风机采用轴流式通风机，其额定风量为 1250 m3/min，风压为 5000Pa，发电机功率为 275Kw。 （见表 2） 表 2项 目型 号轮径mm风 量 m/min风 压Pa噪 声db转 速电 机Kw数量左右线92-11100 12505000 851450 752 2左右线FSD-2630 4505000 60290018.52 2 2.风管：一般情况下，取开挖面积的 1/251/20 为柔性风管过风面积，同时根据4对不同管径风管的 h沿进行比较，1200mm 风管与风机相匹配，据此选配重庆煤科院生产的 1200mm（压入）和 800mm（吸出）的强力橡胶软管，每节长 10m
9、，软风管接头方式为双反边拉链式接头，安装方便、密封性能好。（三）通风方式的选择与确定：通风方式采用大功率通风机将新鲜空气压送到掌子面，然后将废气从里往外挤出。这种通风方式适应于短距离下坡道隧道，而我们施工是 2.49%和 2.5%的大坡度上坡隧道，当掘进到 300m距离时，与洞口高差为 7.5m，掌子面的底面高与洞口顶高相等，掘进到1200m时，高差为 30m，油烟废气根本挤不出来，反而把整个洞搞得乌烟瘴气，看不见人影，严重的影响职工的身心健康和施工进度。只有千方百计把洞内油烟废气用管道直接排出洞外，才能最终解决通风排烟问题。因此，我们决定当掘进到 300m 深度时，在洞内离掌子面 4050m
10、 处安装一组 FSD-2 小型通风机，架设一条 800mm 通风管往洞外排烟。通过一年多的实际应用，证明此方案确实可行。三、风机的安装调试三、风机的安装调试（一）风机安装1、洞外风机安装为了保证压入较好的新鲜空气，风机安装于洞外距洞口约 10m 处，为了使通风机运转平稳，我们用浆砌片石砌筑 1m 高的机座，将通风机固定在上面，并用螺杆连接牢固。为了防止通风机和配电柜雨淋受潮及防止他人触电发生意外，在风机和配电柜上方搭盖雨棚和护栏。2、洞内风机安装经反复讨论研究，最佳方案是安装在防水板铺挂台车上，它的主要优点是：移动方便，台车走它也自然跟着走，节约很多人力和时间，只需摘取或增挂风管。二次衬砌时也
11、可开机排烟。（二）风管悬挂固定风管与风机连接处用铁皮加工喇叭口，一头用螺丝与风机连接，另一头套上强力胶管，用铁丝捆绑加固。大风管悬挂在二次衬砌墙体上，约离地面 1m 高，小风管悬挂在大风管上方。挂设风管要平顺直。作业时，先每隔 5m 打眼，安装锚杆，然后布 6 钢筋拉线，用紧线器张紧，风管吊挂在拉线下。风管悬吊要稳固，高度一致，要求每10m 挠度不大于 150mm。（三）通风机调试隧道内尘毒测试及通风管性能测试是评价通风条件的一项重要指标，周期性的动态测试数，数据反馈可为决策者提供科学依据。真武山隧道到目前进行了三次测试，对每次测试结果进行认真研究，及时完善通风设计。三次测试的主要结果为：风机
12、实际性能普遍达不到额定参数，比如 921 型通风机额定风量和风压力为51250m3/min 和 5000Pa，而实际测试为 11001150m3/min 和 4500Pa，在一定程度上影响了通风效果,这就需要在选择风机时,考虑实际性能与额定参数的出入。由于采取了降阻防漏措施，风管百米漏风率小于 1.1%。隧道内风速为 0.30.5m/s，能满足要求。（四）通风效果真武山隧道左、右线都采用大功率通风机压入式通风，满足了施工生产的需要，辅以小功率通风机向外排烟，增强了通风效果，缩短了通风时间。四、加强隧道通风的主要技术措施四、加强隧道通风的主要技术措施（一）搞好岗前培训，提高管理使用技术。对负责通
13、风专业工作的通风司机，管道安装维修工，进行岗前培训，传授通风操作、维修、保养技术，管道安装、调试、维修、保养技术和操作规则。（二）健全制度、落实保障措施一是通风机有专人值守，按规程要求操作风机，定期检修和润滑风机，如实填写各种记录，始终使通风机保持良好的状态。二是设专职风管维修工，每班必须对全部风管进行检查，不平、不顺之处及时调直调平，发现风管破损漏风，及时处理：轻微破损的管节，采用快干胶水粘补，粘补后 30分钟不得送风；严重破损的管节，必须及时更换，从而降低漏风系数，保证管道密封度。三是加强运输设备的维修保养制度，按照设备管理要求定期维修，特别是进气和燃油系统，进行强化保养，并坚持燃油沉淀过
14、滤制度，减少废气的排放量。（三）采用循环双向一进一排通风排烟技术，加快排放速度。为了加强掌子面废气的排放速度，在二次衬砌台车上安装一台 FSD 型通风机，功率为218.5kw 配 80cm 的强力通风橡胶管，一直接到洞外，直接使废气从洞内掌子面通过管道排出，保证了废气和炮烟不在洞内停留。6（四）自制水幕降尘器，最大限度降低炮烟、粉尘污染。为了降低炮烟、粉尘用 20mm 的镀锌钢管加工，一头堵死、一头套上闸阀，用小钻头在钢管上钻无数小孔，在放炮前安装好，紧靠掌子面，安装在两边拱腰上，最好每边装两个，放炮时开闸放高压水喷雾。不但效果好，而且争取了时间，提高了工效。五、几点体会五、几点体会（一）经过
15、一年多的施工实践，大断面长隧道以大功率通风机向隧道内压风，配以小功率通风机向外抽风，能够有效地解决通风问题。（二）狠抓“防漏降阻”工作，只有管道漏风率和摩阻系数小，才能确保单机送风距离长，效果好。（三）在洞口采用大功率通风机，长期向洞内通风，耗能较高，应采用无级变速节能风机，降低能耗。（四）为确保通风工作的顺利进行，现场管理是关键，现场管理要设立专职通风人员，负责通风设备、管道的日常使用及管理、检查、维修、保养工作，确保设备的正常运行，提高利用率，保证管道完好无损、平直、稳固，保证工作面有一个良好的施工环境。这样风机的风量也可选相对小些的，使风机和风管的匹配较合理，避免风机风量过大，风管直径小，单机送风距离短，耗能多的特点。（五）在衬砌台车上设置一台小功率吸出风机，虽能很好的改善衬砌作业段的工作环境，但掌子面与衬砌面距离太远，将直接影响掌子面的通风
