隧道通风散烟系统设计及动态管理

黄雄新

【摘 要】本文以太中银铁路吕梁山特长隧道中铁十二局承建段为例，讨论隧道施工中通风、散烟系统布设、效果。

【关键词】隧道通风；散烟系统设计；动态管理

以太中银铁路吕梁山特长隧道中铁十二局承建段为例，讨论隧道施工中通风、散烟系统布设、效果。该隧道为双洞单线隧道，全长各为20785m，中铁十二局承建10112米，设进口、0#、1#、2#共个工区。隧道净宽9.12m，有效净高8.16m。

1.施工方法和隧道通风要求

为确保隧道的施工进度和安全，掘进方法基本按上、下分布进行。特殊地质地段采用六步流水作业法或短台阶七步流水作业法。在下部施工时，为保证上部施工不受影响，采取左右交替施工的手段。掘进采用人工手风钻钻孔，适量装药爆破。出碴采用轮式装载机和北方奔驰自卸车进行。初期支护采取湿喷机湿喷钢纤维混凝土；二衬边顶拱混凝土采用整体钢模浇筑。受上述施工方法、施工设备、爆破等综合因素的影响，随着施工的进行、洞身加深，隧道内的污染气不能及时排出，这样如果浓度逐渐积累，不仅对人体造成危害，而且还将影响安全、进度等。

按国家卫生标准规定，隧道施工期间，洞内空气质量：氧气单位体不得少于20%；气温不得高于30℃，有害气体浓度：CO一般情况不大于30mg/m3；CO2、甲烷（CH4）单位体不得大于0.5%；氮氧化物（NO2）在5～8mg/m3，洞内人均每分钟必须供给不得少于3m3、内燃机每千瓦不得少于3m3的新鲜空气，洞内不得小于0.15m/s的风速等。

2.通风系统的技术方案

①通风管采用直径?1300mmPVC高强、柔性风管。其中斜井设两条风管，分别负责进、出口方向施工段通风需要。各工区通风管道悬挂于洞顶或边墙上进入。洞内每500m设反向射流风机一台，以加快洞内空气流速。

②轴流风机选用SDF（c）-NO12.5型（风量1550～2912m3/min，全压1378～5355Pa，电机功率2×110KW），射流风机选用SSF-NO.10型，电动机功率30KW。

③通风检算。通风距离最长为桃花洞斜井至出口段约5295米，如果该段通风能满足需要，则其余均能满足。

通风管使用PVC拉链风筒，节长20m，平均百米漏风率0.67%，接头漏风率0.179%，考虑通风筒架设弯曲、个别破损等，取平均百米漏风率P100=1.2%，摩擦阻力系数α=0.8×10-3kg/m3。

由以上结果可知，Q出口=1062>Q需=748m3/min，P损=4477Pa

④风机的安装、维护与保养。

物理学告诉我们：同类物质由于受热胀冷缩的影响，温度低的物质密度大、浮力小；相反温度高的物质密度小、浮力大，对于空气也是如此热空气总是在冷空气的上部。洞废气基本上全是内燃机排放的热空气和炸药释放炮烟，所以在风机的安装位置上，根据风机作用：抽风机是以抽出废气为主，尽量按装在隧道的中上部；压风机以送入低温的新鲜空气为主，尽量安装在隧道的偏下部。但是必须保证风机风口不受阻塞且范围开阔。指定专业人员负责风机的维护与保养，从某种意义上讲不只是提高风机的运行效果，维持风机性能，延长风机的使用寿命，而且也间接降低了系统的运行成本。

⑤风管的安装、防护与检查。

风管的安装质量和防护措施直接影响洞内通风质量与通风成本，指定专人负责风管的安装、维护，在受施工影响较频繁的区段，风管的掉挂首先采取安装主引钢丝作为风管掉装的主索，风管采用安装活动挂钩掉于主引钢丝上，这样不仅方便该段风管的安装，而且可有效防止因受外力作用被损坏。在施工放炮时，采取首先关闭风机后放炮的防护措施；风管穿过二衬钢模台车的方法采取预先在钢模台车的合适位置安装固定金属风管的措施，从而有效防止了因钢模台车走对风管的影响。

合理组织生产合理组织生产，尽可能避免上、下行线同时出碴增废气排出负担。

3.通风对施工要求

（1）为了保证风机能够正常启动和运转，必须为风机提供合适的供电力设备。

（2）加强日常通风检测，保证足够的风量和风压，并且要爱护通风管路，避免对通风管路的破坏，降低漏风率。

（3）要求通风管每节20m，根据开挖面衔接风管长度的需要可以配置少量10m/节的风管

（4）因为所选择的风管直径较大，必须保证隧道有足够的净空，避免发生过往车辆和机械刮破风管而影响施工。

4.结束语

通过吕梁山特长隧道通风系统的运行结果，通风系统的设计不仅与施工措施有关，施工设备是影响空气质量的关键，空气质量的监测可减少系统设计、运行管理的盲目性；系统的后期维护也是提高系统的运行效果、降低系统运行成本的有效措施。 [科]