张承林
(贵州桥梁建设集团有限责任公司)
在施工的隧道中常见的有害成分有一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、柴油机废弃以及粉尘等。另外还有铺设聚乙烯防水板是产生的焊烟,其中包括一氧化碳、二氧化碳、二氧化氮、氰化物以及苯系等多种有害物质,还有地温、噪声、过高浓度的二氧化碳、水泥粉尘等可能的污染也不可不引起重视。
(1)处理要点就是:对隧道内的气体成分、浓度,以及洞内的温度等因素都要实行实时监控。并且对瓦斯等类似的高位物质应设有浓度报警装置等。若检测到浓度超标应及时纠正,随时调整,如在瓦斯隧道中瓦斯超标后,应当立即通过高速通风来把洞内空气中的瓦斯降下来。
(2)隧道内施工污染抱怨控制标准如下:第一,在开挖的工作面中,氧气含量不得低于20%的标准,二氧化碳浓度最高为0.5%;第二,关于洞内空气的粉尘浓度,每立方米空气中含10%以上游离的二氧化硅粉尘和二氧化硅水泥粉尘分别不得高于2 mg 和6 mg,含10%以下游离的二氧化硅的粉尘最高容许浓度为10 mg;第三,洞内空气中一氧化碳的最高容许浓度为30 mg/m3,百分比约0.0024%,氧化物换算二氧化氮的最高容许浓度为5 mg/m3,百分比约0.00025%;第四,总会风道风流中,瓦斯浓度最高标准为0.75%,而从其他工作面进来的风流中则不得超过5%;第五,供给新鲜空气应按照3m3/人·min,采用内燃机作业则供风量宜在3 m3/min·1 千瓦供风量之上;第六,全断面开挖,风速需至少为0.15 m/s,坑道内则最低为0.25 m/s,且都不能大于6 m/s;第七,隧道内工人作业处空气温度不得高于28 摄氏度;最后,隧道内工人工作处噪声不得超过90 分贝。
(1)通风的基本原理包括空气流量的计算、通风动力的计算和通风阻力的计算及他们的关系,这是隧道施工通风技术的基础。以此可以帮助我们选择最优的通风方式,正确设计、选择和使用通风设备。通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力,风流的全部流程中都存在摩擦阻力,而在拐弯、分支及风流受阻的地方出了前者还存在局部阻力。局部阻力来自于流动的风遭遇某些阻碍可产生涡旋消耗风能的能量,从而阻碍通风的顺畅。因此,我们应当采取措施降低那些不可忽略的局部阻力,以保证通风质量。
(2)通风方式、设备的选择及其的处理要点:第一,通风方式的选择。通风方式的选择主要需要依据隧道的形态、规模以及施工方法等进行考虑。隧道通风方式主要可分为自然通风和机械通风两种。隧道施工通风过程中的机械通风方式又主要有巷道式和管道式两种。巷道式通风是用对到本身代替通风管道,可形成回流的通风方式,有风阻小、风量大、通风管理容易等优点,但是开挖通风巷道的造价大大高于了风管的费用。管道式通风因其造价较低被广泛采用,风管式通风又分为压入式、抽出式、混合式三种。但要想达到预期的通风效果,对风机、风管要求极高,并且管理复杂。第二,通风设备的选择:首先,应当明确污染源的种类并将其作为主要控制指标,选择合适类型和特点的风机。在长距离送风时,可采用间隔串联相同型号风机来满足风压的要求或者,也可根据实际情况采用并联两台同型号风机。其次,选择风管式为降低通风阻力、延长送风距离以及降低通风的耗电量可采用大直径风管。风管主要有硬风管和软风管两种,但综合考虑,一般来说软风管更好。但若采用软风管就应特别把握漏风防治和降低风阻,特别关注柔性风管的接头处和针眼。在软风管的安装过程中必须要注意管的平顺、挺直和安稳,接头应特别注意,可采用钢性接头,总之要保证其密闭性。最后,最重要的一点是,风管的选择必须配合风机,它们是通风系统的关键部分,但需要合理匹配才能更好地发挥它们的作用。
做好隧道施工通风的前期工作后,还需要施工方特别注意施工过程中的通风管理,其中就包括:确保管路的漏风率维持在正常水平以内、监测洞内有害物质的含量、增大洞内的新鲜空气量以及管道的日常维护检修等。特别注意,在此过程中乃至整个工程的施工过程中都需要注意,因地制宜。比如,在我国的高原地区修筑隧道就应当充分考虑当地气候等客观因素,必须选择适合当地地形气候特点的通风机,尤其保证洞内有足量的新鲜空气。并且必须选择合理的施工通风方式,在像高原地区这样特殊的工程地,其隧道的施工通风应由专业的通风管理人员负责通风、补氧及除尘等具体事项,以保证工程人员的身心健康、施工机械的正常运转,顺利完成工程。
随着隧道施工通风技术的广泛运用,我国已经掌握了某些较成熟的技术并且有所创新发展,但是新的工程也会带来新的挑战,我们始终在努力创新以求达到最优化。
[1] 窦炳凯,张晓利. 隧道施工通风技术初探[J]. 中国科技博览,2010,(12).
[2] 尚友磊. 斗篷山隧道斜井施工通风技术应用研究[J]. 城市建设理论研究(电子版),2012,(8).