瓦斯隧道施工通风技术运用与分析

■王一晗 ■中铁二十四局集团有限公司，上海 200071

1 工程概况

隧道按单洞分离式设计，左右线相距26-50m。隧道长度为:左线6123米;右线6115米，隧道净宽10．25m，净高5．0m。隧道出口共2540米主要穿越炭质泥岩层，表现为瓦斯涌出。解决好施工通风确保排放瓦斯通风效果能够防止瓦斯隧道施工过程中发生瓦斯爆炸或煤与瓦斯突出事故。

2 通风方案选择

2．1 通风方式选择

隧道通风方式一般分为巷道式和管道式两种，其中巷道式通风需设置坑道，不利于工程成本，所以本隧道优选管道式通风方式。而管道式按送风方式不同可分为压入式、抽出式和混合式三种。压入式通风是将通风机安设在洞口附近，通过通风管将新鲜风压送到开挖工作面，并将污风沿隧道排除洞外。其优点是通风机位置固定，风筒有效射程长，缺点是排烟速度慢，通风耗能多。抽出式通风是将通风机安设在开挖工作面污染源附近，通过通风管将开挖工作面污风排除洞外，优点是排烟效率高，缺点是通风机位置随隧道掘进不断前移，施工不便。混合式通风需设两套风机和风筒，一般只在长隧道、对通风要求高等情况下使用［1］。

隧道单口掘进长度3065m，根据施工进度分阶段采取压入式和混合式通风方案。

第一区段:单口掘进长度≤1000m时采用压入式通风。如图1所示，正洞设置通风机，配风管组成压入式通风系统。

图1 第一区段通风方案(撼进长度≤1000m

第二区段:单口掘进长度＞1000m时采用混合式通风。如图2所示，正洞和开挖工作面均设置风机，配两套风管组成混合式通风系统。

图2 第二区段通风方案(撼进长度＞1000m)

2.2 隧道施工期间所需风量计算

管道通风所需风量根据隧道内同时工作最多人数、爆破作业瓦斯涌出量、最小风速等分别进行计算，并取其最大值作为设计风量［2］(公式详见各种文献)。计算得第一区段工作面所需风量为2327m3/min，第二区段工作面所需风量为1008m3/min，如表1。

表1 区段所需风量表

区段 第一区段第二区段按爆破作业瓦斯涌出量计算需风量(m3/min) 2327 437按最低风速0．15m/s计算需风量(m3/min) 990 990工作面最大所需风量(m3/min) 2327 1008

2．3 通风机供风量确定

风机供风量=管道漏风系数×工作面最大所需风量。风机供风量第一区段为 1．30×2327=3025m3/min，第二区段为 1．20 ×1008=1210m3/min。

2．4 风压计算

第一区段选择φ1．5m风管，第二区段选择φ1．8m风管(公式详见各种文献)，风压计算结果如表2。

表2 风压计算结果表

2．5 通风设备配置

选用两台SFD-1-NO．12．5型单速叶片可调式通风机。第一区段将两台通风机布置在洞口，配φ1．5m风管组成压入式通风系统;第二区段将两台通风机分别布置在洞口和开挖面附近，调节风机转速使洞内风机抽风能力大于洞口风机20～30%，配φ1．8m风管组成混合式通风系统。通风机参数见表3。

表3 通风机参数表

2．6 后期维护

隧道采用不间断24h通风，通风机的启动、变速、停止由监控中心调试指挥，由专职的通风机司机按规程要求操作。尽量减少通风机停机次数，发挥连续运转性能。日常和定期相结合地检修维护通风设施，定期测试洞内风速、风量、气温、气压、瓦斯浓度等并作出详细记录。通风机房附近20m范围内不得有火源，通风机前后不得停放闲置机具和堆积杂物。通风机设置两路电源并装设风电闭锁装置，必须安装专用电表，安装过载限压等保护装置，经常检查通风机支架、风管承重索。

3 总结

隧道施工现场实测隧道通风状况良好，通过遥控自动化瓦斯监测系统对隧道瓦斯浓度进行监测，开挖面爆破后瓦斯浓度最高值达到0．45%，爆破后，隧道通风系统以最大风速通风排污，通风1h后到下次钻孔或爆破前，持续通风下隧道瓦斯浓度平稳维持在0．05%以下，钻孔后由于岩体面瓦斯溢出，瓦斯浓度达到0．1%，小于隧道正常施工瓦斯浓度最大限值0．3%，人工辅助监测记录隧道瓦斯浓度未达到0．5%，且隧道内最低风速大于1m/s［3］，整个隧道施工过程，通风技术满足安全生产要求，未发生瓦斯事故，可为今后类似瓦斯隧道工程的修建提供参考。

［1］王虎盛．瓦窑岭瓦斯隧道施工通风技术［J］．北方交通，2011，(1):50-51．

［2］TB10120-2002，铁路瓦斯隧道施工技术规范［S］．

［3］TB10304-2009，铁路隧道工程施工安全技术规程［S］．