米仓山隧道通风防尘技术探讨

江俊杰

(四川川交路桥有限责任公司隧道分公司，四川 德阳 618000）

米仓山隧道通风防尘技术探讨

江俊杰

(四川川交路桥有限责任公司隧道分公司，四川 德阳 618000）

一、工程概况

米仓山隧道是巴陕高速中的控制性项目，隧道进口位于陕西省汉中市南郑县喜神坝乡小坝附近，出口位于巴中市南江县关坝乡，将从米仓山国家森林公园的玉泉、大坝国有林场地下穿“场”而过。米仓山隧道全长13.8Km，其中陕境3Km，川境10.8Km，是我省在建最长的公路隧道，也是国内第二长、世界第三长的公路隧道。

二、米仓山隧道施工通风影响因素

2.1 运输方式对施工通风的影响

运输方式一般分为有轨运输、无轨运输、有轨与无轨运输结合及皮带机运输等，采用何种运输方式对施工通风的需风量将产生很大影响，还会影响到隧道断面净空内可布置风管直径的大小，对可采用的通风方式也有所限制。例如，无轨运输比有轨运输的需风量要大很多；无轨运输隧道内可供布置风管的断面净空较小，难以布置大直径风管；有轨运输可以采用混合式通风，而无轨运输就不可以。

米仓山隧道原设计为无轨运输，无轨运输的内燃机械排放尾气和卷扬粉尘对施工作业环境污染严重，增加了施工通风的难度。在本专项中，充分考虑到了无轨运输的需风量要求。

2.2 多作业面同时施工对施工通风的影响

米仓山隧道出口工区有两个作业面同时施工，需要布置的通风管路较多，需要的总风量较大，配置风机的总功率也较大。对采用的通风方式方法也有一定的限制，单作业面对采用混合式通风和风机串并联工作等比较灵活、可选择的空间较大，而多作业面的制约因素较多，需要多作业面综合考虑、总体协调，给施工通风布置增加了一定的难度。

2.3 通风方案对长距离施工通风的影响

通风方案与长距离施工通风是双向选择的关系，有些公认较好的通风方案不一定能够满足长距离施工通风的要求。施工通风方案决定长距离施工通风的独头送风长度、需要配备的总风量和设备总功率、通风设备的型号和数量、预期通风质量和可优化调整的空间，所以必须进行合理的选择和匹配方可达到最佳效果。

三、米仓山隧道施工通风方案

米仓山隧道的工区划分为三个工区：

第一工区：主洞里程左线ZK48+628-ZK53+532，右线K48+620-K53+526，最大独头掘进长度为4904m，此工区又分为七个区段如下：

第一区段里程左线为ZK52+815-ZK53+532、右线为K52+800- K53+532，左、右线均采用压入式通风，最大通风长度为717m；

第二区段里程左线为ZK52+115-ZK52+815、右线为K52+100-K52+800，采用巷道式通风，最大通风长度为700m；

第三区段里程左线为ZK51+395-ZK52+115、右线为K51+380-K52+100，采用巷道式通风，最大通风长度为720m；

第四区段里程左线为ZK50+685-ZK51+395、右线为K50+670-K51+380，采用巷道式通风，最大通风长度为710m；

第五区段里程左线为ZK49+917-ZK50+685、右线为K49+900-K50+670，采用巷道式通风，最大通风长度为768m；

第六区段里程左线为ZK49+302-ZK49+917、右线为K49+290-K49+900，采用巷道式通风，最大通风长度为615m；

第七区段里程左线为ZK48+628-ZK49+302、右线为K48+620-K49+190，采用巷道式通风，最大通风长度为674m；

第二工区：左线斜井及主洞左线ZK48+628-ZK50+050，右线斜井及主洞右线K48+620-K50+100，最大独头掘进长度为3004m，此工区又分为三个区段如下：

第一区段包括左线斜井及主洞左线为ZK49+917-ZK50+050和右线斜井及主洞右线为 K49+900-K50+100，左、右线区段均采用压入式通风，最大通风长度为1716m；

第二区段里程左线为ZK49+302-ZK49+917、右线为K49+290-K49+900，采用巷道式通风，最大通风长度为615m；

第三区段里程左线为ZK48+628-ZK49+302、右线为K48+620-K49+190，采用巷道式通风，最大通风长度为674m；

第三工区：左线竖井及主洞左线ZK45+800-ZK49+917、右线竖井及主洞左线为K45+840- K49+900，最大独头掘进长度为4117m，此工区又分为七个区段如下：

第一区段里程左线为ZK49+302-ZK49+917、右线为K49+290-K49+900，采用巷道式通风，最大通风长度为615m；

第二区段里程左线为ZK48+628-ZK49+302、右线为K48+620-K49+190，采用巷道式通风，最大通风长度为674m；

第三区段里程左线为ZK47+956-ZK48+628、右线为K47+950-K48+620，采用巷道式通风，最大通风长度为672m；

第四区段里程左线为ZK47+276-ZK47+956、右线为K47+270-K47+950，采用巷道式通风，最大通风长度为680m；

第五区段里程左线为ZK46+558-ZK47+276、右线为K46+600-K47+270，采用巷道式通风，最大通风长度为523m；

第六区段里程左线为ZK45+800-ZK46+558、右线为K45+840-K46+600，采用巷道式通风，最大通风长度为907m；

第六区段里程左线为ZK45+800-ZK46+753、右线为K45+840-K46+790，采用巷道式通风，最大通风长度为712m；

四、除尘设计

4.1 设计原理

一般隧道采用除尘机或者喷水机降尘除烟，2种机械既要消耗电能还会占用一定的洞内空间，会对施工造成不便。米仓山隧道设计了一套水幕降尘系统，利用高压风与高压水结合，使气体介质与液体介质之间相互挤压、加速和剪切，形成水雾带，充分阻止烟雾、粉尘外扩，随水幕降下。

喷雾降尘过程是水雾与粉尘相互作用凝结而除尘的过程，把水化成水雾状的微细水滴喷洒于空气中，使其与粉尘颗粒碰撞接触，尘粒被吸附在水中，随水滴降落。

喷雾洒水不仅能吸附粉尘，还能溶解部分有害气体，降低洞内温度，使洞内空气变得清爽。目前隧道施工广泛使用的乳化炸药主要由氧化剂水溶液、燃料油、乳化剂及高热剂等成分组成，爆炸后产生大量气体，其中部分气体对人体危害极大，而水雾对有害气体（CO2、NO2、SO2、NH3等）能起到净化作用

4.2 水雾除尘装置的控制

1、水压：提高水压，减小出水口孔径能有效提高水雾喷射速度和水雾粒子的分散度，从而提高降尘效率。

2、喷嘴设置方向：喷嘴对着出风方向偏斜 45度，这样能加大水雾与粉尘接触速度，能更加有效、快速的消除粉尘与有害气体。

3、设置水幕位置：距离掌子面30m、50m、80m各设一道，其余洞内隔200m设置一道。

4.3 水雾除尘装置的制作、布置与配套设施

将40mm球阀连接在洞内高压水管上作为水幕开关，用25mm高压水管作为水流导体，沿洞身拱顶120度范围布置，并在此范围均匀布置7个高压喷头。

洞内每隔100m设置一个水管接头，以便于清洗洞内路面，减少机械走动扬尘，并保持洞内路面湿润。

五、结论

独头压入式通风与巷道式通风技术相结合，利用水雾除尘的技术在米仓山隧道实施后，相较于以往的隧道通风除尘效果有了明显的提高，该套通风除尘系统能及时、有效的将绝大部分粉尘和有害气体在最快时间内清除，对施工安全有了较有力的保障，且简单易行，便于操作，具有较高的社会、经济效益，具有较好的推广前景。

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1007-6344（2015）08-0017-01