高速公路隧道风机安装施工工艺及技术探析

于小鹏

（山西省交通信息通信有限公司，山西 太原 030006）

高度公路隧道因空间狭窄，且处于半封闭状态，空气环境相对较差，并且由于运营需要大量通车，车辆所产生的汽车尾气、路面灰尘物质等，都会影响隧道内部的空气质量。而采用隧道机械通风方式可提高隧道内部空气质量，对高速公路隧道正常和安全运营具有重要意义。

1 公路隧道风机安装案例分析

1.1 工程概述

贵州省都香高速公路六盘水至威宁段第LWJD2合同段共10座隧道，设计时速80km/h。高速公路全线隧道的通风方式采用全射流纵向通风方式，设计采用的风机为直径1120mm的可逆射流风机，流量≥31m3/s，出口流速≥30m/s,电机功率为30kW。施工单位在风机安装过程中需结合公路隧道的实际环境，严格按照建设单位的相关要求，开展隧道风机的采购、安装、现场试验、接电、调试等工作，并对隧道运营管理人员进行培训及交接验收。

1.2 隧道风机技术要求

隧道通风系统包括风机、风机安装吊架、消声器、风机电机、紧急停止按钮和电缆等，由于高速公路隧道运营的特殊环境，风机需在环境温度为250℃时满负荷运转1小时，不会出现机械、电气或结构方面的故障时表明其满足高速公路隧道通风设计要求。风机需具备防水功能，能够承受在洗刷隧道时产生的溅水和汽雾的影响。风机需具备反向运转，并且反向流量不小于正向流量，施工单位在施工时需其可反向性及相应产生的反力给以验证。风机能够实现从全速正转到全速反转，或全速反转到全速正转，换向的最长断电时间为30秒。在流过风机的空气温度为250℃条件下，15分钟内可以4次换向，逆向转动效率不低于正向的98%。在额定转速下，风机的实测流量、出口风速、推力及推力功率比，不得低于规定值的95%。风机正向启动达到全速的最长时间为150秒，反向启动达到全速的最长时间为180秒。

风机叶片为可调节式、流线型表面、翼型剖面。叶片和叶毂上有安装对位标记，这些标记用于表明叶片的设计安装定角，还表明叶片朝较大角摆动的三个限制位置和三个朝较小叶片角摆动的限制装置，在叶毂上有限位装置，以防止电机过载。施工单位可给每台风机提供一套金属模板，在现场可以方便准确地装定叶片角度，叶片的调节无须拆下叶轮。叶片的材料和结构能满足在气流温度为250℃的条件下连续工作1小时以上的要求。对于各种装定叶片角和工作条件，风机都用可靠的锁定装置将叶毂转子与电机轴连接起来。风机的叶片和叶毂用铝合金制造，或者用能适应其规定的工作转速、温度、压力和流量的其他材料制造。叶片顶点与机壳间在任何位置都有适当的间隙，使之在-5～250℃范围内热胀冷缩时不发生干涉。

风机生产装配图上表示出在-50℃和250℃时的间隙，并表示出最小间隙处的间隙。风机壳体用大于或等于6mm厚的钢板焊接制成，并用法兰方式联接起来。风机外壳(或罩子)、风机安装吊架和所有钢制部件，按BS729进行热浸镀锌处理或其他等效处理，镀锌层厚度不小于65μm。全套风机按要求在厂内完成表面涂漆，所用的油漆在风机长期运转条件下的寿命为10年，并且能够在250℃的环境中经受1小时，而不冒烟或释放有毒气体，其颜色与安装环境协调，力求美观。

2 公路隧道风机安装施工工艺

2.1 风机安装施工前期准备

公路隧道建设过程中，风机无论是安装流程还是后期施工，相对比较复杂，所以对于施工环境和设备性能等方面要求相对较高，在施工过程中，如果出现隧道环境以及设备无法符合标准要求，将会直接阻碍风机安装以及整体工程的进度，为隧道通风系统遗留下安全问题，严重甚至会造成隧道坍塌等有关安全事故。所以风机在安装前，需要做好施工环境检测以及设备规格选择等方面的工作。

在隧道施工环境检测方面上，施工企业和建设单位应该严格按照公路隧道建设标准要求，针对风机安置区域内的电力使用现状、风机设备方案环境进行合理的管理和检查，如果在检查过程中发现不合格区域，应该按照公路隧道风机安装相关标准进行完善和优化。此外，施工单位还应该按照公路隧道的具体设计方案，针对风机以及消声器等相关组件设备的总体数量、使用规格以及设备外形流畅性、安装位置等相关方面进行详细对比，一旦发现安装施工问题和不足，及时进行设备更换或者结构调整。第二，在设备功能方面进行检查时，不仅对设备使用性能方面，配套设备附件进行严格的筛选，确保设备规格符合使用标准，还应该在风机进行安装施工之前，确保风机外部结构的完整性，外表无损坏且具有较好的绝缘性能。

2.2 消声器安装施工

一般情况下，公路隧道的消声器自身体积较大，所以在实际运输和安装过程中，其整体流程相对比较烦琐和复杂，所以，施工企业通常会使用区域划分模式，将消声器进行模块化技术处理，随后分别运输至施工现场。同时设备需要在施工现场，使用较紧固定的零部件进行仪器组装，在实际组装过程中，技术人员还需要针对消声器表面进行防腐蚀、防锈迹技术处理。除此之外，消声器在实际组装和施工流程中，一般采用从上到下、从内部到外部的设备安装具体顺序，以此确保各个区域的组成零部件的稳定性，防止在组装时，出现仪器表面生锈、凹陷以及大面积划痕等不良问题。另外，仪器在安置过程中，消声器风间阀门位置需要事先预留至少800毫米的空间，保持消声结构片与风间阀门叶片保持在直立状态，且方向需要具有一致性，防止设备运行时，出现巨大阻力。

2.3 风向阀门安装施工

隧道施工进行风向阀门安装前，必须针对整体风机进行电力供应试运转，以此保证通风系统的工作性能，并且在停止运作后仍然保证良好的密闭性。与此同时，风向阀门进行装置和施工过程中，需要根据高速公路隧道建设实际情况，进行施工现场的连接和防腐蚀相关技术处理。在阀门施工和安装过程中，首先，应该将电力供应设备的支撑结构，有效固定在隧道混凝土结构中，以此确保设备操作的简洁性，同时，保证设备可随时拆卸和安装。设备安装过程中，应该在其周边设立明确的使用引导表示，保证设备内部电线连接的准确性。为了有效防止出现电路损坏或者短路等相关问题的产生，隧道内部所有的电气设备以及结构电缆必须具备良好的绝缘性能，以此保证其工程的安全和设备稳定运行。

2.4 射流风机设备安装

射流风机安装之前，施工单位应对每台风机预埋件作拉拔试验，试验应由具有相应专项检测资质的单位进行，并出具检测报告，未获批准不得进行安装。风机的安装应符合隧道拱顶预埋风机安装螺栓的安装条件，不得穿透隧道衬砌损及防水层。风机安装时，不得影响整个风机安装预埋件的安全可靠性，以及预埋件与隧道衬砌的连接强度。射流风机安装吊架与预埋风机安装螺栓的连接应安全可靠，且所采用的连接方法不得破坏预埋风机安装螺栓。射流风机安装过程中，需认真核对隧道、电力、监控专业有关施工图，使隧道通风系统与整个隧道的交通工程协调统一。

2.5 风机线路安装施工

风机安装过程中，线路结构是重要组成部分，在施工时，线路不仅是连接各个设备的重要环节，同时也成为电气以及结构零部件相互联系的基础条件。所以在实际电路连接和方案设计时，必须着重关注连接细节。

在线路连接时，应该将风机控制线路连接至预先设置好的风向管道内，以此保证运行顺利。在风机设备全部安装完毕后，需要技术人员针对线路性能和运转情况进行电力检测，同时将所收集到的相关数据进行详细记录，保证电气设备运行的稳定性。每台射流风机安装好后，应整机接地，接地电阻应符合电气设备接地标准和电气专业施工图的有关要求。

3 结语

由此可见，由于高速公路隧道施工过程中，风机安装流程以及设备选择相对比较复杂，所以，只有施工人员清晰明确施工具体流程，掌握施工技术要求，同时在风机安装时，重点关注安装细节，才能从根本上确保公路隧道风机安装的施工质量和效果。