微探小断面长距离隧洞开挖通风技术

DOI：10.16661/j.cnki.1672-3791.2017.30.074

摘 要：现在我们国家的工程数量在逐渐增多，对于小断面的隧道来说，开挖通风相关技术是重点也是难点。本文就某一个工程的实际案例进行了探讨，希望能够给相关工程的施工提供一些参考。

关键词：小断面隧道 长距离 通风技术

中图分类号：U449 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2017）10（c）-0074-02

现在我们国家的工程建设非常多，交通运输业越来越发达，各地之间的联系也越来越紧密。在对道路的施工中，有一种情况是小断面、长距离隧洞的施工。众所周知，隧道施工的难度相对来说很大。在小断面长距离隧道施工里面也有很多技术的难题。我们国家的技术经过多年的发展取得了很大的进步。上述工程里面的通风就是非常困难的问题。在对隧道进行施工的时候，通风的技术难点通常表现在：第一，一般情况下，隧洞的设计断面比较小，大概在1～2m，断面的面积在十几平方米，施工面积不大。在施工时用到的运输设备的平面面积也是在十几平米，比隧洞的面积小几平米，所以，剩下的空间就很小了。对于抽风筒和风机的要求比较高，尺寸要足够小，进而通风量也很小。第二，在隧洞的一头上有特别长的掘金，能够达到2km。掘金速度一定的情况下，通风的要求就比较高。第三，施工完成以后，要把产生的碎渣运输出去，这其中使用的运输设备也会产生烟气，从而延长了通风的时间，给隧道里面的排烟工作增加了任务。

现在国家的工程在不断建设当中，为了保障大多数人的生活需要，水电工程向偏远的地方建设开来，工程所在地的自然环境也非常恶劣。在偏远的地区出现了一些小型引水式电站，这种水电站里面的引水隧道特别长，有十几公里。在水电站建设的时候，引水隧道占用了很长的时间。在这种工程里面，一般由抽出方式、压入方式还有两者结合的方式进行通风。由于引水隧道的自身特点给工程带来了难度，加上高原地区的自然环境，对技术的要求非常高。不能使用柴油，避免产生的烟气对隧道里面造成污染，所以使用的机械有了选择性。

综上所述，在小断面长距离的隧道以及高原里面的小引水隧道中进行施工的时候，通常要选择有轨运输的方式。通风的方式采取混合式。

1 洞内通风的目的

上述文章中阐述了小隧道的特点，所以在进行施工的时候要把烟气及时排除，尤其是那些有害的气体，保证施工环境达到国家标准。另外，及时排除烟气也能够给工作人员提供一个良好的工作环境，避免给身体健康带来威胁。在隧道爆破的时候会产生大量的有毒有害气体，加之设备的运行中也会产生废烟气，通风能够把这些都排出去，增加工程的安全，从而保障工程的进度。

2 通风方案

2.1 洞里温度和风速标准

国家相关标准《水工建筑物地下开挖工程施工技术规范》是现行的规范标准，里面对隧道里的通风和温度做出了规定。施工按照温度的不同要调节洞里的风速，增强洞内的散热。隧洞的工作面的风速要大于等于0.1m/s，小于等于4m/s。

2.2 洞内空气标准

技术规范里面有关洞内的空气标准也做出了具体的规定。工作人员在作业的时候，洞内每人保证空气供给为3m3/min，氧气含量要大于10%。另外，粉尘的浓度不能超过2mg/m3。

2.3 通风方式

我们本次的工程是一个引水式的电站。其中，引水隧洞长7km，断面长为5m，宽为3m的城门洞，下游的洞段长度为1210m，工程里面的通风难度很大。在通风上面，选择混合式的通风，抽出的方式为主要方式，辅以压入的方式。由于断面面积小，只设置了一条通风管，利用主洞和支洞的交叉位置，布置了一个通风机，把风鼓到洞内。开挖的工作面大概50m的位置上布置了两个风机，采用串联的方式，结合了一个长度为90m的风筒，把洞内的烟气抽出来。进行工作的时候，先打开压入式的风机，向洞内注入新鲜的空气，注入新鲜的空气从而把洞内产生的烟尘挤压到抽排风机的附近，然后两个串联的风机再把有毒有害气体和粉尘吸入到风管里面，经过风机排出。这种综合的通风方式表现出了良好的效果，在进行爆破工作0.5h之内，就能够把洞内的烟气全部排出，让工作环境变好，压入式的风机还能够源源不断地向洞内注入新鲜的空气保证工作人员的需要。

2.4 通风情况的分析

在小型隧道里面，由于距离非常长，并且是在一头挖。那么在挖到有700m的时候，就很难通风了。而且烟气也不好散出去。爆破了隧道以后，炮烟能够传播25m左右。一旦爆破，那么就有一些炮烟又回到了隧道里面，这些烟气对隧道里面几十米的空间造成了污染。要及时采取合理的措施，比如通风、喷洒水等，不要让炮烟进一步扩散。此举還能够减少通风的量和通风的时间，避免给整个隧道造成污染。

3 通风设备的选择

首先要选择合适的通风管。风管的直径和通风的量，还有风速有直接关系。如果风速和通风量不变，那么风管里面的压力随着直径增大而损失减少。尤其是在小隧道里面，直径不能够太大，还受到断面的影响。所以，经过综合考虑以后，我们选择了直径是400～450mm的风筒，材质是铁的，长度是6m。另外还有一个PVC管风筒。在两个管子接头的地方用沥青的麻布封紧了。我们充分利用了洞里面的空间，把风筒挂在了隧洞的顶上，不影响作业。

其次是风机的工作风压的确定。风机工作的时候，总的风压就是在风管里面的风需要的压力，这也是风机的工作风压。那么这个工作的风压要比管路上面的风压损失大，否则不能够正常工作。所以，开挖隧道的时候，随着工作的深入，隧洞的距离越来越长，就会需要风机。这时候，也可以根据总体的需要选择几台风机串联起来，增加通风的量。通常情况下会选择11kW的风机，间隔200m再进行串联。现在我们国家在隧洞开采通风的时候，主要有旋轴流和轴流通风机两种。旋轴流的通风机型号有DK80和DK56，轴流风机的型号有K55-9，都是功能比较好的。

4 通风机的布置

隧洞进行施工的时候，通风机的布置非常重要，一般情况下选择的是长压短抽和前压后抽的方式工作面和压风管口处的直线距离是30m，而抽风的管口到工作面上面的距离是40m，这样有利于风机的工作。风机工作的时候用的是轴流风机，两个串联起来一起工作。我们把抽风机放在了隧洞里面，那么风管在选择的时候比较灵活，可以选择柔性的风管，也可以选择刚性的风管。在隧洞进行爆破的时候，有大量的烟产生了很多热效应。这时候柴油产生的废烟就会在隧洞里面悬浮着，要把压风管放在洞壁上面，抽风管放在洞顶上，充分吸收烟气。

施工刚开始时选择压入式通风。在施工期，支洞还有交叉口里面的部分开始挖的时候，选择的是压入式的通风方式。我们根据具体的情况，在支洞口的地方放置了一台DK85的旋轴流通风机，这个通风机的直径达到了50～60mm。主洞和支洞交叉的地方又布置了一个风机。这样能够源源不断地把空气鼓入到洞里面，也能够把隧洞里面的烟气排出去。在施工的后期，选择的是混合式的通风方式。把洞里面的通风机移入到了主洞和支洞的交叉口，这样增加了空气的输入量。

5 结语

在小断面的隧洞进行输送风的时候，混合式的通风方式非常常见，能够起到立竿见影的效果。在运输方式上面，选择了有轨运输，减少了废气的产生量。在具体施工的时候，也会产生爆破的烟尘，这里面有很多有毒有害的气体，对人体健康不利。混合式的通风能够把这些气体及时排出到洞外，保证新鲜空气的供给。风机的布置也非常重要，既要节能，又要保证排烟工作高效完成。根据工程的进度，要合理调整风机的位置。

参考文献

[1]TB10204—2002，J163—2002，铁路隧道施工规范[S].中国铁道出版社，2002.