長隧道掘進(jìn)通風(fēng)及防塵技術(shù)

謝軍峰

（山西運城路橋有限責(zé)任公司，山西 運城 044000）

長隧道掘進(jìn)通風(fēng)及防塵技術(shù)

謝軍峰

（山西運城路橋有限責(zé)任公司，山西 運城 044000）

隧道施工，尤其特長大隧道施工，搞好通風(fēng)防塵是改善洞內(nèi)施工環(huán)境，提高工作效率的一個重要措施，是采用無軌運輸方式，更要全力搞好。通風(fēng)防塵主要解決兩方面問題，一是有毒氣體，主要來源于爆破炮煙和內(nèi)燃機(jī)械廢氣；二是粉塵，主要來源于洞內(nèi)開挖爆破和機(jī)械作業(yè)揚起的灰塵等。

隧道通風(fēng)；防塵

1 項目概括

該隧道為特長隧道，采用左右分離，左洞長度2 184 m，右洞長度2 148 m，合計單洞長度4 332 m，折合雙洞長度2 166 m。采用單向坡，左線+0.65%，右線+0.6%。

2 通風(fēng)方案

2.1 通風(fēng)方式選擇

2.1.1 通風(fēng)布置

以通風(fēng)降塵凈毒為主，狠抓機(jī)械凈化，實施水幕降塵，減少污染。通風(fēng)采用管道壓入式通風(fēng)方式供風(fēng)，風(fēng)機(jī)距洞口20 m安設(shè)，風(fēng)管口距工作面60 m左右。為減少通風(fēng)管路對其他工序作業(yè)的影響，主洞通風(fēng)管設(shè)置在左洞左側(cè)和右洞右側(cè)，輔助工作面的通風(fēng)管設(shè)置在前進(jìn)方向的左側(cè)。

2.1.2 洞口設(shè)施

在洞口處設(shè)置1臺軟質(zhì)風(fēng)管通風(fēng)，掘進(jìn)1000m后，洞口300m采用加強(qiáng)型風(fēng)管。

2.1.3 洞內(nèi)設(shè)施

為加快隧道內(nèi)排煙速度，節(jié)約時間，在洞內(nèi)根據(jù)施工情況安設(shè)風(fēng)機(jī)，以吸出的方式進(jìn)行輔助通風(fēng)。

2.2 通風(fēng)設(shè)計

2.2.1 設(shè)計依據(jù)

為了保證施工過程中隧道的工作人員獲得3 m3/min的新鮮空氣，維持隧道內(nèi)的適宜溫度（15～20℃），并能在爆破后最長排煙時間不大于1 h，出碴時洞內(nèi)通風(fēng)良好。

2.2.2 計算依據(jù)

（1）隧道單頭掘進(jìn)最大通風(fēng)距離2 184 m。

（2）距離較長時通風(fēng)計算斷面約91 m2。

（3）最多施工人數(shù)按80人計算。

（4）施工內(nèi)燃機(jī)械：2臺裝載機(jī)，3臺自卸汽車(洞內(nèi))共計769 kW（2×155+3×153）計算。

（5）每循環(huán)開挖方量319 m3，需炸藥351 kg。

2.2.3 通風(fēng)計算

（1）影響因素。隧道施工的通風(fēng)計算因施工方法、隧道斷面、爆破器材、炸藥種類、施工設(shè)備不同而變化。按以下幾個方面計算并取其中最大值再考慮漏風(fēng)因素進(jìn)行調(diào)整，并加入備用系數(shù)，作為選擇風(fēng)機(jī)的依據(jù)。

（2）按同時爆破炸藥量計算稀釋和排除炮煙所需風(fēng)量：式中：A：同時爆破炸藥量，kg；

S：通風(fēng)計算斷面積，m2；

L：最大通風(fēng)距離，m。

代入已知量計算：

Q1=7.8×[A（S·L）2]1/3/t=7.8×[351×（91×2184）2]1/3/60=3123m3/min

式中：L散：爆破后炮煙的擴(kuò)散長度，m；

非電起爆：L散=15+A（m）；其余符合意義同前。

代入已知量計算：

Q2=18×S×（A×L散/S）1/2/t=18×91×（351×366/91）1/2/60=1 025 m3/min

式中：Q混壓：壓入風(fēng)量；

Q混吸：吸出風(fēng)量；

L入口：壓入風(fēng)口至工作面的距離，一般取25 m計算。

代入已知量計算：

Q混壓=7.8×(A×S2×L2入口/t)1/3=7.8×(351×912×252/60)1/3=2 431 m3/min

Q混吸=1.3Q混壓=1.3×2 431=3 160 m3/min

式中：k：風(fēng)量備用系數(shù)（取 1.2）；

m：洞內(nèi)同時工作最多人數(shù)；

q：洞內(nèi)每人每分鐘所需的新鮮空氣量。

代入已知量計算：

Q3=k×m×q=1.2×80×3=288 m3/min

式中：V：洞內(nèi)允許最小風(fēng)速（取0.15 m/s）；

S：通風(fēng)計算斷面積，m2。

代入已知量計算：

表1 1臺通風(fēng)機(jī)的額定相關(guān)技術(shù)參數(shù)

Q4=60×V×S=60×0.15×105=945 m3/min

式中：K：洞內(nèi)同時作業(yè)的內(nèi)燃機(jī)每千瓦需風(fēng)量，m3/kW；

Ni：洞內(nèi)同時作業(yè)的內(nèi)燃機(jī)總功率。

代入已知量計算：

Q5=K×ΣNi=3×769=2 307 m3/min

以上4方面計算得到的最大風(fēng)量作為設(shè)計通風(fēng)量。由計算得到的同時爆破炸藥量計算稀釋和排除炮煙所需風(fēng)量為控制風(fēng)量。

式中：Q：（1）～（5）計算結(jié)果的最大值；

p：漏風(fēng)系數(shù)，本隧道為長大隧道，采用PVC塑料軟管，管徑為1.5 m，漏風(fēng)系數(shù)按1.3考慮。

代入已知量計算：

Q供1=p×Qmax=p×Q混壓=1.3×2 431=3 160 m3/min;

Q供2=p×Qmax=p×Q混吸=1.3×3 160=4 108 m3/min。

2.2.4 通風(fēng)設(shè)備選型

根據(jù)以上計算結(jié)果，該隧道采用混合式通風(fēng)時，最大混壓風(fēng)量為3 160 m3/min，最大混吸風(fēng)量為4 108 m3/min，選用2SZ型隧道對旋式軸流風(fēng)機(jī)。需風(fēng)最大時選用2臺2SZ-2-125 A（2×115 kW）風(fēng)機(jī)作為壓入式、1臺2SZ-2-110 B（2×37 kW）風(fēng)機(jī)作為壓入式（每一洞內(nèi)）。

2.2.5 通風(fēng)方案實施

根據(jù)隧道施工情況及以上計算，結(jié)合施工經(jīng)驗，分3階段進(jìn)行通風(fēng)：

（1）當(dāng)掘進(jìn)小于1 000 m時，在左、右洞洞口各配1臺軸流式風(fēng)機(jī)進(jìn)行壓入式通風(fēng)，通風(fēng)管用Φ1 500 WSFG通風(fēng)軟管。

（2）隧道掘進(jìn)超過1 000 m后，在1 000 m處再安裝1臺2×37 kW風(fēng)機(jī)作吸出式通風(fēng)。

（3）隧道掘進(jìn)超過1 500 m后，再串聯(lián)1臺2×115 kW風(fēng)機(jī)作壓入式通風(fēng)。

3 防塵

水幕降塵就是在距掌子面約30 m處設(shè)水幕降塵器，點炮人員撤離時打開閥門，炮后30 min關(guān)閉。水幕降塵器工作原理是：水幕降塵器打開后，高壓水在高壓風(fēng)的作用下噴出，其霧化程度高、射程遠(yuǎn)，水霧將隧道斷面封閉，充分降塵。

Long Tunneling Operation Well Ventilated and Dust proof Technology

Xie Junfeng

The tunnel construction，the special skill big tunnel construction，does well ventilates dust proof is especially improves in the hole to construct the environment，raises the working efficiency an important measure，especially selects the flexible transport method,must do well with all one’s strength.Ventilates dust proof mainly solves two aspect problems，one kind is the noxious gas，important source in demolition artillery smoke and internal combustion mechanical waste gas；Another kind is the dust，the important source excavates the dust which in the hole the demolition and the mechanical work raise and soon.

tunnel ventilation；dust proof

U 453.5

A

1000-8136(2011)08-0073-02