試論隧道施工中的通風(fēng)方法與改進(jìn)措施

陳 超

(貴州路橋集團(tuán)有限公司)

1 引言

在隧道施工開挖建設(shè)時，爆破產(chǎn)生的炮煙和粉塵，開挖隧道從地層中釋放的有害氣體，裝渣及各種使用燃料的機(jī)械與汽車運(yùn)輸中排出的廢氣都嚴(yán)重污染了施工環(huán)境，為了稀釋和排出巖體涌出的有害氣體，降低粉塵濃度，保持良好的空氣條件，減輕對施工人員的健康損害，必須采取合理的通風(fēng)方法，向工作面送入新鮮風(fēng)流，稀釋和排出污濁空氣，從而保證工程建設(shè)的正常進(jìn)行，按工期高質(zhì)量的完成隧道工程建設(shè)任務(wù)。

2 工程概況

(1)工程概況

松河隧道為分離式特長隧道，隧道線間距進(jìn)口約為22 m，中間段為40 m，出口約為23 m，左幅隧道起訖樁號為ZK53+830～ZK58+590，長4 760 m，最大埋深 566 m;有福隧道起訖樁號為YK53+833～YK58+555，長4 722 m，最大埋深571 m。隧道位于貴州西部盤縣雨格鄉(xiāng)與松河鄉(xiāng)交界位置。公路等級為高速公路，設(shè)計行車速度80 km/h。

(2)自然條件概況

擬建的遂道地處貴州西部高原，位于盤縣坪鄉(xiāng)雨格和松河鄉(xiāng)境內(nèi)，穿越中山區(qū)，最高海拔高程約為2 380.6 m，穿越的山脈呈北西或北東向展布，與構(gòu)造線基本一致。進(jìn)口段位于盤縣坪地鄉(xiāng)云上村六組南面后陡崖一帶，自然坡度70°～80°，隧道進(jìn)口及ZK54+450～ZK54+650段位于沖溝內(nèi)，下部為沖擊洪積區(qū)，覆蓋層較厚，地形平緩，地貌主要為溶蝕、侵蝕型低中山地貌，植被不發(fā)育，多為耕地，有鄉(xiāng)村公路通過，交通方便。

場區(qū)的地表覆蓋較厚，下伏基巖為灰?guī)r、白云質(zhì)灰?guī)r，氣候溫和，冬無嚴(yán)寒，夏無酷暑，雨量充沛，冬干夏濕，5～10月為雨季，6～8月為豐水季節(jié)，12月至次年3月為枯季，場區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，為濕潤區(qū)，年平均氣溫15℃。

3 事故調(diào)查

因本段本工程采用爆破法開挖，將產(chǎn)生大量炮煙粉塵;出碴采用的是無軌出碴，運(yùn)輸物渣的汽車及裝載機(jī)等機(jī)械設(shè)備將產(chǎn)生大量有害氣體，且隧洞比較長。主洞中的絕大部分煙塵和廢氣只能通過支洞排出。隨著隧洞的加深，通風(fēng)排煙將十分困難。因此，我們必須采取有力的通風(fēng)防塵措施，以保障洞內(nèi)空氣清新，創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，保證洞內(nèi)施工人員的身體健康，提高勞動效率，加快施工速度。

4 原因分析

(1)未嚴(yán)格執(zhí)行法制、安全、實用、可靠、求實、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保、滿意的設(shè)計指導(dǎo)思想八項原則，因為通風(fēng)方案的設(shè)計與決策涉及很多方面的因素，而且是難以量化的宏觀因素，所以要嚴(yán)格執(zhí)行并付諸實踐有一定的困難。

(2)沒有重視交通流變化對應(yīng)通行能力的變化，不同車速時的通行能力是不同的，應(yīng)按照相應(yīng)車速能通過的交通量計算需風(fēng)量。從而與通風(fēng)方案相結(jié)合。

(3)沒有與監(jiān)控系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合在一起，以上實例中的隧道較長，通風(fēng)工程的投資比較高，因此隧道內(nèi)大多設(shè)有比較完善的交通監(jiān)控系統(tǒng)，可以充分發(fā)揮交通監(jiān)控系統(tǒng)的監(jiān)控功能保證隧道內(nèi)的車流連續(xù)、從而減小對隧道內(nèi)環(huán)境的污染。

(4)忽略了結(jié)構(gòu)可靠性與通風(fēng)可靠性要求之間的差異。

5 隧道施工中的通風(fēng)方法

5.1 自然通風(fēng)

在自然狀態(tài)下空氣受氣壓和溫度及風(fēng)力的影響，使得空氣獲得能量，沿著隧道方向流動的現(xiàn)象稱為自然通風(fēng)。而借助于自然因素產(chǎn)生的使空氣流動的能量 ，稱為自然風(fēng)壓。自然通風(fēng)受到隧道周圍的自然環(huán)境及隧道的施工方式限制比較大，因此比較適合隧道工程量較短的施工建設(shè)中。

5.2 機(jī)械通風(fēng)

5.2.1 管道式通風(fēng)

(1)壓入式通風(fēng)

工作原理主要是將風(fēng)機(jī)和啟動裝置安裝在距離隧道口幾十米以外有新鮮空氣的地方，然后風(fēng)機(jī)再將新鮮的風(fēng)經(jīng)風(fēng)管壓送至工作面，將渾濁的氣體沿隧道排出。

(2)抽出式通風(fēng)

其工作原理主要是風(fēng)機(jī)和啟動裝置安置在距隧道口幾十米以外的下風(fēng)向，新鮮風(fēng)流沿隧道流入，渾濁受污染的風(fēng)經(jīng)風(fēng)管由風(fēng)機(jī)抽出。

(3)混合式通風(fēng)

混合式通風(fēng)是壓入式和抽出式通風(fēng)的結(jié)合具備了二者的優(yōu)點兼有二者的優(yōu)點。

5.3 機(jī)械通風(fēng)方式的利與弊

(1)壓入式的通風(fēng)方式采用的是柔性風(fēng)管優(yōu)點是成本比較低，缺點是渾濁受污染的風(fēng)流經(jīng)整條隧道后排出洞外。適用于無軌運(yùn)輸隧道施工的通風(fēng)。

(2)抽出式的通風(fēng)方式是將工作面受污染的空氣直接經(jīng)風(fēng)管抽出洞外，既保證了整條隧道的空氣清潔又保護(hù)了工作人員的身體健康，比較適用于有軌運(yùn)輸施工的隧道。但是，此方法的缺點是剛性風(fēng)管的采用成本就比較高，并且有時還需要配備防爆風(fēng)機(jī)。

(3)混合式通風(fēng)方式是壓入式與抽出式的結(jié)合，因此綜合了壓入式和抽出式通風(fēng)方式的優(yōu)點和缺點。

6 改進(jìn)措施

6.1 調(diào)直風(fēng)管

隧道施工中要經(jīng)常檢查通風(fēng)設(shè)備對于漏風(fēng)處要及時更換和修補(bǔ)，在施工隧道內(nèi)要平整道路，使得隧道內(nèi)的行車通暢，以便減少汽車尾氣的排放。

6.2 推廣新型通風(fēng)技術(shù)

可以通過推廣新型的通風(fēng)技術(shù)，并結(jié)合隧道施工的具體環(huán)境，進(jìn)行進(jìn)一步的升級與優(yōu)化，與此同時，不斷研發(fā)新型的通風(fēng)設(shè)備，完善風(fēng)機(jī)的型號與規(guī)格，提高風(fēng)機(jī)的風(fēng)量及風(fēng)壓，降低噪音，使之更加適應(yīng)長距離的隧道開挖工程。另外通風(fēng)系統(tǒng)還可以與現(xiàn)代電子計算機(jī)和自動化控制技術(shù)相結(jié)合，對通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行全方位的監(jiān)控與調(diào)整。

6.3 控制隧道的施工環(huán)境

可以采取綜合措施達(dá)到除塵、降溫、降噪聲的效果，比如可以加強(qiáng)對施工環(huán)境的治理，從而減少風(fēng)機(jī)的負(fù)擔(dān)，在通風(fēng)過程中可以采用消聲器和除塵器，使得隧道的施工環(huán)境能夠符合國家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，使得施工人員更加安全有效的完成施工任務(wù)。

6.4 轉(zhuǎn)變施工模式

長距離隧道施工中一般采用無軌運(yùn)輸?shù)男问剑虼嗽谒淼纼?nèi)會產(chǎn)生大量的廢氣。所以可以改進(jìn)汽車的內(nèi)燃設(shè)備，或者研究新型低污染由動力牽引的有軌運(yùn)輸模式。比如，運(yùn)用電動機(jī)牽引設(shè)備來運(yùn)輸，這樣消耗的就是干凈清潔的電能既可以避免內(nèi)燃設(shè)備造成的廢氣污染，又可以降低風(fēng)能耗。

6.5 注重環(huán)保降低能耗

各種隧道通風(fēng)方法的運(yùn)用必然會加大隧道施工的總能耗和總費用，因此要采取措施降低能耗，節(jié)約能源，降低用電量，合理的調(diào)節(jié)風(fēng)機(jī)的送風(fēng)量，緩解施工過程中的電能供應(yīng)緊張的狀況。

7 結(jié)語

以上提出的通風(fēng)方式及通風(fēng)過程中的改進(jìn)措施不僅能為施工人員創(chuàng)造良好的施工環(huán)境，更加有利于洞內(nèi)作業(yè)人員的身體健康，提高工人的作業(yè)效率，從而縮短了工期，提升了企業(yè)施工的經(jīng)濟(jì)效益。

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