瓦斯隧道施工通風技術運用與分析

■王一晗 ■中鐵二十四局集團有限公司，上海 200071

1 工程概況

隧道按單洞分離式設計，左右線相距26-50m。隧道長度為:左線6123米;右線6115米，隧道凈寬10．25m，凈高5．0m。隧道出口共2540米主要穿越炭質泥巖層，表現為瓦斯涌出。解決好施工通風確保排放瓦斯通風效果能夠防止瓦斯隧道施工過程中發生瓦斯爆炸或煤與瓦斯突出事故。

2 通風方案選擇

2．1 通風方式選擇

隧道通風方式一般分為巷道式和管道式兩種，其中巷道式通風需設置坑道，不利于工程成本，所以本隧道優選管道式通風方式。而管道式按送風方式不同可分為壓入式、抽出式和混合式三種。壓入式通風是將通風機安設在洞口附近，通過通風管將新鮮風壓送到開挖工作面，并將污風沿隧道排除洞外。其優點是通風機位置固定，風筒有效射程長，缺點是排煙速度慢，通風耗能多。抽出式通風是將通風機安設在開挖工作面污染源附近，通過通風管將開挖工作面污風排除洞外，優點是排煙效率高，缺點是通風機位置隨隧道掘進不斷前移，施工不便。混合式通風需設兩套風機和風筒，一般只在長隧道、對通風要求高等情況下使用［1］。

隧道單口掘進長度3065m，根據施工進度分階段采取壓入式和混合式通風方案。

第一區段:單口掘進長度≤1000m時采用壓入式通風。如圖1所示，正洞設置通風機，配風管組成壓入式通風系統。

圖1 第一區段通風方案(撼進長度≤1000m

第二區段:單口掘進長度＞1000m時采用混合式通風。如圖2所示，正洞和開挖工作面均設置風機，配兩套風管組成混合式通風系統。

圖2 第二區段通風方案(撼進長度＞1000m)

2.2 隧道施工期間所需風量計算

管道通風所需風量根據隧道內同時工作最多人數、爆破作業瓦斯涌出量、最小風速等分別進行計算，并取其最大值作為設計風量［2］(公式詳見各種文獻)。計算得第一區段工作面所需風量為2327m3/min，第二區段工作面所需風量為1008m3/min，如表1。

表1 區段所需風量表

區段 第一區段第二區段按爆破作業瓦斯涌出量計算需風量(m3/min) 2327 437按最低風速0．15m/s計算需風量(m3/min) 990 990工作面最大所需風量(m3/min) 2327 1008

2．3 通風機供風量確定

風機供風量=管道漏風系數×工作面最大所需風量。風機供風量第一區段為 1．30×2327=3025m3/min，第二區段為 1．20 ×1008=1210m3/min。

2．4 風壓計算

第一區段選擇φ1．5m風管，第二區段選擇φ1．8m風管(公式詳見各種文獻)，風壓計算結果如表2。

表2 風壓計算結果表

2．5 通風設備配置

選用兩臺SFD-1-NO．12．5型單速葉片可調式通風機。第一區段將兩臺通風機布置在洞口，配φ1．5m風管組成壓入式通風系統;第二區段將兩臺通風機分別布置在洞口和開挖面附近，調節風機轉速使洞內風機抽風能力大于洞口風機20～30%，配φ1．8m風管組成混合式通風系統。通風機參數見表3。

表3 通風機參數表

2．6 后期維護

隧道采用不間斷24h通風，通風機的啟動、變速、停止由監控中心調試指揮，由專職的通風機司機按規程要求操作。盡量減少通風機停機次數，發揮連續運轉性能。日常和定期相結合地檢修維護通風設施，定期測試洞內風速、風量、氣溫、氣壓、瓦斯濃度等并作出詳細記錄。通風機房附近20m范圍內不得有火源，通風機前后不得停放閑置機具和堆積雜物。通風機設置兩路電源并裝設風電閉鎖裝置，必須安裝專用電表，安裝過載限壓等保護裝置，經常檢查通風機支架、風管承重索。

3 總結

隧道施工現場實測隧道通風狀況良好，通過遙控自動化瓦斯監測系統對隧道瓦斯濃度進行監測，開挖面爆破后瓦斯濃度最高值達到0．45%，爆破后，隧道通風系統以最大風速通風排污，通風1h后到下次鉆孔或爆破前，持續通風下隧道瓦斯濃度平穩維持在0．05%以下，鉆孔后由于巖體面瓦斯溢出，瓦斯濃度達到0．1%，小于隧道正常施工瓦斯濃度最大限值0．3%，人工輔助監測記錄隧道瓦斯濃度未達到0．5%，且隧道內最低風速大于1m/s［3］，整個隧道施工過程，通風技術滿足安全生產要求，未發生瓦斯事故，可為今后類似瓦斯隧道工程的修建提供參考。

［1］王虎盛．瓦窯嶺瓦斯隧道施工通風技術［J］．北方交通，2011，(1):50-51．

［2］TB10120-2002，鐵路瓦斯隧道施工技術規范［S］．

［3］TB10304-2009，鐵路隧道工程施工安全技術規程［S］．