地下通風技術研究

陳 鑫　武德銘　王金良

河南豫能電力工程有限責任公司

地下通風技術研究

陳 鑫武德銘王金良

河南豫能電力工程有限責任公司

隨著我國經濟建設事業的迅速發展和科技的不斷進步，包括城市地鐵和礦井巷道等建設工程越來越多。而隨之而來的地下通風問題已逐漸擺在廣大地下工程建設者面前。首先簡要介紹地下通風系統的組成，并以沈陽地鐵松山站和錢家營礦井巷道通風工程為例，說明地下通風技術研究的重要性。以期對同行業者能夠起到借鑒的作用。

地下通風系統；地鐵；礦井；通風技術

地鐵通風空調系統地鐵車站及區間隧道是狹長的地下建筑，除各車站出入口、送排風口與外界相通外，基本上與外界隔絕。由于列車運行及大量乘客的集散，地鐵環境具有如下特點列車運行過程中產生大量的熱被帶入車站；列車設備的運行產生的噪聲不易消除，對乘客造成很大影響；地鐵列車運行時產生活塞效應，若不能合理利用，易干擾車站的氣流組織，影響車站的負荷；地層具有蓄熱作用，隨著運營時間的增加，地鐵系統內部的溫度會逐年升高；當發生火災事故時，將導致環境惡化，不易救援。

1　地下通風系統簡介

地鐵通風系統一般分為開式系統、閉式系統和屏蔽門式系統。根據使用場所不同、標準不同又分為車站通風空調系統、區間隧道通風系統和車站設備管理用房通風空調系統。開式系統是應用機械或活塞效應的方法使地鐵內部與外界交換空氣，利用外界空氣冷卻車站和隧道。這系統多用于當地最熱月的月平均溫度低于25℃且運量較少的地鐵系統。

（1）活塞通風當列車的正面與隧道斷面面積之比（稱為阻塞比）大于0.4隧道中速度，形成負壓，由此產生空氣流動。利用這種原理通風，稱之為活塞效應通風。活塞風量的大小與列車在隧道內的阻塞比、列車行駛速度、列車行系氣流經隧道的阻力等因素有關。利用活塞風來冷卻隧道需要與外界有效交換空氣，因此對于全部應用活塞風來冷卻隧道的系統來說，應計算活塞風井的間距及風趕時井斷面尺寸，使有效換氣量達到設計要求。

（2）機械通風當活塞式通風不能滿足地鐵除余熱的要求時，要設置機械通風系統。根據地鐵系統的實際情況可在車站與區間隧道分別設置獨立的通風系統。車站通風一般為橫向排風系統；區間隧道一般為縱向的送排風系統。這些系統應同時具備送排功能。區間隧道較長時，宜在區間隧道中部設中間風井。

（3）閉式系統使地鐵內部基本上與外界大氣隔斷，僅供給滿足乘客所需的新鮮空氣量。車站一般采用空調系統，而區間隧道的冷卻是借助于列車運行的“活塞效應”攜帶一部分車站冷風來實現。這種系統多用于當地最熱月的月平均溫度高于25℃、且運量較大、高峰時間內每小時的列車運行對數和每列車車輛數的乘積大于180的地鐵系統。

（4）屏蔽門系統在車站的站臺與行車隧道間安裝屏蔽門，將其分隔開，車站安裝空調系統，隧道用通風系統（機械通風或活塞通風，或兩者兼用）。若通風系統不能將區間隧道的溫度控制在允許值以內時，應采用空調或其他有效的降溫方法。車站成為單一的建筑物，它不受區間隧道行車時活塞風的影響。車站的空調冷負荷只需計算車站本身設備、乘客、廣告、照明等發熱體的散熱，及區間隧道與車站間通過屏蔽門的傳熱和屏蔽門開啟時的對流換熱。

2　地下通風系統的應用實例

某城市地鐵二號線工程松山路站主體結構為二層三跨島式站臺車站，車站結構總長150m，有效站臺長118m。車站標準段總寬度為20m，有效站臺寬度12m。因該地區施工條件開闊，該站采取明挖法施工。由于黃河北大街上的松山路站地處沈城交通繁華地區，行經車流量很大。施工期間，將對位于車站西處的黃河北大街上的機動車道加寬，還將對其附近的交通進行臨時改流。施工雖然會占用部分機動車道，但不會對車輛正常通行造成影響。屆時，途經松山路站附近的黃河北大街機動車道預計將由目前的雙向8車道臨時改為雙向6車道。工程地質的概況是沈陽位于遼東山地與遼河平原的交接地帶。沈陽城區北東～東南與天柱山、輝山坡麓相連，西北～西南與遼河沖積平原相接。地勢東、北高，西、南低，其高程一般在40～60m之間。渾河自東部山區流向西部平原的出口處，將大量的碎屑物沉積下來，在宏觀上形成東窄西寬、東高西低如同扇面狀的渾河沖洪積扇。地貌成因類型屬河流侵蝕堆積地貌。微觀形態為低漫灘、高漫灘、渾河新扇、渾河老扇。根據鉆探資料，按成因可分為人工填土層、沖淤積土層、殘積土層?；鶐r為白堊系上統碎屑沉積巖。

錢家營礦業分公司位于河北省唐山市豐南區錢家營鎮，地理坐標為北緯39°33′東經118°28′。位于華北平原，屬于平原地區，地勢平坦，沒有高山及丘陵。井田范圍內有北陽莊、林子里、小屯、錢家營等村莊，井田西南有工人家屬居住區，距工業廣場約3km。礦區內有鐵路與京山線古冶車站和林西礦業有限公司接軌，鐵路交通方便有公路干線通過井田，公路交通十分方便，屬京、津、唐三角區，距北京、天津均為100km。根據開灤礦務局地震辦公室1991年5月31日提供的《錢家營礦區地震基本烈度評定報告》，錢家營礦區地震基本烈度為七度。井田內有沙河、老牛河?；P地層為中奧陶統馬家溝組石灰巖。煤系地層總厚度約為500m。含煤十幾層，煤層總厚達19.79m，含煤系數3.96%，地層特征與開平煤田其它井田基本相同，現由老至新，從煤系的基盤～奧陶系中統描述如下：奧陶系中統馬家溝組（O2）：本組為巖性單調、質純的碳酸鹽相沉積。以厚層狀，灰褐～淡玖瑰色豹皮狀灰巖為主，夾白云巖和薄層狀白云質灰巖。后者多賦存在本組地層的上部。

通風技術措施要求：

（1）開拓巷道內風筒吊掛要平直，做到環環必吊，風筒無破口，無死彎，風筒接口要嚴，不得接反茬，風筒距迎頭不大于10m，當遇煤或有瓦斯時，風筒口距迎頭不大于5m。迎頭100m以內可以使用直徑600mm的膠質風筒。爆破后對損壞的風筒要及時更換與修補。

（2）開拓工作面必須堅持使用隔爆性能良好的電器設備，并實行電器設備個人包機制、掛牌制。凡進入工作面的電器設備，必須用風電閉鎖保護，否則不得使用。

（3）施工工作面的局扇必須24h連續運轉，并指定專人負責（或兼職司機），并且掛牌管理。局扇需停電檢修時，必須開停電票，任何人不得隨意停局扇。

（4）因故停風巷道施工人員不準入內，并在入口處打好柵欄，寫清“里邊無風，禁止入內”字樣。

（5）施工工作面范圍內的通風設施前后5m內無雜物、無積水和無淤泥，不準破壞通風設施和敞風門。

（6）主風機停電，備用風機開啟時不允許施工。主、備風機同時掉電時，復電后應人工開啟主風機。

3　結論

本文簡要介紹了地下工程通風系統的技術措施并以沈陽地鐵松山站和錢家營礦井巷道通風工程為例說明地下通風的重要性。地鐵車站埋深較淺，通風系統與各出入口通道和車站主體結構的連接處應設變形縫以保證人員安全和通風順暢；礦井通風則要求更為嚴格風筒吊掛要平直，無破口，無死彎，接口要嚴以保證人員安全并排除瓦斯等有害氣體氣體。因此地下通風技術必須加以深入研究，以保證人們生命的安全，減低施工風險。地下通風技術亦應從機械階段發展到計算機智能階段，以期更好的保證地下建筑工程施工和生產運營安全。

［1］ 陳康能.地鐵的發展及其盾構施工環境巖土工程問題［J ］.山西建筑.2010， 36（10）:322-323.

［2］ 劉建航.上海地鐵施工與鄰近建筑施工的環境保護技術（上）［J］.上海建設科技，1999，（2）:11-14