公路隧道施工通風(fēng)問(wèn)題探討

◎ 劉仁斌 熊旭 贛州市公路管理局上猶分局

公路隧道施工通風(fēng)問(wèn)題探討

◎ 劉仁斌 熊旭 贛州市公路管理局上猶分局

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)的城市化建設(shè)和工業(yè)化建設(shè)進(jìn)程不斷加快，這極大地促進(jìn)了我國(guó)公路建設(shè)事業(yè)的發(fā)展。隨著不斷增長(zhǎng)的通車(chē)?yán)锍?，特別是在一些山區(qū)建設(shè)高速公路，就會(huì)出現(xiàn)很多的公路隧道，這也在一定程度上有效的提高了隧道施工技術(shù)。但是隨著不算增加的隧道長(zhǎng)度，目前在隧道安全施工方面最關(guān)鍵的因素就是通風(fēng)，因此需要加快對(duì)這一問(wèn)題的快速解決，有效的提高隧道施工的安全性。

公路隧道施工 通風(fēng)問(wèn)題 重要性 施工環(huán)境

1.公路隧道施工中通風(fēng)的重要性

在隧道施工的過(guò)程中，通風(fēng)是十分必要的，是施工計(jì)劃順利完成的基礎(chǔ)與前提，而且還能夠確保施工人員的健康與安全，有效的提升施工速度。在前幾年，我國(guó)的隧道施工工程大多是長(zhǎng)度比較短、進(jìn)度低，雖然在布置通風(fēng)措施方面具有一些難度，但是總體來(lái)說(shuō)對(duì)整個(gè)工程造成的不良影響比較小。但是隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，隧道施工工程的長(zhǎng)度與越來(lái)越長(zhǎng)，這樣通風(fēng)的難度就得到進(jìn)一步的加大，如果沒(méi)有妥善的處理好隧道施工的通風(fēng)工作，則會(huì)直接影響工程的進(jìn)程以及施工方案[1]。而且在施工機(jī)械方面，越來(lái)越廣泛的應(yīng)用大功率的機(jī)械，也逐漸增加了對(duì)無(wú)軌運(yùn)輸?shù)倪\(yùn)用，因此在通風(fēng)量確定方面也存在著一定的難度，所以需要對(duì)公路隧道施工中的通風(fēng)問(wèn)題進(jìn)行重新的考慮。

在風(fēng)管內(nèi)，其長(zhǎng)度與靜壓、摩擦系數(shù)與直接之間的關(guān)系是十分重要和明顯的，其中需要注意的是，雖然在漏風(fēng)率不斷增大的同時(shí)，其靜壓是逐漸減小的，但同時(shí)也需要與管端風(fēng)量之間相互聯(lián)系。對(duì)于風(fēng)管末端的風(fēng)量來(lái)說(shuō)，是一個(gè)固定值，是實(shí)際的風(fēng)量，漏風(fēng)率與起始段風(fēng)量之間是呈正比的，這樣就會(huì)對(duì)風(fēng)機(jī)供風(fēng)量的要求比較高，但是在實(shí)際的施工過(guò)程中是難以達(dá)到的，這主要是由于這種類(lèi)型的風(fēng)機(jī)機(jī)械是難以在公路隧道這施工的，受到了空間的限制。

在開(kāi)挖隧道工作面的時(shí)候，工程后期的作業(yè)點(diǎn)是隨著實(shí)際開(kāi)挖的進(jìn)程實(shí)時(shí)移動(dòng)的。為了確保作業(yè)點(diǎn)和工作面處于新鮮的空氣環(huán)境中，這樣就需要不斷地增加風(fēng)管長(zhǎng)度，但是這樣一來(lái)，就需要不斷增加動(dòng)力消耗，在隧道貫通的時(shí)候，對(duì)動(dòng)力消耗以及風(fēng)管的長(zhǎng)度都已經(jīng)達(dá)到了最大值，這也可以看作是施工通風(fēng)中的一大特征。在實(shí)際的施工過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，一般在施工的初期通風(fēng)問(wèn)題都不太嚴(yán)重，施工單位也沒(méi)有過(guò)多的重視這一問(wèn)題，在施工中后期階段就會(huì)出現(xiàn)通風(fēng)不良問(wèn)題，但是在這一時(shí)期進(jìn)行改善就會(huì)涉及到很多的方面，對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃產(chǎn)生重要影響。這也是降低隧道施工通風(fēng)效果的主要原因之一。因此，為了做好隧道施工的通風(fēng)工作，在施工初期就應(yīng)該全面的考慮，以免在后期對(duì)施工人員、施工機(jī)械、施工進(jìn)度、施工方法等方面造成影響。

2.公路隧道施工的環(huán)境標(biāo)準(zhǔn)

2.1 更換和沖淡隧道內(nèi)的有害氣體

作為一種窒息性的氣體，CO在隧道內(nèi)的潮濕環(huán)境中相較于NO2和SO2來(lái)說(shuō)，較為穩(wěn)定，這樣一來(lái)就會(huì)具有較高的濃度，而且持續(xù)的時(shí)間也會(huì)比較長(zhǎng)，這就會(huì)造成很大的危害，一般在公路隧道中CO的安全濃度是≤20mg/m3。如果施工人員在挖開(kāi)隧道檢查洞內(nèi)CO的濃度時(shí)，其濃度為100mg/m3，則需要在半小時(shí)之內(nèi)將其濃度降低至安全濃度范圍內(nèi)。NH3、NO2、SO2都屬于刺激性氣體，其中NH3的安全濃度是≤30mg/m3，NO2的安全濃度是≤5mg/m3、SO2的安全濃度是≤15mg/m3。CO2的含量應(yīng)該<0.5%。

2.2 確保隧道內(nèi)新鮮空氣的供給

隧道內(nèi)的空氣一定要保持實(shí)時(shí)的流通，確保其空氣新鮮，按照隧道的體積來(lái)計(jì)算，洞內(nèi)氧氣的含量最少要保證在20%。

2.3 降低隧道內(nèi)粉塵濃度

對(duì)于隧道污染來(lái)說(shuō)，最重要的就是粉塵污染，游離在空氣中的SiO2會(huì)對(duì)人體造成極大的危害，如果施工人員長(zhǎng)期在這種環(huán)境下施工，則很容易換硅肺病。粉塵含量的安全標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定是，如果洞內(nèi)游離的SiO2達(dá)到了10%以上，則應(yīng)<2mg/m3；如果水泥粉塵中游離的SiO2在10%以下，則應(yīng)該<6mg/m3。

圖1

圖2

2.4 降低隧道內(nèi)溫度

為了營(yíng)造出更加舒適的施工環(huán)境，一般隧道內(nèi)的溫度要低于25℃。在隧道內(nèi)對(duì)風(fēng)速的具體要求為：開(kāi)挖全斷面時(shí)≥0.15m/s，開(kāi)挖部分坑道時(shí)≥0.25m/s；隧道內(nèi)對(duì)風(fēng)量的具體要求為：在施工的過(guò)程中，每位施工人員供給的新鮮空氣量應(yīng)該≥3m3/min，在內(nèi)燃機(jī)械施工過(guò)程中供應(yīng)的風(fēng)速應(yīng)該≥3m3（min·kW）。（如圖1）

3.處理公路隧道施工中通風(fēng)問(wèn)題的有效措施

3.1 注重通風(fēng)方式的合理性

對(duì)于通風(fēng)方式的選擇來(lái)看，其依據(jù)主要是污染源特性，在成洞地段要盡可能的避免造成二次污染，一定不能對(duì)施工造成限制。在選擇的時(shí)候需要注意以下七個(gè)方面的問(wèn)題：一是由于影響自然通風(fēng)的因素比較多，通風(fēng)效果具有不易控制性和不穩(wěn)定性，因此除了在一些長(zhǎng)度比較短的隧道施工中應(yīng)用之外，都不適宜使用；二是對(duì)于壓入式的通風(fēng)方式來(lái)看，能夠直接向工作面輸送新鮮的空氣，在工作面施工中值得推廣，但是其缺點(diǎn)是會(huì)導(dǎo)致整個(gè)坑道中都流入污濁的空氣，所以在應(yīng)用的時(shí)候最好是使用大管徑、大功率的機(jī)械；三是對(duì)于吸入式通風(fēng)方式來(lái)看，其風(fēng)流的方向是與壓入式相反的，但是由于其排煙的速度過(guò)于緩慢，在工作面范圍內(nèi)就很容易出現(xiàn)炮煙停滯區(qū)，因此不建議在施工工程中單獨(dú)使用；四是混合式的通風(fēng)方式，匯集了吸入式和壓入式的所有優(yōu)勢(shì)，但是由于對(duì)風(fēng)機(jī)、管路等設(shè)施的應(yīng)用比較多，是適合應(yīng)用較小的管徑，如果風(fēng)機(jī)的管徑和功率都比較大的時(shí)候，其經(jīng)濟(jì)性就會(huì)比較差；五是加大對(duì)平行導(dǎo)坑的利用，這一方式主要是應(yīng)用在施工長(zhǎng)度比較大的隧道工程中，通風(fēng)的效果主要是由其管理水平來(lái)決定的，如果施工的斷面比較大，但是也沒(méi)有平行導(dǎo)坑，則可以使用風(fēng)墻式的通風(fēng)方式；六是在選擇通風(fēng)方式的同時(shí)，也需要注重對(duì)風(fēng)管依據(jù)通風(fēng)機(jī)等設(shè)備的選擇，對(duì)處理好風(fēng)管的連接處，最大限度的減小漏風(fēng)率；七是加強(qiáng)隧道施工中的通風(fēng)管理，定期檢查和維修設(shè)備，并注重對(duì)施工環(huán)境的檢測(cè)，增強(qiáng)通風(fēng)效果的合理性和經(jīng)濟(jì)行（如圖2）。

3.2 進(jìn)一步改進(jìn)通風(fēng)機(jī)械

在隧道施工的過(guò)程中，往往會(huì)由于空氣減少、粉塵和有害氣體增多，導(dǎo)致洞內(nèi)的空氣較為渾濁。隨著隧道深度的不斷增加，洞內(nèi)的空氣濕度與溫度也隨之增加，這會(huì)對(duì)施工人員的身體健康安全造成嚴(yán)重的影響。因此需要對(duì)通風(fēng)機(jī)械進(jìn)一步的改進(jìn)，有效的將洞內(nèi)的渾濁空氣排出、沖淡和稀釋?zhuān)_保空氣環(huán)境的新鮮程度，保障施工的正常安全進(jìn)行。

[1]吳志華,林國(guó)輝,陳艷瓊.特長(zhǎng)公路隧道施工通風(fēng)技術(shù)方案設(shè)計(jì)[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2016,01:81-85.

[2]李自強(qiáng),謝文強(qiáng),王明年等.虹梯關(guān)特長(zhǎng)公路隧道施工通風(fēng)節(jié)能技術(shù)[J].鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào),2016,04:760-766.

[3]鄧祥輝,劉釗,劉釗春.兩河口長(zhǎng)隧道獨(dú)頭掘進(jìn)壓入式施工通風(fēng)三維數(shù)值模擬[J].土木建筑與環(huán)境工程,2014,02:35-41.

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