高瓦斯長大隧道大直徑風筒安裝施工技術

羅 世 剛，李 信

(中國水利水電第七工程局有限公司 第一分局，四川 彭山 620860)

1 概 述

在隧道施工過程中，常因風筒安裝不順直、轉彎處褶皺過大、風筒過臺車等導致隧道內通風質量差。筆者在文中介紹的成都軌道交通18號線工程龍泉山隧道大直徑風筒安裝采用標準化安裝施工技術，有效地減小了因風筒安裝不規范導致的風阻、風損過大問題，在實踐中取得了良好的效果，不僅改善了洞內施工作業環境，而且節約了隧道通風成本。

龍泉山隧道全長9.7 km，為油氣田高瓦斯隧道，雙洞單線。隧道共設置1號和2號兩座斜井，均為主、副井設置。為保證洞內瓦斯濃度不超過安全規范標準，要求洞內的最小風速不小于0.5 m/s。為滿足長距離送風要求、減小局部及沿程通風風損、提高通風效果，隧道設計采用直徑為2 m的大直徑風筒送風。

2 風筒技術規格

龍泉山隧道通風采用抗阻燃、抗靜電風筒，風筒直徑為2 m。風筒所有的接縫、接頭均采用全封閉式熱合焊接，焊接區域寬4 mm。風筒懸掛掛鉤基布熱合焊接在風筒布上，采用雙排掛鉤設置，直風筒掛鉤間距為75 cm，轉彎風筒根據轉彎半徑的不同掛鉤間距適當加密(最小間距為30 cm)，以保證風筒掛點之間不出現過大的懸垂度。為保證風筒與風筒連接方便，在風筒兩端均設置有拉鏈，拉鏈采用高強度PVC材質制作。本工程采用大直徑風筒，風筒直徑與軸流風機出風口口徑不匹配，為保證其過渡良好，減小風損，需采用變徑風筒，變徑率一般不宜大于1∶5。

3 風筒安裝方法

3.1 直風筒安裝方法

直風筒安裝的主要步驟如下：吊鉤定位→吊鉤安裝→鋼繩安裝→風筒掛裝。

(1)吊鉤定位。

為了保證風筒安裝順直，風筒吊鉤的安裝需準確定位并保證吊鉤在同一直線上，吊鉤間距為10 m，首先由測量放線定位并在巖面上標識清楚吊鉤安裝點位及吊鉤外露長度。

(2)吊鉤的安裝。

吊鉤采用直徑為16 mm的鋼筋加工制作而成，一端彎曲為環狀，另一端錨固在巖面上。

打孔：根據測量標記的點位，采用手持式電鉆打孔，孔徑為18 mm，鉆孔深度不小于15 cm，鉆孔方向垂直向上。

定長：由于巖面不平整，在安裝吊鉤前，需根據標識確定吊鉤的外露長度，吊鉤外露長度以風筒通風時風筒頂部距巖面間隙不小于10 cm為準。對于超長部分提前割除。

錨固：首先在孔內灌入錨固劑，然后將吊鉤插入孔內、完成吊鉤的安裝。

(3)鋼繩的安裝。

在已安裝的吊鉤之間穿掛直徑為4 mm的鋼絲繩，并用緊線器將鋼繩繃直、繃緊，繃緊后采用繩卡卡緊鋼絲繩。由于風筒自重的作用，為避免風筒吊掛后下垂，在吊鉤之間每隔2 m在巖面打設膨脹螺栓，采用防銹鐵絲提拉鋼絲繩，以保證風筒掛設后鋼絲繩不下垂。

(4)風筒的安裝。

風筒焊接有吊掛基布，通過活動三角掛鉤，在左、右側采用人工同時提拉進行風筒布的掛設，每懸掛3～5個掛鉤用力向前拉直一次，使風筒保持平、順、直，避免通風時風筒出現褶皺而影響通風效果。連接風筒時，風筒向前必須懸空運行，嚴禁在巷道地面上撕拉亂扯，避免造成風筒損傷。

3.2 轉彎風筒的安裝方法

龍泉山隧道為長大隧道，風筒在隧道斜井與正洞轉彎處易產生褶皺，局部風阻會急劇增大、增加能耗并影響通風效果。

根據離心力公式可知：風筒轉彎半徑越小，風筒所受的側壓力越大，風筒內的風速越大，風筒所受側壓力越大。一般情況下，風筒彎曲半徑不宜小于風筒直徑的3倍。

在安裝過程中，常常由于轉彎處風筒安裝不規范而導致風筒出現褶皺，影響其通風效果。在轉彎處，風筒安裝宜采取以下措施：

(1)采用帶鋼圈風筒。風筒轉彎處，風筒宜根據現場情況進行工廠化定制，對風筒材質進行加厚處理且風筒通過鋼圈加強，鋼圈間距根據轉彎半徑的大小決定，最小為30 cm，以提高風筒的強度。

(2)加密吊點。對風筒的吊點進行加密，以保證在通風過程中不致因側向力過大造成吊點基布脫落而影響通風效果。

(3)加密吊鉤。在風筒內、外側增設吊鉤，吊鉤間距不大于1 m，使懸掛的鋼絲繩在轉彎處順接。通過增設吊鉤，能有效地束縛風筒，不致使風筒在轉彎處出現褶皺。

(4)規范安裝。吊鉤的安裝位置、預留長度、轉彎半徑均需與風筒半徑匹配，對局部可采用防銹鐵絲對鋼繩進行提拉糾正，保證安裝規范。

3.3 風筒的延接要求

施工過程中，隨著隧道開挖的推進，為保證出風口與掌子面的距離，風筒也應相應的接長。根據規范要求，風筒出風口距離掌子面的距離不超過5 m，但在實際開挖過程中，由于鉆爆臺架阻擋而難以實現。在實際施工中，風筒出風口距離掌子面的距離可根據現場檢測得出。當出風口遠離掌子面要求的距離時需要延接風筒，單次延接長度一般為10 m，從而保證出風口距離掌子面不致太遠而影響通風效果。

針對成洞段，為避免接頭較多、風阻過大，在二襯施工完成后，可將二襯后面的風筒更換為長度為50 m或100 m一節的風筒，從而減小局部風阻，提高通風效果。

3.4 風筒穿作業臺車的安裝

隧道施工時，風筒需穿二襯臺車、鋼筋臺車、防水板臺車。風筒穿作業臺車時，需保證風筒的完好性。

在進行作業臺車設計時，需預留風筒的通行空間，針對隧道凈空斷面狹窄的情況，預留空間的高、寬尺寸不得低于風筒直徑的90%，從而保證風筒不致被過分擠壓而影響通風效果。

在鋼模臺車行走時，需提前將鋼模臺車上的尖銳突出物打磨平整，在入口處安裝環形滾筒，中部安裝環形滾筒式支架，以減小風筒與臺車構件的摩擦，保證風筒穿臺車順滑。

4 風筒的維護與管理

隧道施工過程中，風筒的損壞在所難免，針對不同的損壞方式要采取適當的修補方式，從而在保證通風的同時節約維護成本。

(1)基布脫落：需采用熱合焊接的方式進行修補。破口較小(長度小于1 m)時，可采用修補帶修補，修補帶的直徑比風筒直徑小5 cm，保證修補帶與風筒密貼；當破口較大(長度大于1 m)時，一般需更換新風筒。

(2)風筒拉鏈斷開：及時通知作業面工人停止施工并更換風筒。對拉鏈損壞的風筒更換新拉鏈，更換新拉鏈使用補鞋機。

(3)風筒掉落：及時通知風機管理員減小送風量，盡快將掉落的管路用牽線吊起，按照要求固定牢靠，完成后，恢復正常送風。

5 結 語

隧道通風是保證施工安全的關鍵因素。通過大直徑風筒在龍泉山高瓦斯長大隧道工程的成功應用，總結了風筒安裝的規范操作流程、施工重難點及注意事項，有效地減小了通風風阻，節約了風機運行成本，保證了洞內施工供風要求。