长大隧道通风施工论文

长大隧道通风施工论文（通用10篇）

长大隧道通风施工论文 篇1

0引言

长大隧道穿越地层跨度大, 地质情况复杂多变, 施工难度大。隧道开挖爆破作业将产生大量有害气体;洞内出碴运距较大, 机械数量多, 作业时间长, 将排出大量的尾气。这些有害气体很难自然排出洞外, 必须采用机械通风稀释或挤排出洞外, 隧道通风要求高。为保证洞内作业人员的生命安全, 施工通风工作不容忽视。

1工程概况

尤溪隧道全长12 974 m, 属于长大隧道, 分进出口两个标段施工, 其中进口标段承担施工任务6 186 m。隧道采用爆破法开挖, 隧道进口单口施工长度达2 900 m, 通风排烟难度较大。

秀村斜井长1 800 m, 与正洞交于DK374+700, 相交处平面交角45°。斜井工作面负责正洞DK372+464~DK375+856段共3 392 m施工任务, 其中:往进口方向2 236 m, 出口方向1 156 m[1]。

2施工通风

2.1通风量计算

1) 正洞施工所需总风量。

a.施工人员所需风量:

其中, UP为洞内每人所需新鲜空气量, 一般按3 m3/ (min·人) -1计算;m为洞内同时工作的最多人数 (二衬班20人, 初支班20人, 开挖班30人, 出碴班6人, 装载机司机2人) ;k为通风备用系数, 取1.1~1.5。

b.爆破散烟所需风量。

隧道采用纵向压入式通风。

计算风量:

其中, A为同时爆破的炸药量, 按Ⅱ级围岩爆破计算A=120×3×0.8=288 kg;S为坑道断面面积, 取Ⅱ级围岩开挖断面面积116.76 m2;t为通风时间, 取30 min;L为爆破后炮烟的扩散长度, 取60 m[2]。

c.按内燃机作业废气稀释的需要计算 (见表1) 。

其中, n为洞内使用内燃机作业的总功率;A为内燃机每千瓦所需的风量, 一般为2.8 m3/ (min·k W) 。

d.按洞内允许最小风速计算 (见表2) 。

其中, v为洞内允许最小风速, 取0.15 m/s;S为坑道断面面积, 取Ⅱ级围岩开挖断面面积116.76 m2。

综上所述, 得正洞工作期间洞内所需总风量:

2) 斜井施工所需总风量。

a.施工人员所需风量:

其中, UP为洞内每人所需新鲜空气量, 一般按3 m3/ (min·人) -1计算;m为洞内同时工作的最多人数 (开挖班20人, 初支班20人, 出碴班5人, 装载机司机2人) ;k为通风备用系数, 取1.1~1.5。

b.爆破散烟所需风量。

本隧道采用压入式通风。

计算风量:

其中, A为同时爆破的炸药量, 按Ⅱ级围岩爆破计算A=120×3×0.8=288 kg;S为坑道断面面积, 取Ⅱ级围岩开挖断面面积33.41 m2;t为通风时间30 min;L为爆破后炮烟的扩散长度, 取60 m。

c.按内燃机作业废气稀释的需要计算 (见表3) 。

其中, n为洞内使用内燃机作业的总功率;A为内燃机每千瓦所需的风量, 一般取3 m3/ (min·k W) 。

d.按洞内允许最小风速计算 (见表4) 。

其中, v为洞内允许最小风速, 取0.15 m/s;S为坑道断面面积, 取Ⅱ级围岩开挖断面面积33.41 m2。

3) 通风机的工作风量计算。

DT64-125型轴流风机提供的最大风量为3 300 m3/min, 最大风压为5 920 MPa。斜井最长通风管3 944 m, 正洞最长通风管2 794 m。则通风机提供到最远掌子面的风量为:

其中, P为100 m风管漏风量, 取1%;L为通风管的长度;Vm为通风机提供的最大风量。

斜井:V= (1+0.01×1 800/100) ×3 300=3 894 m3/min<4 481 m3/min。

斜井正洞:V= (1+0.01×4 036/100) ×3 300=4 632 m3/min<6 268 m3/min。

进口正洞:V= (1+0.01×2 794/100) ×3 300=4 222 m3/min<6 268 m3/min。

斜井施工期间, 考虑洞口有自然通风, 故配置1台空压机。

斜井与正洞贯通后, 增加1台空压机, 两台同步供风。

2×4 632 m3/min>6 268 m3/min, 满足施工要求。

进口正洞施工, 进洞1 000 m内, 配置1台空压机。超过1 000 m, 增加1台空压机, 两台同步供风。

2×4 222 m3/min>6 268 m3/min, 满足施工要求。

2.2通风设计

1) 正洞进口施工通风方案。

进口采用纵向压入式独头通风, 进口正洞施工, 进洞1 000 m内, 配置1台空压机。超过1 000 m, 增加1台空压机, 两台同步供风。风管采用150 cm PVC软质通风管, 在洞门外不小于20 m处沿隧道一侧高架。同时加强通风管理, 防漏降阻, 控制百米漏风率在1%以内, 以满足施工生产的环境需要 (如图1所示) 。

2) 斜井施工通风方案。

斜井施工采用压入式通风, 在洞口设置1台2DT64-125型轴流通风机。斜井与正洞贯通, 正洞施工期间, 增加1台风机实行两台风机同步供风, 在斜井相交处分叉, 实行双向供风。通过150的PVC软风管送风。

风机安装位置在洞口20 m以外, 避免洞内压出的污气反循环进入风机形成二次污染。风机出口设置变径硬管与风管连接, 风机与风管接口处法兰间加密封垫, 刚性风管与柔性风管结合处绑扎三道, 以减小局部漏风和阻力 (见图2) 。

3) 洞内通风设施布置。

通风管道采用150 cm PVC软质通风管悬挂线路左侧拱腰位置, 采用吊挂安装, 避开其他管线。斜井内风管布置于洞顶部位。

2.3风管安装要求[3,4]

1) 通风管吊挂要平直、拉紧吊稳, 避免出现褶皱增加阻力;

2) 当外径不同的风管连接时, 应以大小头过渡, 过渡长度以3 m~5 m为准;

3) 通风管末端距工作面不超过15 m;

4) 施工衬砌中必须拆卸通风管时, 必须保证风管不得被人为损坏。

2.4通风管理措施[3,4]

1) 加强环保意识, 重视通风工作, 向煤矿学习, 成立专业的通风队伍, 负责通风机、通风管安装, 维护, 以及通风方式变换, 并承担通风效果的责任。2) 通风监测是搞好通风除尘的重要工作, 通风技术人员负责日常的有害气体浓度监测, 根据浓度调整风量, 合理供风, 省电节能。3) 当风管供风到1 000 m时, 应进行一次漏风率测定, 判断风管维护水平, 推断4 000 m时的总漏风率。4) 炮眼应采用水炮泥封堵, 既可减少残眼, 又可使污染在源头得到治理。5) 控制运碴车的柴油烟排放浓度, 也是取得通风效果的重要措施。6) 斜井的断面小, 风管挂好以后要用8号铁线架网, 以免风管下垂被出碴车挂坏。

3结语

尤溪隧道目前已经顺利贯通, 在采用该通风方案施工近3年来, 未因通风不畅, 发生缺氧、中毒事故;洞内作业人员没有患职业病迹象。施工实践证明该通风方案安全、可靠、可行, 可以采用和推广。

参考文献

[1]新建铁路向莆线三江镇至莆田 (福州) 段施工图设计文件[Z].

[2]李小青.隧道施工技术[M].北京:中国建筑工业出版社, 2010.

[3]TB 10204—2002, J 163—2002, 铁路隧道施工规范[S].

[4]TB_TZ214—2005, 客运专线铁路隧道工程施工技术指南[S].

[5]张兴伟, 陶干强.长大铁路隧道施工通风技术探讨[J].山西建筑, 2014, 40 (9) :173-175.

长大隧道通风施工论文 篇2

中铁隧道集团一处

周正华

随着我国经济建设的发展和西部大开发力度的进一步加大，各项相关的基础设施建设与此同时得到了迅猛发展；而在各项基础设施建设中，作为公路建设和铁路建设很重要的一部分的隧道施工作业中，长大隧道的通风问题作为施工作业中很重要的一部分，通风效果的好坏直接会影响到整个隧道施工的空气质量，进而影响到各个作业面施工人员的人体健康，而通风方案的选择是影响通风效果好环的直接决定因素，在对具体通风方案的选择上，技术上存在的问题是长期以来需要攻克的的重点和难点，在长期的现场工作中经过对实际运用中的各种方案的比较和技术上的论证，我认为采用以下方案可以使通风效果达到最好，现将我的论证依据归纳如下：

一、存在的问题

从目前来看，现在大多数山岭隧道施工主要是采用新奥法进行施工，其主要特点是根据隧道围岩的变化，及时调整隧道施工工艺的一种动态施工管理方法，它主要是通过加强隧道开挖支护，使围岩稳定几乎不再变化后，才进行砼衬砌施工（除在Ⅰ、Ⅱ类围岩施工中，衬砌砼是要作为受力载体而进行砼施工外），根据这种施工工艺方法，在长大隧道施工中若没有一个好的隧道通风方案，必将存在着极大的施工质量隐患和安全隐患，处理不好的话很容易造成安全质量事故，同时还会加大动力机械设备的耗油量，造成内燃机机械燃烧不充分，产生大量有毒的一氧化碳气体，加大机械设备的磨损，降低机械设备的使用寿命。

这是因为若没有解决好长大隧道通风问题，必然导致在隧道施工中隧道中的空气浑浊，尤其是隧道开挖掌子面空气浑浊，光线不够明亮，造成隧道开挖施工中开挖工人和工程技术人员无法准确掌握隧道掌子面围岩的变化情况；一方面使我们的工程技术人员无法根据隧道围岩变化而及时调整隧道开挖支护工艺，而导致隧道塌方质量事故；另外一方面使我们的开挖工人在开挖施工中无法看清隧道顶部围岩的松动情况，而导致隧道顶部岩石下落伤人的安全事故。

同时由于隧道中的空气浑浊，使我们的隧道监测人员无法对已开挖支护成型的隧道进行准确的量测，进而使我们无法掌握隧道已开挖成型部分的围岩变化情况----甚至隧道可能已出现细微的裂缝，我们却没有掌握隧道业已变化的实际情况，造成没有对出现裂缝段的隧道进行加强支护，导致隧道坍塌和人员伤亡的安全质量事故。

另外如果隧道中的通风不够良好，空气浑浊；将会导致我们在隧道施工当中不得不进行长时间的通风，从而浪费大量的电力能源，使工程施工成本进一步加大；以单个隧道施工为例：起动一台110KW通风机，每小时耗电量为110KW，以一台通风机每天比最佳通风方案至少多工作8时计算，一台通风机每天电力要多消耗880KW，按每度电0.5元计算,则每天要增加440元,每月消耗则至少增加13200.00元,则一年消耗要多增加16万元左右,尤其在当今全国性电力普遍缺乏的情况下，电力供应紧张与工程施工之间的需求矛盾进一步加大，又制约了工程施工进度,同时由于隧道通风效果不够理想,造成工程施工的人员工作效率降低,机械设备的磨损加大,机械设备的利用率降低,进一步加大工程施工成本。

二、长大隧道通风问题的解决办法

根据流体力学原理以及热力学原理和我们的实践经验相结合来谈谈我对长大隧道的通风方案观点以供大家参考： 根据隧道施工的实际情况，我们可将隧道通风的过程看成是一个绝热的过程，空气在隧道中的流动是一种稳定流动----也就是说流道（隧道）中任何位臵上流体速度及其它状态参数都不随时间而变化，且流入与流出系统的质量是相等的；其方程式可表示为：

ΣEī=U1+p1V1+m1c12/2+m1gz1+Q，ΣEē=U2+p2V2+m2C22/2+m2gz2+Wsh

其中p1V1、p2V2----流体流入、流出系统的流动功，M1c12/

2、m2C22/2-----流体流入、流出系统的动能，M1gz1、m2gz2-------流体流入、流出系统的位能，Wsh------传出系统的轴功；

在隧道通风中我们可近似的将流体看成一个绝热的过程，所以m1gz1、m2gz2看成相等；根据热力学第一定律----系统中能量即不能增加也不能减少，只能以各种形式的能量进行转移和转换，故得出以下结论：U1+p1V1+m1c12/2+m1gz1+Q= U2+p2V2+m2C22/2+m2gz2+Wsh 22也就是p1V1+m1c1/2= p2V2+m2C2/2，V=CS, 其中 C为流体的速度,S为流体通过的隧C道撑子面c图1横截面积；根据动量守恒定律,我们可以近似的将隧道撑子面看成为一个等压、等温绝热的过程----即P1=P2，22故PC1S1+m1c1/2= p C2S2+m2C2/2 ；且C1、C2方向相反，如图1所示：

根据以上所诉，下面就长大隧道的通风问题谈谈我的看法：

1、单线长大隧道通风方案

根据单线长大隧道的施工特点，为了不影响其他工序的施工达到最佳通风效果，我们将采用两台或两台以上的对旋式轴流风机进行通风；具体布局如下：1）在隧道洞口安装一台对旋式轴流风机直接对隧道撑子面进行压入新鲜空气，同时在模板衬砌台车前（靠近撑子面端）安装一台对旋式轴流风机将隧道撑子面的放炮后的有毒空气以及喷浆时产生的有毒空气吸出隧道作业面；这样可以避免许多隧道施工在模板衬砌台车段很难排出有毒气体的缺陷，达到加快隧道内空气流动，使隧道中的有毒气体迅速排出隧道的目的。详情见下图2

形成涡流模板为衬砌台车处 图 2 在以往的单线长大隧道通风效果不好的主要原因是隧道模板衬砌台车处的通风问题不好解决，这是因为在模板衬砌台车段，模板衬砌台车就类似一块档板，大大减小了风量通过隧道的有效面积，如上图所示：根据动量守恒定律：M1C1=M2C2+M3C3；以及热力学原理，隧道内的有毒气体在模板衬砌台车处（靠隧道撑子面一端）很易形成涡流，进而造成有毒气体，排不出去，为了解决这一难题，我们在衬砌台车前约10M处，安装一台对旋式轴流通风机，将模板衬砌台车处有毒气体反吸出隧道，整条隧道的主要通风方式如下图3所示：

新鲜空气轴流通风机隧道开挖面有害气体轴流通风机图3

2、双线长大隧道通风方案

依据隧道设计和施工的实际情况，例如隧道何处设有紧急停车带，何处设有紧急通车道等，结合现有的实践经验，我们对隧道通风方案做了如下布局：

两台射流 通风机123隧道1两台轴流通风机横 冲 道11横 冲 道223隧道2隧道开挖撑子面双线长大隧道通风方案如上图4所示，在隧道1洞口处安装两台射流通风机将洞外新鲜空气压入隧道中，若隧道开挖时，将两台对旋式轴流通风机安装在靠近开挖掌子面最近的一个横冲通之间的所有横冲通

1、横冲通

2、……横冲通n均进行封闭处理，不让空气相互流动，这样整条隧道通风就近似为下图5所示：

引风机两台射流 通风机隧道1两台轴流通风机图4隧道开挖撑子 模板隧道2衬砌台车处面

图5 若隧道过长，则在两台射流通风机及两台对旋式轴流通风机间安装一台引风机，以增加通风效果，具体的空气流动可分解为隧道撑子面一段，另外可分解为横冲通一段，隧道撑子面一段在前文已有叙述，此处就不在重复，而隧道横冲道一段空气流动具体方式如下图6：

隧道1隧道2开挖撑子面

图6

根据动量守恒定律：m1v1+m2v2=m3v3，m3v3+m4v4=m5v5

而依据能量守恒定律：1/2m1v12+1/2m2v22=1/2m3v32，1/2m3v32+1/2m4v42=1/2m5v52 即m1v12+m2v22=m3v32，m3v32+m4v42=m5v52 所以此种通风方式的最终结果为两条隧道开挖撑子面到离撑子面最近一条横冲道段的空气都得到净化，其中一条隧道如上所述的隧道1，其空气一直保持新鲜干净，而另外一条隧道如上所述的隧道2，其空气一直较差，在长大隧道施工中，引风机的位臵应当常移动（往撑子面前移动），为了加大空气的流动，提高空气的质量，我们可以在隧道2衬砌台车，靠撑子面一端前约为10m处（类似单线长大隧道施工一样）安装一台对旋式轴流通风机，加大空气流动，将有毒气体迅速排出隧道2。

通过对以上方案各方面分析认证以及现场投入使用的效果来看，采用以上方案可以大大提高隧道中空气的清洁度和隧道的通风效果，达到将长大隧道中有毒气体和混浊空气迅速排出洞外的目的，是目前长大隧道施工作业中的一种最佳通风方案。

参考文献：

1、机械工业出版社出版的《气压传动及控制》

2、机械工业出版社出版的《机械工程师手册》

联系地址：浙江省慈溪市掌起镇长溪村中铁隧道集团一处二公司

长大隧道通风施工论文 篇3

关键词：隧道进出口 长大管棚 施工工艺长大管棚施工技术在隧道洞口施工中的应用

中图分类号：U455.49 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2012）09（c）-0120-01

双丰隧道位于黑龙江省东宁县，穿越剥蚀丘陵区。隧道进口位于东宁县绥阳镇太岭工区四队范围内，线路跨东沟后进入隧道，出口位于绥阳镇双丰附近，隧道钱长7237m，为双线隧道；隧道内最大埋深约140m。隧道出口离301国道很近，交通便利用；隧道中部及斜井附近的农田区有土路自双丰村南侧盘延而至，亦可通至隧道进口，路况较差。隧区早期构造运动强烈，断裂构造发育，接触带岩体完整性差，受水流的剥蚀、搬运作用形成沟谷、河流、组成了现代地表水系。受地质构造活动影响，隧道区内沟壑纵横。设计文件中对双丰隧道的岩石分级如下：入口段和出口段均为Ⅴ级围岩，洞身段为Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩，整体隧道岩性较坏。该隧道Ⅴ级、Ⅳ级围岩共长3364m，占隧道全长46%。该隧道进出口覆盖层最薄段仅有2m左右，洞口段地质为粉质粘土、细圆砾土、花岗闪长岩强风化层，含水、遇水后易软化，发生流失，工程地质差，容易发生坍塌冒顶。根据该隧道进出口围岩类别较差的特点，设计采用了40m长大管棚的洞口段超前支护方案。

1 长管棚工作原理

长大管棚支护是在隧道开挖外轮廓周边上，间隔一定的距离，沿洞轴方向以一定的外插角钻孔、安设钢管，然后进行管内注浆固结软弱围岩的一种预支护措施。通过注浆，钢管与围岩紧密固结，使隧道拱顶预先形成加固的保护环，加固的保护环可以承受拱部的地面荷载和岩层重量，在岩体开挖后架设拱型钢架支撑，支撑拱架相互连接，形成一个牢固的棚状支护结构。由于钢管和围岩形成了一个固结的整体，拱部形变变小，传递给支护钢架的上部荷载大大减小，从而保证了初期支护的安全。

2 管棚的施工工艺流程

套拱制作及导向管安装→安装钻机→钻孔→安装钢管→注浆

3 管棚设计参数

（1）钢管规格：热扎无缝钢管φ108mm，壁厚6mm，节长6m、3m。（2）管距：环向间距3根/m。（3）倾角：仰角1～3°。（4）钢管施工误差：径向不大于20cm。（5）两根相邻管棚的接缝应在垂直面上错开一定距离，全部管棚的接缝位置应交错布置。

4 注浆参数

（1）注浆浆液采用1：1的单液水泥浆，水泥为R42.5普通硅酸盐水泥。（2）注浆压力：0.5～3MPa。（3）扩散半径：不小于0.2m。

5 管棚施工方法

5.1 套拱制作及导向管安装

套拱为长管棚的导向墙，内设两榀工字钢支撑。导向管按设计角度牢固的固定在两榀钢架上，钻孔前先喷射混凝土封闭掌子面，以免注浆时浆液漏出。导向管是控制成孔方向的主要手段，导向管采用φ140mm无缝钢管，壁厚5mm，导向管长度为2m。导向管用经纬仪和水准尺测定方向后精确牢固的焊接在型钢拱架上，使之成为一体。

5.2 安装钻机

用钢管和枕木搭建钻机平台，平台应一次性搭好，钻孔由两台钻机由高孔位向低孔位对称进行。要求钻机平台搭建牢固，以利于安装固定钻机，防止钻机不均匀下沉、摆动、倾斜而影响钻孔质量，钻机距工作面不小于2m。安设钻机时要精确核定钻机位置，确保钻机钻杆轴线与导向管轴线相吻合。

5.3 钻孔

钻头直径采用φ127mm，开孔时，应轻压慢速钻进，待成孔一米后可根据现场地质情况逐渐调整钻速及风压，钻进过程中经常用测斜仪测定其位置，并根据钻机钻进的现象及时判断成孔质量，并及时处理钻进过程中出现的问题，钻进时产生坍孔现象，需进行注浆后再钻。成孔后用地质岩芯钻杆配合钻头进行来回扫孔，用高压气从孔底向孔口清理钻碴，确保孔径、孔深符合设计要求。

5.4 安装钢管

钢管在安装前应在管身四周钻φ10mm注浆孔，管头切割后焊成圆锥形，便于入孔。利用钻机的冲击力和推力低速顶进钢管，每完一孔便顶进一根钢管。

5.5 注浆

注浆前先检查注浆管路和机械设备，确认正常后做压浆实验，以确定浆液配比及注浆压力等注浆参数。浆液配比选择要考虑岩石裂隙情况及浆液扩散半径，现场通过试验确定。浆液配制时要注意加料顺序和速度，防止浆液结块。注浆时应由下至上的顺序施工，注浆过程中随时检查孔口、邻孔及覆盖层薄弱地段有无串浆现象，如发生串浆，应立即停注浆或采用间歇式注浆封堵串浆口，也可采用麻纱、木楔、快硬水泥或锚固剂封堵，直至不再串浆时再继续注浆。当注浆压力达到3MPa，并持压5min以上时，可停止注浆并及时封堵注浆口。对注浆加固区进行钻孔取芯，观察注浆充填情况，若没有达到设计要求时，应进行补注或重注。

6 管棚施工的质量控制

（1）钻孔前，精确测定孔的平面位置、倾角、外插角。（2）钻孔仰角的确定应视钻孔深度及钻杆强度而定，一般控制在1～3°，钻机最大下沉量及左右偏移量为钢管长度的1%左右，并控制在20～30cm。（3）严格控制钻孔平面位置，管棚不得侵入隧道开挖线内，相邻钢管不得相撞和立交。（4）经常量测孔的斜度，发现误差超限及时纠正，至终孔仍超限者应封孔，原位重钻。（5）掌握好开钻与正常钻进的压力和速度，防止断杆。（6）在遇到松散的堆积层和破碎地质时，在钻进中可以考虑增加套管护壁，确保钻机顺利钻进和钢管顺利顶进。

7 结语

长大公路隧道施工通风技术研究 篇4

某隧道设计为分离式隧道。全长11 377 m,为超长隧道。本标段施工隧道进口端其长度为5 730 m。1号通风斜井,斜长1 129 m,施工中可兼作施工辅助导坑。

2 隧道通风长度和通风要求

2.1 通风长度

1)根据工期计划,隧道正洞左右线通风长度3 230 m。2)由1号斜井向正洞四个掘进断面通风,根据工期计划,左右线向出口方向通风长度为1 700 m,向进口方向通风长度为800 m,斜井本身通风长度为1 129 m。

2.2 通风要求

按国家卫生标准规定,隧道施工期间,洞内空气质量:

1)给隧道内作业人员提供足够的新鲜空气,空气中氧气含量按体积计不得低于20%;2)洞内人均每分钟必须供给不得少于3 m3、内燃机每千瓦不得少于4.5 m3的新鲜空气,洞内不得小于0.25 m/s的风速等。结合本项目计划通风长度和通风要求,进行通风方案设计计算。

3 通风方案

3.1 隧道进口正洞压入式通风

1)第一种工况(见图1)。

左右洞独头式通风,通风距离按不大于1 500 m计算。

a.按允许最低平均风速计算。

取开挖平均断面积85 m2,允许最低平均风速0.25 m/s。工作面要求新鲜风量:

b.按洞内最多工作人数计算。

c.按排除炮烟计算。

取循环进尺3.5 m,单位炸药用量1.0 kg/m3,一次爆破炸药用量G=3.5×85×1.0=297.5 kg。

取爆破后通风时间30 min。

炮烟抛掷长度l0=15+G/5=74.5 m。

则工作面要求风量Q3按下式计算:

Q3=(5Gb-Al0)/t=(5×297.5×40-85×74.5)/30=1 772 m3/min。

d.按稀释内燃废气计算。

设自卸车在洞内行驶速度15 km/h,循环装碴时间4 min/车,运碴车功率216 k W,装碴机功率150 k W。当洞内运输距离为1 500 m时,洞内运行运碴车4辆,装载机1辆。柴油机利用率系数k=0.55。各种内燃机设备的总功率为:

稀释内燃废气所需供风量:

综合上述a.~d.风量计算得知,Q3排除炮烟所需风量最大,取其作为隧道需风量的标准,考虑漏风损失,则要求通风机供风量为:

其中,p为漏风系数,p=1/(1-β)L/100=1/(1-0.015)1 500/100=1/(1-0.015)15=1.254。

e.管道通风阻力和通风机全压。

摩擦风阻。取通风管摩阻系数α=0.001 8 kg/m3,风阻系数计算式:

其中,L为每台通风机送风长度,m;D为通风管直径,m。

通风管道通风阻力损失。

其中,Q为通风机设计风量,m3/s;p为管道漏风系数。

H全长=RfQ需Q供=2.31×1 772×2 222.1÷3 600=2 526.6 Pa。

风筒出口局部阻力。

其中,ξ为局部阻力系数,取ξ=1。

f.通风机的选型。

通风机选型应满足Q机>Q供,H机>H全压。

目前隧道进口左右洞已分别安装SDF(B)-№13型号轴流风机(电机功率为2×132 k W,高效风量为2 691 m3/min>2 222.1 m3/min;全压为5 920 Pa>2 698.9 Pa),均满足需要。

2)第二种工况(见图2)。

当左右洞掘进长度超过1 500 m时,因距离过长,使得压入式通风排烟效果变差,洞内施工作业环境质量达不到规范要求,将左右洞洞口风机移进右洞洞内,利用右洞成洞地段巷道通风,此时左洞排烟,直到进口正洞与3号斜井贯通。

此具体方案是:封闭2号人行横通道及其以前所有的横通道,在隧道右线的2号人行横通道和2号车行横通道之间放置2台功率2×110 k W的轴流式通风机,在左线成洞地段按200 m~400 m间隔放置1台射流风机,具体方案见图2。随着掘进长度的增加,通风机的位置可以相应的向前移动,原理相同,以达到工作面空气质量符合要求。

3.2 某隧道1号斜井压入式通风

1号斜井进入正洞之后,需向进出口方向左右洞四个掘进面通风,共分两种工况:

1)第一种工况。

由1号斜井向进出口方向左右洞四个掘进面施工,且未到达车行(人行)横通道时,即向出口方向掘进不大于300 m,向进口方向掘进不大于150 m时,因正洞掘进长度短,直接采用1号斜井洞口轴流式通风机压入式通风。通风方案如图3所示。

注意事项如下:

a.1号斜井左右洞压入式供风系统各自独立,即一套管路只负责左洞或右洞的进出口两个方向,互不影响,便于在钻爆与出碴作业工序上调整,并避免出现供风高峰。

b.1号斜井左右洞四个工作面轮番爆破、出碴,斜井内的空气环境将会异常恶劣,为此必须增设射流风机,以加速炮烟及污浊空气的排放。

2)第二种工况。

由1号斜井向进出口方向左右洞四个掘进面施工到达车行(人行)横通道,但进口方向与正洞尚未贯通时,采用巷道式通风,即把连接左右洞的联络排风道左右线之间段隔离密闭成风室,新鲜空气在这里中转交换;左洞工作面的污浊空气由横通道进入右洞,再通过斜井排出。通风方案见图4。该工况条件下,1号斜井洞口处仅布置1台2×132 k W轴流式通风机往风室压入新鲜空气,以满足四个工作面施工的需要,可能出现风量不足的情况,故有必要采取增加通风机和加大风管直径的措施,待施工时相应确定。

4 结语

在隧道施工期间,不间断的对隧道内的有害气体进行检测,空气质量在通风20 min时达到国家标准,比国家要求的30 min提前了10 min,NO2浓度最高值为0.3 mg/m3,远低于国家标准5 mg/m3。

良好的施工通风,保证了正常的安全生产,并改善了劳动条件,保障施工作业人员身体健康,提高了劳动生产率,所以我们必须重视和研究施工通风技术。

摘要：结合某长大公路隧道通风的长度和要求,介绍了隧道进口正洞压入式通风与隧道斜井压入式通风两种方案,并对两种方案下不同的通风工况进行了计算分析,有利于比选出最佳的通风方案。

关键词：隧道,通风方案,斜井,通风机

参考文献

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[2]王立琛.长大公路隧道施工通风技术研究[J].山西建筑,2009,35(11):317-318.

马家坡隧道施工通风方案(定) 篇5

一、概述

马家坡隧道为上、下行分离四车道高速公路特长隧道，隧道最大埋深约472米。隧道起讫桩号：左线ZK139+545-ZK143+523,长3978m；右线YK139+485-YK143+435,长3950m。

二、施工通风方案

施工通风是长大隧道施工的重要配套工艺之一，按照本标段工程特点，全线隧道均采用无轨运输，隧道施工采用压入式通风方案。在洞外设置主风机，接风管引至工作面，据工作面距离不大于15m，为工作面提供新鲜空气，污浊空气通过隧道主洞排出洞外。隧道紧急停车带、横洞、侧洞（室）、台车、掌子面、排水板背部、拱顶等易积聚瓦斯的地方，应加强瓦斯监测，结合局扇、局部抽排、局部采用高压风吹，增加瓦斯易聚集地段的风速和风流量，防止瓦斯聚集。在死角、塌腔等部位，加强监测，根据瓦斯检测结果，用高压风将聚集的瓦斯吹出，使之与回风混合后排出。对于人行和车行横洞应尽快打通，横洞设可变换抽风方向的射流风机，使左右隧道内部形成巷道通风，加快爆破后有害气体的排出，减少作业等待时间，但必要时应注意采取防爆（隔爆）措施，注意防止横道内形成通风短路，影响通风效果。

三、通风理论计算

马家坡隧道采用独头压入式供风，通风计算以最大供风长度计算做为控制值。根据目前工程进度，最大供风长度按2000m计算，约为隧道总长度的一半。隧道开挖采用无轨运输。

3.1 计算参数

按照《铁路隧道施工规范》（TB10204－2002）的规定，计算应满足以下条件：

1）、供给每人的新鲜空气量按m=3m3/min计； 2）、内燃机械作业时所需供风量按Q0＝3m3/min〃kW计；

3）、全断面开挖最低允许风速为0.15m/s，分部开挖最低允许风速为0.25m/s，亦不应大于6m/s；为防止瓦斯积聚的风速不宜小于1m/s；

4）、根据目前剩余工程的围岩衬砌支护设计，开挖断面尺寸按SF-Ⅳa型衬砌结构设计参数控制,其设计开挖断面尺寸为101.26m2。

考虑可能存在的超挖、尺寸误差，以及为保证限界满足要求需要加大开挖断面尺寸等情况，预留5%左右的安全系数，则隧道主洞最大开挖面积为：

101.26×1.05=106.3m2，取值106 m2；

根据设计图纸，隧道内约658m设一隧道紧急停车带，长度为40m，隧道紧急停车带全断面计算断面为：

106+45.38=151.38m2，取值152 m2

5）、每炮炸药用量：根据剩余工程量围岩情况，结合工程实践经验，对于瓦斯隧道，采用煤矿许用炸药，每循环进尺约2m，全段面爆破时，1m3岩石用药量约1.4～1.6 kg，则主洞每循环所用炸药量约为：

1.4×106×2=296.8kg，取为300 kg 隧道紧急停车带全断面每循环所用炸药量约为：

1.4×152×2=425.6kg，取为426 kg 根据《乳化炸药》GB18095-2000，煤矿许用乳化炸药爆炸后有毒气体含量不大于80L/kg，则主洞每循环所用炸药产生的最大有毒气体量为：

80×360=24000 L 隧道紧急停车带全断面每循环所用炸药产生的最大有毒气体量为：

80×426=34080 L 6）、隧道主放炮后通风时间按t=30min计； 3.2用风量分项计算

1、以隧道中通风风速计算风量

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120－2002，J160－2002)，防 止瓦斯积聚的风速不宜小于1m/s。本工程采用全断面开挖，独头压入式通风。鉴于隧道紧急停车带设计间距658m一道，长40m，其数量和长度有限，可采用局部风扇或高压风吹解决瓦斯积聚问题，所以防止瓦斯积聚通风计算时不予考虑，则为防止瓦斯积聚所需要的通风量为：

Q风速=Vmin×S×60=1×106×60=6360(m3/min)

2、按洞内同时作业最多人数计算

Q1kNq

式中：k—风量备用系数，一般为1.1～1.25，本工程取1.2；

N—洞内同时作业的最多人数，按钻孔15人，喷混凝土8人，衬砌12人，其他10人计，共45人；

q—每一作业人员的通风量，取m3/min。

Q人员=3×45×1.2=162(m3/min)

3、按照爆破后稀释有毒气体至许可最高浓度确定用风量 1）、隧道主洞全断面爆破时

（1）按洞内同一时间爆破使用最多炸药量计算风量： Q爆=5Ab/t(m3/ min)其中：t—通风时间，本工程取30 min；

Ab—同一时间爆破耗药量生产的有毒气体，m3； Q爆=5×24000/30=4000 m3/ min（2）采用理论计算公式，压入式通风用风量为：

Q爆=(7.8/t)(A〃S2〃L2)1/3(m3/ min)其中：t—通风时间，本工程取30 min；

A—同一时间爆破耗药量，kg； S—巷道断面面积，m2；

L—需要稀释的巷道长度(即工作人员工作区)，按距掌子 面向后400m计，符合爆破飞石安全距离要求。

则 Q爆=(7.8/t)(A〃S2〃L2)1/3

=(7.8/30)[(360×1062×4002]1/3 =2249(m3/ min)由于第一个计算公式没有考虑炮眼扩散被主风流带走，所以计算结果偏大，综合以上两种计算方法，取Q爆=3000 m3/ min。

2）、隧道紧急停车带全断面爆破时

（1）按洞内同一时间爆破使用最多炸药量计算风量：

Q爆=5×34080/30=5680 m3/ min（2）采用理论计算公式，压入式通风用风量为：

Q爆=(7.8/t)(A〃S2〃L2)1/3 =(7.8/30)[(426×1522×4002]1/3 =3024.9(m3/ min)，取为3025 m3/ min 由于第一个计算公式没有考虑炮眼扩散被主风流带走，所以计算结果偏大，综合以上两种计算方法，取Q爆=4500 m3/ min。

3）、隧道紧急停车带全断面爆破时，按隧道主洞全断面爆破时需要的通风量控制，需要的通风时间为：

（1）按洞内同一时间爆破使用最多炸药量计算： t =5Ab/ Q爆(m3/ min)=5×34080/4000=42.6 min（2）采用理论计算公式计算：

t =(7.8/ Q爆)(A〃S2〃L2)1/3(m3/ min)=(7.8/2249)[(426×1522×4002]1/3 =40.35 min 综合以上两种计算方法，经过安全、经济等方面考虑，取t=43min。

4、按洞内使用内燃机械计算风量

Q内燃=Q0×ΣP 式中：ΣP——进洞内燃机械功率总数。

根据现场机械配置情况，在装渣工序中，按2辆东风自卸载重汽车(190KW)、1台ZL40型装载机(125KW)、1台斗山220挖掘机(150KW)，根据《铁路隧道钻爆法施工工序和作业指南》(TZ231-2007)，采用内燃机械作业时，供风量不宜小于3 m3/(min〃KW)，则洞内使用内燃机械计算用风量为：

Q燃=(2×190+150+125)×3=1965m3/ min

5、按将瓦斯浓度稀释到0.5％以下，计算风量 隧道稀释瓦斯用风Q稀=n(1/0.5％-1)其中：n—隧道绝对瓦斯涌出量(m3/min)，根据石家庄铁道大学马家坡瓦斯隧道左线进口瓦斯等级评定报告，隧道瓦斯涌出总量为2.06 m3/min；

0.5％—将瓦斯浓度稀释到0.5％以下；

计算得：Q稀= 2.06×（1/0.5%-1）=409.94m3/ min，取410m3/ min 3.3、通风量确定

1、按隧道主洞断面考虑，计算通风量

根据《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120－2002，J160－2002)第7.2.5条规定“瓦斯隧道需要的风量，必须按照爆破排烟、同时工作的最多人数以及瓦斯绝对涌出量分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值。马家坡隧道施工采用无轨运输方案，考虑不利组合，安全生产用风量按满足爆破排烟、最大工作人数(考虑爆破时，人员不出洞)、瓦斯稀释以及出渣作业、工作人数(出渣司机四人，同时初期支护作业人员10人、二衬绑扎钢筋等人员5人、仰拱作业人员5人、安全人员1人，计25人)、瓦斯稀释两种情况计算，并按允许风速进行检验。

无轨运输安全生产用风量为：

Q无轨总1= Q爆＋Q人＋Q稀

=3000+162+410=3572 m3/min Q无轨总2= Q燃＋Q人＋Q稀

=1965+25×3+410=2450 m3/ min 则取Q无轨总为3572 m3/min。

综上，若按照《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120－2002，J160－2002)控制，无轨运输安全生产用风量与允许风速用风量相比，满足安全生产的用风量应为6360 m3/min，但根据有关试验结果，如完全达到瓦斯不积聚，风速必须达到3.5m/s以上，而施工实践经验表明，采用加强监测，结合局扇、局部抽排、局部采用高压风吹等措施，完全能够满足保证施工安全的需要。所以综合考虑安全、经济等因素，在加强监测，结合局扇、局部采用高压风吹、局部抽排等措施的马家坡隧道通风量可以按照无轨运输安全生产用风量来控制，即需要的通风量为3572 m3/min。

2、隧道紧急停车带全断面爆破时，通风量及通风量时间控制 隧道紧急停车带全断面爆破时，按照爆破后稀释有毒气体至许可最高浓度确定用风量达到4500 m3/ min，是按隧道主洞全断面爆破时需要通风量3000 m3/ min的1.5倍。由于隧道紧急停车带数量和长度有限，考虑通过延长爆破后通风时间来控制，即通风量仍按3572 m3/min控制，通风时间延长到43min。

3.4、考虑风管漏风损失修正后的实际通风量

风管选择便于装卸和维修的PVC拉链式软风管。为减少接头，减小风阻，减少漏风，风管每节长20m，并配少量每节长10m的风管，以利于调节风管末端到工作面的距离。风管联接采用密封式法兰盘接头，垫板可采用橡胶板或软聚氯乙烯塑料板，以减少接头漏风。

1）、根据《铁路工程施工技术手册隧道（下册）（1995年10月，第二版），胶皮风管漏风视接头情况可以计算如下：前20节风管每个接头漏风约为1%，而以后每个接头则为0.5%，则2000m漏风系数为：

1+20×1%+[（2000-20×20）/20] ×0.5%=1+0.2+0.4=1.6 则洞内实际所需总风量Q需= 3572×1.6=5715.2 m3/min 2）、根据《铁路瓦斯隧道技术规范》(TB10120－2002 J160－2002)7.3.4条规定“风管百米漏风率不应大于2%”，则2000m漏风系数为： 1+（2000/100）×2%=1+0.4=1.4 则洞内实际所需总风量Q需=3572×1.4=5000.8 m3/min 综上，取洞内实际所需总风量Q需=5400 m3/min，即90 m3/s。考虑到风管漏风损失修正后，隧道紧急停车带全断面爆破时，通风时间按60 min控制。

3.5.风压计算

风管内摩擦阻力系数取为λ＝0.0078，若采用直径1.5m风管，则

S风管=πD²/4=1.767m²

V= Q需/S

风管

=90/1.767=50.93m/s 风速过大，达到强台风分级风速标准的上限值，故需加大风管设计直径。若采用直径2m风管，则有：

C=ρ×L=1×2000=2000；W=C/2D=2000/(2×2)=500 S风管=πD²/4=3.14m²；

V= Q需/S

风管

=90/3.14=28.66m/s H摩=λ×W×V²=0.0078×500×28.66²=3203.4Pa 式中：ρ—空气密度，隧道进口海拔800m左右，按ρ=1.0kg/m³计。

V—风管内平均风速。

系统风压Hh摩h局h正h其他，为简化计算，取H=1.2H摩

H=1.2 H摩=1.2×3203.4=3844.08Pa 3.6.风机选型

风机的选择主要根据所需风量和风压来确定，并考虑节能效果，采用多级变速风机。为安全，隧道内接力串联风机宜采用防爆轴流式风机。为保证施工作业的连续进行，同时配备一套同等性能的备用通风机，并保证在主风机出现故障时在15min内启动投入使用。必要时，设轴流抽风机，风管设置在拱顶上，在距掌子面400m处进行瓦斯抽排，保证作业范围内瓦斯浓度符合规范要求。

风管采用φ2000软质双抗（抗燃烧、抗静电）风管，每节20m，具有 风阻小、漏风低，强度高等优点。

在隧道紧急停车带、横洞、侧洞（室）、台车、掌子面等易积聚瓦斯的地方，应加强瓦斯监测，并各设1～2台局部风扇，以增加瓦斯易聚集地段的风速和风流量，防止瓦斯聚集。在死角、塌腔等部位，根据瓦斯检测结果，用高压风将聚集的瓦斯吹出，使之与回风混合后排出。

3.7注意事项

根据以上计算结果，隧道主洞全断面爆破后，持续通风30 min后可以开始进入掌子面400m范围内正常施工；隧道紧急停车带全断面爆破后，持续通风60 min后可以开始进入掌子面400m范围内正常施工。

四、根据现场实际情况，对已有通风设备应用进行校核

目前，现场实际通风设备为天津风机厂生产的2SZ-S-12.5隧道通风机，功率为2×115kW，高速运转条件下，最佳工况下的最大供风量为2000 m3/min，最大压力为4800Pa。风管采用φ1500mm软质双抗（抗燃烧、抗静电）风管，每节20m，具有风阻小、漏风低，强度高等优点。为充分利用现场已有设备，根据以上计算结果，计算如下：

1、取漏风系数为1.5，则实际有效供风量为：2000/1.5=1333.3 m3/min

2、需要稀释至许可最高浓度的爆破后有毒气体

Q爆= Q无轨总1-Q人-Q稀

=1333.3-162-410=761.3 m3/min

3、爆破后有毒气体稀释至许可最高浓度所需时间 1）、隧道主洞全断面爆破时

t1 =5Ab/ Q爆(m3/ min)=5×24000/761.3=157.6 min t2 =(7.8/ Q爆)(A〃S2〃L2)1/3(m3/ min)

=(7.8/761.3)[(360×1062×4002]1/3 =88.62 min 取通风时间为120min。2）、隧道紧急停车带全断面爆破时

t1 =5Ab/ Q爆(m3/ min)=5×34080/761.3=223.8 min t2 =(7.8/ Q爆)(A〃S2〃L2)1/3(m3/ min)=(7.8/761.3)[(426×1522×4002]1/3 =119.2 min 取通风时间为170min。

根据以上计算结果，采用现有通风设施，隧道主洞全断面爆破后，持续通风120min后可以开始进入掌子面400m范围内正常施工；隧道紧急停车带全断面爆破后，持续通风170 min后可以开始进入掌子面400m范围内正常施工。

公司工作组

长大隧道施工通风系统选用与优化 篇6

关键词：长大隧道,施工通风,有限元模拟,优化

1 工程概况

鹤大高速TX01标段二密隧道工程全长3 160 m, 隧道位于长白山西南麓支脉山区, 隧道最大埋深约200 m。隧道穿越围岩类别有Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级、Ⅴ级, 其中Ⅲ级围岩7 725 mm, 占48%, 设计断面81.4 m2。隧道出口计划掘进1 675 m, 开挖方法为钻爆法, 采用内燃装载机装碴、自卸汽车无轨运输出碴, 通风效果的好坏对掘进影响很大。

2 通风系统的选用

第一阶段考虑采用压入式通风, 通风距离为1 000 m以内。

第二阶段在掘进深度较大时, 排烟时间过长, 因此采用混合通风方式, 采用抽出式风机将靠近掌子面的烟尘尽快排除。

第三阶段在掘进一定深度后现有压入式风机的风压会存在不足, 根据隧道开挖断面大的特点, 在拱顶位置设置射流风机 (根据需要可设置多台) , 以保证提供足够风压。

3 通风系统实施效果检验

隧道施工初期采用压入式通风阶段能够保证掌子面附近烟尘很快得到排除。采用混合式通风阶段, 虽然增加了抽出式风机, 但由于功率过小, 在靠近抽出式风机附近烟尘积聚严重, 但在掌子面300 m范围的工作区域内基本能够满足工人正常生产, 在掘进1 300 m时, 虽然在掌子面附近和第一台衬砌台车前各增设了1台NSL-100U-4P-41射流风机作为辅助通风, 但通风效果不理想。掌子面附近的烟尘排除时间过长, 尤其在出碴期间, 洞内工作不得不间断进行, 导致作业循环时间过长。

4 通风系统的局部模拟分析与改进

运用MSC.Marc程序中的流体分析 (FLUID) 功能对隧道通风系统中几个重要组成部分进行三维数值模拟分析, 以揭示掌子面附近的通风流动规律, 为改进通风系统提供依据。

4.1 局部分析模块的选取

隧道施工中在掌子面150 m范围内为工人工作频繁区域, 原隧道通风系统压入式风筒末端距掌子面约30 m, 2台射流风机分别位于距掌子面40 m和70 m的施工用简易台车上。首先将掌子面工作区间按不同工序进行了划分, 见图1。其次, 对工作区域内的风筒末端和射流风机通风情况以施工实际的几何尺寸和风机安装位置为计算依据通过有限元计算方法进行三维模拟分析。

4.2 隧道射流通风分析

4.2.1 计算模型

模拟分析的射流风机选取隧道实际采用的NSL-100U-4P-41型射流风机, 计算模型选取风机前端50 m和后端10 m, 有限单元网格划分见图2。

4.2.2 计算结果与分析

1) 在风机附近会产生涡流, 引起射流风量的损失。因此射流风机工作面安装位置很重要, 施工中应注意避免射流风机附近的这种涡流出现在工作区内。2) 图3显示了风机附近轴向铅垂面的速度分布云图。从中可见在风机下方形成较明显的低速回流区, 在很短距离内沿隧道纵向扩散完成后在区段的出口段后半部分就已经达到均匀流状态。因此在安放射流风机时, 要充分考虑这些因素的综合影响, 确定合理摆放位置。同时可以观察到在均匀流区段内每个断面内的风速分布规律为中间最大, 向四周逐渐衰减, 为了减少正面阻力损失, 一方面减少障碍物, 另一方面洞内设备摆放要尽量靠近巷壁。

4.3 风筒末端通风分析

1) 计算模型。

以二密隧道原施工通风系统风筒末端的状态参数为主要研究对象, 对此处的局部损失进行了三维模拟, 暂未考虑出碴工序各种设备工作情况。

2) 计算结果与分析。

a.风筒末端风流出风筒后进行了速度的重分布, 继续向前风流较小, 大部分风流形成回流流向区域后端。b.愈接近风筒末端风速愈高, 由于风流断面突然加大, 会产生较大的阻力损失, 此处气流压力会急剧下降, 但进入隧道不远就完成了风流的降压过程, 在区段出口附近逐渐形成稳定流动。c.隧道施工中, 掌子面爆破和出碴工序是洞内污染的主要来源, 而且装碴作业时间长, 因此宜将风筒末端引至此作业面中, 利用风速的回流作用将此处的污染气体冲淡和带走。

4.4 对原隧道施工通风系统调整

通过对原通风系统模拟分析, 我们对通风系统在保持原有通风设备不变的情况下进行了如下调整, 隧道通风系统调整后布置如图4所示。1) 为保证出碴区内有足够的风量, 将压出风筒至掌子面的距离控制在15 m范围内, 并采取有效措施对风筒加以保护。2) 将风机Ⅱ尽量靠近下导落底区, 也使射流风机形成稳定风流迅速到达其他工作区, 改善通风环境。3) 将射流风机Ⅰ移至第二组衬砌台车后面, 以补偿工作区域内由于作业工序较多而造成较大的阻力损失, 对风压及时进行动力调节, 最终将洞内有害气体全部排出。4) 减少工作区域内各种临时设备、材料的堆放, 对一些常用设备的摆放要尽量靠近隧道侧壁。

4.5 通风综合管理改进措施

1) 风管的改进。本隧道原通风系统采用软风管, 防漏降阻是实现长距离通风的技术关键。我们在靠近风机一端的高压差区段采用了硬风管进行改进, 以减少漏风现象的发生, 将破损软风管尽量靠近出风口端加以利用。风管的接长增大到30 m以上, 接头采用拉链方式, 以减少接头漏风和降低局部阻力。2) 加强通风管理。建立和稳定通风技术队伍, 加强现场检查和通风管理工作。同时加强施工设备的维修管理工作, 降低有害气体的排放量。

4.6 改进效果的检验

1) 通风排烟时间由2 h～3 h降到40 min以内, 且洞内作业区域的环境基本满足通风环境标准。2) 洞内可视度提高, 工作面装碴机司机和其他辅助人员可以连续作业, 连续装完一排碴只需5 h～6 h, 而过去出碴时间需8 h～10 h。3) 作业循环时间已控制在18 h～20 h以内, 比以前缩短6 h～7 h以上。

5 长大隧道施工通风系统优化小结

1) 在隧道施工中, 施工人员主要集中在掌子面附近区域工作。因此可根据不同作业活动区域特点按主控区域 (工作区) 和辅控区域 (非工作区) 区别控制通风, 合理匹配设备, 以突出重点、节省资源。二密隧道在通风系统设计优化时根据这一点, 充分利用现有通风设备, 满足了通风需要。2) 风机与风管的性能必须合理匹配。风机和风管组成了统一的通风系统, 该系统的性能由它们的工况点所确定。二密隧道施工中通过对实际通风数值模拟以及实践检验改进了施工通风系统, 在未增加设备投入的情况下也取得了较好的效果。3) 在长大隧道的施工通风中风压的损耗是非常大的, 目前采用的风管供风系统降低通风阻力的主要技术手段是采用大直径风管。二密隧道在施工中采取了120 cm的风管以减小阻力。4) 搞好隧道施工通风的关键在管理, 因此解决当前隧道施工通风技术难题主要应采取科学设计、合理布局、优化匹配、防漏降阻、严格管理等综合措施。

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长大铁路隧道施工通风技术探讨 篇7

1 工程概况

新建张家口至唐山铁路工程燕山隧道位于河北省宣化县李家堡乡李家堡村与赤城县龙关镇八里庄村之间境内, 为双洞单线隧道, 线间距为40.0 m。隧道左线进口里程为改DK52+953, 出口里程为改DK74+106, 长21 153 m;隧道右线进口里程为改YDK52+960, 出口里程为改YDK74+114, 长21 154 m。隧道设置7座斜井, 左线与右线每隔420 m设置横通道一个。

燕山5号斜井设计为双车道永久斜井, 断面尺寸为6.8 m×6.3 m (宽×高) , 斜井长1 352 m, 与左线正洞交会里程为DK66+422, 与线路平面交角为67°, 综合坡度8.01%, 采用无轨运输方式。进入正洞后承担四个作业面的施工任务, 属于单斜井进双正洞双向掘进, 同时有四个面施工, 其中左、右线张家口方向1 310 m, 左、右线唐山方向1 750 m, 施工任务平面布置示意图见图1。通过斜井独头掘进最长距离为3 102 m。

2 通风方式选择

结合燕山隧道5号斜井进正洞后四个面同时施工的实际施工情况, 斜井进正洞施工通风方式分为两个阶段。第一阶段:斜井进左、右线正洞后, 第一个横通道未施工前, 采用压入式通风技术;第二阶段:横通道施工后, 采用排风式和巷道式相结合的混合式通风技术, 并使用射流风机加强空气流动。

3 通风系统设计

3.1 设计原则

1) 正常施工条件下的施工环境应符合国家卫生标准, 即CO含量低于30 mg/m3, 氮氧化物 (换算成NO2) 低于5 mg/m3, 粉尘浓度不得大于2 mg/m3, 洞内气温不得大于28℃。2) 应紧密结合施工现场, 满足施工进度的要求。3) 应尽可能降低通风技术难度, 便于施工管理。4) 选用国产低噪声、高效率专用隧道风机, 坚持节约投资、节约能源的设计原则。

3.2 所需风量计算 (单工作面)

在长大隧道施工又采用钻爆无轨运输的情况下, 设计需考虑隧道内最低允许平均风速、人员呼吸所应保证的风量、排出炮烟、粉尘所需风量、稀释和排出内燃设备废气所需风量等因素。根据施工通风经验, 一般稀释和排出内燃设备废气计算所需风量是最大的, 也是确定通风系统设计风量的主要依据。根据《铁路隧道工程施工技术指南》规定, 稀释内燃设备废气所需风量不应小于3 m3/ (min·k W) , 则:。其中, Ti为内燃机械设备利用率, 取0.65;Ni为每台内燃机械设备的额定功率, 其中装载机功率为162 k W, 出碴汽车功率为214 k W, 挖掘机功率为110 k W。第一阶段:内燃设备按出碴车3台、装载机1台、挖掘机1台考虑, 经计算Q内=1 782.3 m3/min;第二阶段:因设置了排风机, 只考虑掌子面附近的内燃设备, 按出碴车2台、装载机1台、挖掘机1台考虑, 经计算Q内=1 365 m3/min。

3.3 风机供风量 (单工作面)

1) 管道漏风系数:。其中, L为通风管道长度;P100为平均百米漏风率, 取1.5%。2) 风机供风量:Q供=P·Q内。经计算, 两个阶段风机供风量如表1所示。

3.4 管道风阻计算

1) 沿程阻力损失。。其中, α为管道摩擦阻力系数, 取0.002 kg/m3;L为通风管道长度, 第一阶段取1 772 m, 第二阶段取500 m;d为风管直径, 第一阶段取1.5 m, 第二阶段取1.2 m;Q为计算几何平均风量。计算沿程阻力损失时, 管道风量应取风机风量和工作面风量的几何平均值。2) 局部阻力损失。局部阻力损失可按沿程阻力损失的10%~15%估算, 取hx=0.1hf。通风阻力损失:hf+hx=1.1hf。经过计算, 两个阶段通风阻力损失如表1所示。

3.5 风机排风量 (单工作面)

第二阶段污浊气体采用轴流风机向外排出, 排风量为掌子面稀释内燃设备的污浊空气和整个通道的污浊空气。

其中, L未为未衬砌段长度, 取200 m;A未为未衬砌段断面积, 取45 m2;L衬为衬砌段长度, 取1 550 m;A衬为衬砌段断面积, 取32 m2;v为污浊气体流动速度, 取0.3 m/s。

经计算Q污=780.3 m3/min。则轴流风机排风量Q排=Q污+Q内=1 365+780.3=2 145.3 m3/min。

3.6 射流风机计算

射流风机加快空气单向流动的速度, 所需的风量为:

其中, v为隧道内空气流动速度, 取0.3 m/s;A为已衬砌段面积, 32 m2;k为沿程损失, 取1.5。

3.7 通风设备选择及配置

按两个面同时爆破和出碴配置通风设备。根据前面的计算结果, 第一阶段压入式轴流风机选用SDF (C) -No12.5型, 风管选用直径1.8 m和1.5 m的PVC拉链式软风管。第二阶段巷道式轴流风机选用SDF (C) -No11.5型, 射流风机选用SSF-No10, 风管选用直径1.2 m的PVC拉链式软风管;排风式轴流风机选用SDF (C) -No12.5型, 风管选用直径1.8 m PVC拉链式软风管。主要通风设备参数见表2。

3.8 隔风门制作

横通道右线侧 (污浊空气通道侧) 设置隔风门, 为便于拆除, 采用铁架上粘贴防水板密封。

3.9 通风系统布置

第一阶段:在斜井口设置2台SDF (C) -No12.5型轴流风机, 通过直径1.8 m软风管将新鲜空气送至井底, 斜井与正洞交叉口处采用可调式铁皮三通管将风路分为左、右线直径1.5 m软风管, 新鲜空气被压入到掌子面, 具体见图2。

第二阶段:左线掌子面后第一个横通道向井底方向100 m左右设置一台SDF (C) -No11.5型轴流风机, 通过直径1.2 m软风管将新鲜空气送至左、右线掌子面, 横通道位置设置铁皮三通管;斜井进右线横通道进、出口方向20 m左右设置2台SDF (C) -No12.5型轴流风机 (排风机) , 通过两路直径1.8 m软风管将污浊空气排到洞外。除斜井进右线横通道和掌子面后第一个横通道外, 其他所有横通道设置隔风门。为加快空气流动, 每间隔420 m左右设置一台射流风机, 位置为横通道附近, 具体见图3。

4 通风效果监测

考虑右线通风距离比左线长、大里程通风距离比小里程通风距离长两个因素, 两个阶段的监测地点均选在右线大里程方向, 第一阶段监测地点为通风距离1 742 m处, 第二阶段监测地点为通风距离470 m处。风速、通风量、NO2和CO浓度爆破后15 min, 30 min, 60 min进行监测, 监测结果见表3。

从监测数据可以看出, 监测地点风量和风速均满足要求;爆破后30 min, 两个阶段监测CO浓度低于30 mg/m3, NO2浓度远低于5 mg/m3, 出碴过程中因出碴内燃设备尾气造成CO浓度有所上升, 但低于30 mg/m3, 满足国家卫生标准。

5 结论及建议

1) 燕山隧道5号斜井进正洞两个阶段采用的通风技术取得了良好效果, 特别是第二阶段采用的排风式和巷道式相结合的混合式通风技术, 解决了单斜井进双正洞四个工作面同时施工的通风难题, 且对通风成本有利, 可值得类似工程借鉴。

2) 单斜井进双正洞四个工作面施工, 产生的污浊空气多, 虽设置了射流风机加快流动速度, 但到施工后期, 污浊气体流动的距离长、速度缓慢, 在洞内滞留时间长, 影响已衬砌段的施工环境。为加快污浊气体尽快排出洞外, 建议在污浊空气通道顶部间隔200 m打直径20 cm或30 cm的通风孔, 利用烟囱效应进行自然排污浊空气。

摘要：在总结钻爆法无轨运输压入式、排风式和巷道式通风技术经验的基础上, 通过对燕山隧道5号斜井进双正洞同时施工的两个阶段通风系统设计和布置, 达到了提高通风效果和改善隧道施工环境的目的。

关键词：斜井,双正洞,混合式通风技术,长大隧道

参考文献

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长大隧道通风技术 篇8

关键词：隧道,通风,技术

引言

施工通风直接影响隧道方案的选择、辅助坑道的设置、施工速度的快慢及工程费用, 因此隧道通风已成为设计和施工长大隧道时不可忽视的一环, 尤其是在以无轨运输为主的机械施工的长大隧道, 隧道通风方案的选择已成为隧道施工中的重中之重。在某铁路隧道的施工中积累了一点经验, 现介绍如下。

1 工程概况

某铁路隧道全长3878m, 为单线电气化铁路隧道, 隧道以Ⅱ级围岩为主, 有少量Ⅲ级围岩地段, 节理稍发育, 整个隧道全部属石灰岩地区。施工采用进、出口两个工作面, 进口区场地较开阔, 地形较平坦, 洞口距碴场距离较近, 相对成本低, 因此作为主要工作区, 计划掘进2500m;出口位于U型深谷的陡壁之上, 道路及场坪开辟困难, 弃碴场容量有限, 不易组织较大规模的生产, 计划掘进1378m。经过进行性比较, 结合企业现有设备情况, 项目采用了无轨运输方式。

2 隧道中的有害气体

2.1 炮烟中有害物质及其发生量。

爆破施工主要使用2#岩石硝铵炸药及少部分RJ-2乳胶炸药。产生的有害气体按单一炸药 (2#岩石硝铵炸药) 考虑, 一次爆破使用炸药达190kg, 产生有害气体初始浓度测定为CO:280~291mg/m3;NO2:16~17.9mg/m3。

2.2 柴油机排放有害物。

产生有害气体的机械设备:ITC/SCHAEFF隧道挖掘装载机1台;VOL-VO铰接自卸车2台, 太托拉2台, 三菱砼输送车1台, 根据经验数据及各类施工机械设备使用技术参数, 各种类型机械车辆排气中产生的有害气体浓度见下表1。

2.3 隧道内有害物质的允许标准。隧道内有害物质的允许标准见表2、表3。

3 隧道通风

3.1 通风量计算。

采用大型机械化作业施工的隧道, 出碴及砼输送作业均采用大型机械, 洞内施工人员大幅度减少, 作业人员所需风量已不起控制作用, 主要控制风量的是排出炮烟和柴油机废气所需的新鲜空气量, 所需风量可按排出炮烟、内燃机废气、洞内控制风速三方面考虑。

(1) 排出炮烟所需风量估算:Q= (5Gb-AL) /t

式中:Q—需要通风量, m3/min;

T—通风时间min取t=40min (掘进2500m时的通风时间) ;

G—同时爆破炸药量kg, 取G=190kg;

b—爆炸时有害气体生成量m3/kg, 取b=40m3/kg;

A—掘进断面积m2, 取A=45.28m2;

L—炮烟抛掷长度m, 取L=56m;

(2) 排出废气所需风量估算:Q=k∑Ni

式中:Q—无轨运输所需通风量m3/min;

k—功率通风计算系数, 取k=1.1;

i—内燃机械台数;N—各种内燃机械的额定功率, KW (见表4) ;

(3) 最小风率计算:Q=v A

式中:Q—需要通风量m3/min;

v—允许最低风速m/min, 取v=9m/min;

A—掘进断面积, 取A=45.28m2;

由通风量计算结果表明, 排出内燃机废气是隧道通风的控制指标。

3.2 通风设备选配

(1) 通风机。根据以往的施工经验, 我们对国产的通风设备的选配做了详细调查, 通过比选, 选用西安交大咸阳风机厂生产的SD-1No10A型与SDDY1100No11A型隧道通风机, 该机采用先进的三元优化设计、弯掠组合正交扭曲叶片、子午加速型流道, 具有气体流动性好、效率高、送风距离远、噪音低、安装运输方便等优点。其主要性能参数及性能曲线见表5。

根据排出内燃机废气所需风量Q=1154m3/min可选定通风机由1台SDDY型风机与1台SD-1型风机组合串联, 即在前1500m采用一台SDDY型, 在后1000m采用串联一台SD-1型通风机的通风方式。

(2) 风管。风管根据通风机来选定。在干溪沟隧道中为有效地提高供风距离和考虑风机、风管匹配选用柔性风管, 管径为Φ1500mm混合胶布柔性风管, 采用拉链扣式链接, 接头牢固严密, 不易泄露, 为减小接头漏风量和接头局部阻力采用气密性高无针孔20m长风管。

3.3 通风设备布置。

出口工区初期阶段掘进1500m后, 采用一台隧道通风机, 该机电功率为55×2KW, 具体性能见表6。

爆破后30min, 离开挖面30~70m范围内炮烟浓密, 持续通风, 运碴1.2~1.5h后掌子面附近100m范围内烟尘渐弱, 但在400~600m范围内聚集大量废气及烟尘, 尤其在衬砌台车附近烟尘聚集更明显。证明此时选用1台设备不能满足通风需要, 为解决长距离低消耗通风改用西安交大咸阳风机厂生产的SD-1No10A与SDDY-1000型隧

道通风机串联。

4 通风效果

进口掘进500m, 放炮后通风5min工人可进入工作面;掘进1000m, 通风15min便可进入工作面, 且隧道中部没有明显烟雾和灰尘;掘进2500m时, 通风40min便可进入工作面工作, 但隧道中部1000~1800m处烟尘稍大。

5 经验体会

(1) 施工通风对改善隧道内工作环境及提高工作效率起着至关重要的作用, 在长大隧道施工中, 尤其采用了无轨运输的情况下, 选用大功率、大直径、高效能通风机是关键。

(2) 防漏降阻是实现长距离通风关键, 风管漏风量与安装通风管质量、风管阻力有很大关系, 相同距离的两段风管其漏风率有很大差异。由此可见选择通风设备时, 不仅要考虑设备的供风量, 还要根据通风的长度考虑适当的风压。风压太小, 送风距离达不到要求, 风压太大, 风阻便增大, 风管容易破损, 增加漏风系数。风管的选择原则是在施工空间允许的条件下尽可能选择较大直径的和每节长度较长的风管, 以降低风阻和减少风管接头, 同时提高挂设质量, 保证送风通畅。

(3) 压入式通风方式操作简单方便, 掌子面空气质量较好, 但整个隧道空气稍差, 适合于短隧道无轨运输和中长隧道有轨运输。

参考文献

[1]铁路工程设计技术手册隧道[M].北京:人民铁道出版社, 1978.

浅述铁路长大隧道通风技术 篇9

关键词：隧道,通风,技术,管理

1 工程概况

某新建客运专线隧道全长6 108 m,隧道内为人字坡,进口段为3 ‰的纵坡,出口段为-5 ‰的纵坡。该隧道地主要以花岗岩、凝灰岩为主,Ⅰ级,Ⅱ级,Ⅲ级围岩约占隧道全长的 90%,围岩总体良好。根据施工组织安排及施工方案,隧道进口采用凿岩台车施工,出口采用人工开挖;根据工期安排,结合工艺及设备配置,出口计划开挖2 865 m,进口计划开挖3 243 m,最大通风距离3 km以上。

2 通风参数计算和通风机选择

2.1 通风量计算

2.1.1 作业机械消耗风量

运渣车运营通风交通量,如下:

N=2×(S1/V1)/Tz+1[1] (1)

其中,N为运渣车辆台数,辆;S1为隧道掘进长度,km;V1为车辆洞内行走速度,km/h;Tz为装渣时间,min。

运渣车辆功率为200 kW,每1 kW配3 m3/min风量。

Q=P×N×W=2 940 m3/min。

考虑内燃机械施工时间的差异及车辆使用年限等因素,修正系数取1.1。

2 940×1.1=3 234 m3/min。

洞内风速:3 234/60/106=0.51 m/s>0.15 m/s(排尘风速)。

当开挖长度为2 700 m～3 200 m时,需通风量为3 234 m3/min。

2.1.2 最小风速确定风量

Q=60×V最小×S最大=60×0.15×120=1 080 m3/min[2] (2)

2.1.3 同时在洞内作业最多人数

开挖+衬砌+找平层及边墙基础+底板施工+电缆槽=40+50+15+20+20=145人。

Q=k×m×q=1.1×3×145=478 m3/min。

各阶段隧道设计风量和实际需用风量见表1。

2.2 通风管阻力计算

根据空气动力学理论,气流沿管道输送要受风管和风道摩擦阻力、管道局部阻力及可能的正面阻力,因此为把需要的风量输送到作业面,通风机必须具备相应的压力。

H机≥H总阻,

H总阻=∑h摩+∑h局+∑h正。

2.2.1 摩擦阻力

h摩$=\lambda \frac{LV{}^2}{2\text{g}d}\gamma {}^{[2]}$ (3)

其中,h摩为摩擦阻力,Pa;λ为达西系数;L为风管长度,m;V为风速,m/s;d为风管直径,m;g为重力加速度,m/s2;γ为空气容重,N/m3。

对任意形状管道d=4S/U,则:

h摩$=\lambda \frac{LUV{}^2}{2\text{g}S}\gamma {}^{[2]}$ (4)

其中,U为风管周长;S为面积;Q为管中风流量,m3/s;V为风流速度,V=Q/S。令$a=\frac{\lambda \gamma }{8\text{g}}$,将a和V代入式(4)得:

其中,a为摩擦系数;Q为风管流量,m3/s;S为风管面积,m2。

2.2.2局部阻力

气流在管中流动,遇到转弯、断面扩大、缩小或交叉等,产生风流阻力。如气流以V1速度从小断面S1进入大断面S2管道,速度降为V2,则气流能量损失为:

将S1V1=S2V2代入式(6)得:为局部摩擦系数,以V=Q/S代替V1,空气重力γ=12 N/m3,代入式(6),得局部损失公式为:

2.2.3阻力计算

对最大输送距离进行风阻计算:

SD-N010风机:h摩(1.5 m)=314.5 Pa,

h局(1.5 m)=29.6 Pa;

SD-1250风机:h摩(1.8 m)=329.2 Pa,

h局(1.8 m)=44.6 Pa。

总风阻值分别为:h总(1.5 m)=314.5+29.6=344.1 Pa,h总(1.8 m)=329.2+44.6=373.8 Pa。满足风机风阻要求。

2.3通风设备及动力

根据计算结果,出口配置SDF-1250,SD-N010各1台;进口因输送距离长、多个衬砌台车作业,漏风率难以控制,因此2 850 m～3 200 m时采用2台SDF-1250风机同时工作,如该段漏风率控制在20%以下,可减少1台。

3通风方案设计

3.1进、出口通风设计

当开挖长度小于650 m时采用SD-N010风机同时高速运转当开挖长度在650 m～2 100 m之间时采用SD-N1250风机同时低速、高速运转。当开挖长度在2 100 m～2 850 m之间时采用SD-N010,SD-N1250风机同时高速运转。当开挖长度在2 850 m～3 200 m之间时采用2台SD-N1250风机高、低速同时运转。

3.2通风方式修改

以上通风方案进口开挖长度在1 300 m～1 500 m之间时通风效果较差。

因此进口开挖长度在1 500 m～2 100 m之间时通风方式适当调整:采用混合式通风,SD-N1250风机往洞外抽,SD-N010风机往洞掌子面供风,两风机间距离错开60 m,以加快空气循环速度、减少漏风率。风机及配套供电变压器随综合洞室开挖往前移动,通过方案调整较好解决该段通风问题。通风设计见图1。

4通风管理

1)加强洞内空气质量监测,根据反馈信息调整通风系统;2)采取措施,减少洞内机械废气排放,控制运渣车烟排放浓度;3)建立健全管理制度,加强通风的日常管理,勤检查、常维护,保证风机正常运转;4)选用大直径、漏风小、风阻低的通风管及大风量高风压的强力风机;5)保证风管接头严密,避免车挂炮崩,防止漏风或尽量减少漏风。

5结语

良好的通风效果是安全生产、文明施工的前提,尤其是长大隧道的通风更是直接影响着施工生产,因而通风方案的优劣至关重要。该隧道得以如期完工得益于合理的通风设计方案及有效的管理,为独头掘进3 km左右长大隧道的施工通风提供了一定的借鉴价值。

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长大隧道通风施工论文 篇10

1 隧道防灾通风

公路隧道通风方案的设计, 需要考虑两个要点: (1) 满足交通运营通风; (2) 满足火灾发生时的通风需求。而第二点防火救灾是目前公路隧道尤其是长大公路隧道通风的重点难点, 而且是今后很长时间内需要攻破的难题。火灾工况时的隧道通风必须以保障人身财产安全为首要目的, 通过有效的防烟排烟设计, 控制烟气合理流动。总结成功经验, 隧道防灾通风设计应遵循以下原则: (1) 有利于人员逃生避难, 应尽量减少传到人体上的热负荷, 避免因纵向风流的混流而影响排烟和火灾救援; (2) 有利于消防救援人员展开救援和消防工作, 使消防救援人员从上风向接近火场; (3) 避免火场高温空气大范围扩散, 防止发生二次火灾导致火灾规模扩大; (4) 避免烟气进入相邻隧道或避难场所。简称为“两个有利于, 两个避免”。在研究通风方案时, 必须谨慎, 这包括两个方面, 一方面是基础设施的合理布置:隧道防火区段的划分, 横通道的设置、开启与关闭, 烟流排出的路径与速度, 逃生通道的空气补给, 避难洞的新风需求, 隔温安全段的长度和降温措施, 排风口的间隔和面积等;另一方面是机器调:配火灾时的风机控制, 部分风机损坏时的风机调配等。这些要点都要逐一详细研究。在研究这些问题的同时必须综合考虑隧道的正常通风以及安全等级和防灾救灾预案的制定, 并在通风方案的选择阶段和优化阶段, 分层次进行。研究的方法有多种, 可以综合物理实验的方法和数值模拟的方法同时进行。

目前隧道通风基本采用纵向通风方式。然而这种通风方式存在着一个严重的缺点, 该种通风系统中并未设置专门的排烟通道, 而是通过车行通道进行通风和排烟, 因此如何进行防灾通风和人员疏散是一个亟待解决的问题。《规范》规定, 纵向通风应视隧道内火灾点的位置确定风机的正反转, 应尽量缩短火灾烟雾在车道内的行程。在此基础上必须考虑隧道实际情况, 如果仅仅按照“缩短火灾烟雾在车道内的行程”进行排烟设计, 将可能造成火灾时人员疏散困难, 而这与通风设计原则背道而驰, 后果难以想象。

2 通风方案的优化

优化研究是对通风方案深化和完善的重要过程。在通风方式的选择和通风方案的初选结束之后, 我们需要对一些隐藏的深层次的问题进行综合考虑, 以求达到设计要求。方案的优化, 重点是研究方法的改进, 进行数值模拟时可分两步进行:首先, 根据一元流理论, 对不同斜 (竖) 井段、不同的交通条件、不同的风扇配置、风流隧道方向、风速、空气压力分布进行研究并给出通风模式的定性和定量的描述。然后, 你可以使用CFD技术, 进一步详细研究这些问题, 并研究细部结构如斜 (竖) 井断面、分流和汇流局部损失系数、射流风机效应、轴流风机进出口段最佳长度和角度、连通道和过渡端的阻力、连通道在灭火排烟中的作用、火灾时的烟雾分布规律、隧道污染物的扩散等对通风效果的影响。物理实验研究是利用物理模型, 模拟已拟定的通风方案在不同不同通风工况、细部结构、不同风机配置时的通风效果, 观测各个细部结构的流场分布, 实测模型内不同断面的风压、风流、风速;实测壁面不同细部损失系数和阻力系数、研究各个细部结构的最佳几何形状;以观测火灾发生时的烟流的分布, 风机排烟效果等, 确定风机的最佳配置;研究不同风机参数对风场的影响。数值模拟和物理模拟的研究方法目前还存在一些有待改进的地方, 如建立更符合实际的计算模型、非相似物理实验模型等。但是物理实验是优化研究的奠基, 它既是通风方案的验证, 也是通过实测为数值模拟提供计算参数, 修正和完善数值研究模型的有效途径。因此, 物理实验在长大及特长公路隧道的通风优化中扮演着重要的不可替代的作用, 决不能使之流于形式或是沦落为单纯的对通风方式单验正。

3 通风效果检测

在隧道竣工运营后对隧道通风状况进行实地检测, 这个过程称为通风效果检测, 《规范》规定, 其主要内容包括:隧道内的CO浓度、NO2浓度、HC浓度、烟雾透过率、风压、风速、噪音;隧道区域环境污染浓度、污染范围;风机性能、风机功率、风机组合功能、风机控制效果甚至于检测器件的灵敏度等。这些指标反映这隧道通风设计的成功与否, 通风效果检测是一项精细的工作, 显而易见, 其最大困难在于灭火排烟效果的检验以及设计交通工况的组织。这项工作不仅仅是对通风方案的考察和评估, 而且会为通风控制方案的完善提供有效的帮助。因此, 长大和特长公路隧道必须认真做好通风效果的检测工作, 不断改进通风方案, 以期达到设计要求和预计效果。

4 结束语

隧道通风是长大公路隧道建设中诸多难题中必须认真研究和解决的重中之重, 而对于防灾救灾的研究更是任重而道远。在基础理论、施工技术和手段等各方面我们都有许多地方有待提高。因此, 结合国内外大量实践经验, 加强公路隧道通风基础理论和应用技术的研究, 开拓思路, 努力进取, 才是攻破隧道通风道路上的一道道难题的唯一途径。

摘要：长大公路隧道的通风系统工程施工复杂、造价高、运营能耗大, 通风系统设计的合理与否, 对长大隧道工程建设影响巨大。本文重点论述了我国长大公路隧道通风中目前存在的几个需要注意问题, 并提出了解决这些问题的部分思路。

关键词：长大公路隧道,通风,自然风,烟雾浓度,火灾通风

参考文献

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