南支与岔口连通隧洞工程通风方案

　　摘要：隧洞施工中的通风换气系统，关系到施工能否顺利进行和施工作业人员的人身安全，是隧洞施工中需要解决的首要问题，但是，由于不同施工方案、不同施工条件、不同挖掘长度的限制，使得隧洞施工难以形成统一的通风技术方案和管理措施，本文从具体工程实例进行分析，总结工程通风方案优缺点，供同类工程参考。
　　关键词：隧洞；施工；通风；设计
　　1、前言
　　近年来，随着灌区节水改造工作的推行，节水已成为我局发展高效农业的必选之路，南支与岔口连通工程是调整供水方向、减少河道输水损失、提高灌溉保证率的需要，隧洞的施工以其施工技术复杂、难度大、风险高，成为控制工程工期的主要环节，特别是隧洞施工中的通风换气系统，关系到施工能否顺利进行和施工作业人员的人身安全，一直受到施工单位的重视，并开展了一系列的研究和实践摸索。但是，由于不同施工方案、不同施工条件、不同挖掘长度的限制，使得隧洞施工难以形成统一的通风技术方案和管理措施，给隧洞施工工期带来较大的不利影响。
　　南支与岔口连通工程隧洞段总长2964米。其中土质隧洞2802米，石方爆破段隧洞162米。隧洞最大埋深33.0米，最小深21.0米，根据现状地形条件施工时分别在1+100及2+500处布置了两个施工支洞，增加了4个工作面，单工作面最大进尺约700.0米，隧洞设计断面为城门洞型，钢筋混凝土结构，断面尺寸为2.0*2.0米，根据的国内小断面隧洞施工经验，考虑到本次隧洞施工以人工开挖为主，除隧洞出口段为人工钻爆需要排烟外，其它区段均不需要考虑通风排烟的情况。
　　2、通风设计要求
　　根据地下建筑开挖时需要的风量，可根据以下要求计算确定，并取其最大值：
　　a按洞内同时工作的最多人数计算，每人每分钟应供3.0m3的新鲜空气。
　　b按爆破20min内将工作面的有害气体排出或冲淡至容许浓度（每千克2号岩石硝铵炸药爆炸后可产生40L一氧化碳气体）。
　　c洞内使用柴油机械时，可按每千瓦每分钟消耗4m3风量计算，并与工作人员所需风量相叠加。
　　d计算通风量时，一般洞室通风系统漏风系数可按1.20~1.45选取；对于较长洞室可视洞室长度专门研究确定。
　　e计算的通风量，应按最大、最小容许风速和相应的洞内温度所需风速进行校核。
　　3、施工通风解决方案
　　根据本工程不同施工段的具体情况，采用以下解决方案：
　　3.1、通气孔（竖井）通风
　　隧洞埋深较浅（平均约27.0米），且地面平整，交通条件较好，黄土层结构稳定易于钻孔成型，沿隧洞轴线方向，每150米间隔修建直径600毫米的通气孔1个。采用螺旋钻机造孔19个，造孔总进尺约514多米，孔壁无需加固。通气孔成型后在孔底部安装750W换气扇一台，在掘进过程中，通气孔距掌子面之间架设软管连接供气，在50米内进尺范围内，末端有效风量可达6.0m3，百米漏风率约为12.0%。
　　
　　3.2、轴流风机通风
　　竖井加换气扇通风在实际使用中发现通风情况受洞外气温、气压等气候因素变化影响较大，为了更好的解决通风问题，在距通风竖井较远的掌子面上采用了YBT52-2型轴流风机辅助供风，安装在支洞口6.0米位置，风管采用φ400PVC柔性软管，单节长度15.0米，本工程最大供风距离360.0米。通风系统应设有专人负责运行、维护和管理，风管与风机的布置，按照下列规定：
　　a风管直径根据管内风速确定。风管材料根据通风方式选择；
　　b风管应按设计要求布设，保证通风效果最佳；
　　c吊挂风管应做到平、直、紧、稳、顺；
　　d尽可能减少风管接头数量；
　　e一台风机不能满足风量要求时，可数台风机串+联运行。
　　3.3、石方爆破段通风
　　南支与岔口连通工程隧洞95％为土质隧洞，仅在隧洞出口处有162.0m隧洞穿越岩石段，需要进行爆破开挖，需要高压风进洞。根据工程规模设置供风系统，空压机站的容量应按以下要求确定：
　　a与明挖工程使用统一的供风系统时，按总体规划确定；
　　b空压机站应设有备用容量，一般按总容量的30%配置，但不宜小于其中最大一台空压机的容量；
　　c高寒缺氧地区应适当增加空压机站的容量；
　　d使用单独的空压机站时，应按同时作业的最大用风量确定，并计入风量损失。
　　因此根据实际需要，在隧洞出口位置布置了2台7.0m3的柴油动力空压机，用DN50钢管送风至施工掌子面带动风钻作业。施工通风由于供风距离较短，使用了一台JBT62-2,功率为11KW的轴流风机供风解决，该风机最大供风量225m3/s、最大风压2400Pa满足了施工要求。空压机站设置在洞口附近，并配备有防火、降温和保温设施。
　　4、总结心得
　　在施工过程中，工作面附近的最小风速控制在0.25m/s,洞身最大风速不大于4.0m/s，完全可以满足小断面隧洞施工需要。同时我们也在思考，针对埋深较浅（30米以内），便于开挖且风孔成型好的土质小断面隧洞时，如果加大通风孔密度、采用风压、风量合适的排（换）气扇直接给掌子面供风的话能否满足施工要求，还需要在以后的工作实践中继续探索。如果能够得以实现，则可以大大降低工程成本，提高通风效率，减少小断面随洞内管线的布置数量，对隧洞施工来说未尝不是一件有利的事情。
　　参考文献：
　　《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）
　　《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（中华人民共和国水利行业标准SL）

《南支与岔口连通隧洞工程通风方案》

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