巷道式通风方案在大梁峁特长公路隧道中的应用

桥梁与隧道工程Ｂｒｉｄｇｅ＆Ｔｕｎｎｅｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　营道式通风方案在　大梁峁捞长公路隧遵巾的应用　常　伟　（中铁十二局集团第三工程有限公司，山西太原０３００２４）　摘要：随着我国隧道施工工艺的成熟，长大及特长隧道越来越多。结合具体工程，介绍巷道式通风技术及其使用效果。　实践证明，该技术能保证隧道内空气质量，并大大减少一次性投入，降低运营成本。　关键词：公路；隧道；巷道式；通风　中图分类号：Ｕ４５３．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—４７８６（２０１２）０１—０１２４—０３　Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｄｒｉｆｔ－Ｔｙｐｅ　Ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｉｎ　Ｄａｌｉａｎｇｍａｏ　Ｅｘｔｒａ－－－　Ｌｏｎｇ　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｔｕｎｎｅｌ　ＣＨＡＮＧ　Ｗｅｉ　（Ｔｈｅ　３ｒｄ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏ．，Ｌｔｄ．０Ｉ　Ｃｈｉｎａ　Ｒａｉｌｗａｙ　１２ｔｈ　Ｂｕｒｅａｕ　Ｇｒｏｕｐ，Ｔａｉｙｕａｎ　０３００２４，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｗｉｔｈ　ｔｈｅ　ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ　ｏｆ　Ｃｈｉｎａ　Ｓ　ｔｕｎｎｅｌ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ｔｈｅｒｅ　ａｐｐｅａｒｓ　ｍｏｒｅ　ａｎｄ　ｍｏｒｅ　ｌｏｎｇ　ａｎｄ　ｅｘｔｒａ－ｌｏｎｇ　ｔｕｎｎｅｌｓ．Ｃｏｍｂｉｎｅｄ　ｗｉｔｈ　ｓｐｅｃｉｉｆｃ　ｐｒｏｊｅｃｔ，ｔｈｉｓ　ｐａｐｅｒ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ　ｄｒｉｆｔ－ｔｙｐｅ　ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｔｅｃｈｎｏｌｏ—　ｇＹ　ａｎｄ　ｉｔｓ　ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ　ｅｆｆｅｃｔ．Ｔｈｅ　ｐｒａｃｔｉｃｅ　ｓｈｏｗｓ　ｔｈａｔ　ｔｈｉｓ　ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｃａｎ　ｅｎｓｕｒｅ　ｔｈｅ　ａｉｒ　ｑｕａｌｉｔｙ　ｉｎｓｉｄｅ　ｔｈｅ　ｔｕｎｎｅｌ，　ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｌｙ　ｒｅｄｕｃｅ　ｔｈｅ　ｏｎｅ　ｔｒｉａｌ　ｉｎｖｅｓｔｍｅｎｔ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｃｏｓｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｔｕｎｎｅｌ；ｄｒｉｆｔ—ｔｙｐｅ；ｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎ　ｌ　工程概况　大梁峁特长公路隧道位于陕西省延安市志丹县　道坡度为８５６％。，独头掘进，挖掘机和装载机同时　装渣，无轨运输出渣。施工通风需解决的问题：一　的大梁峁，是延志吴高速公路重难点控制性工程，　本隧道主要位于陕北黄土高原南部，地势总体为西　北高、东南低，境内以少石多土的黄土台源、黄土　梁峁沟壑为主。隧道左线全长为４　２７８ｍ，右线全长　为４　３０７ｍ，隧道出口部分左线长２　００８ｍ（Ｋ８１＋　３００～Ｋ８３＋３０８）．右线长２　０５５ｍ（ＹＫ８１＋３００～ＹＫ８３＋　是毒害气体，主要来源于爆破炮烟，无轨运输车辆　柴油机废气；二是粉尘，主要来源于岩尘、水泥　尘、烟尘等。施工通风方案前期采用压入式通风，　后期采用巷道式通风。　２　大梁峁隧道施工通风方案的计算说明　２．１　隧道施工环境标准　３５５），属于特长公路隧道，为双洞单向行车，设计　根据我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标　行车速度为８０ｋｍ／ｈ，隧道主洞净宽１０．２５ｍ，净高　７．１ｍ，每间隔３００ｍ左右设置人行通道或车行通道。　准的规定，隧道内施工作业段的空气必须符合下列　卫生标准。　隧道采用钻爆法施工，隧道最大断面为９５ｍ　，上坡　．粉尘浓度：国务院颁布的《关于防止厂矿企业　体化战略的必要　Ｉ￣［Ｊ１．综合运　｝　．｝　．Ｈ．｝＿｛．｝　．Ｈ．｝÷｝÷｝　．｝＿｛．｝　．｝＿｛．｝＿｛．｝＿｛－｝÷｝÷｝　．｝　．｝＿｛．｝　．｝＿｛・｝　・｝＿｛・｝　・｝＿｛・｝＿｛・｝　・｝÷｝＿暑・｝　・｝　・｝　・｝　・｝　・｝　・｝÷｝　・｝＿｛・｝　・｝寺｝　・｝÷｝　・｝　・｝寺｝　与县域公路交通发展的思考［Ｊ］．　交通标准化，２００４，（９）：３１—３５．　［４］胡兴华，唐热情，韩东方．　重庆统筹城乡交通发展若干问　题分析Ⅲ．重庆交通大学学报，　２００８，（６）：１１３１—１１３４．　一输，２００５，（６）：２１—２４．　［３】戴帅，孙黎莹．长株潭城市　群统筹城乡交通发展研究［ＪＪ．综　合运输２００９，（１）：３９－４３．　１２４　Ｉ交通标准化　［５］马银波．制定区域交通运输　收稿日期：２０１１－０９—２０　Ｂｒｉｄｇｅ＆Ｔｕｎｎｅｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ桥梁与隧道工程　中矽尘危害的决定》中规定，每立方空气含有１０％　以上游离二氧化硅的粉尘为２ｍｇ；含游离二氧化硅　在１０％以下时，不含有害物质的矿性和动植物性的　５＝１５＋２２０／５＝４９（ｍ）：　为通风时间３０ｍｉｎ。　经计算，Ｑ２＝１３１１．５ｍ３／ｍｉｎ。　２－４－３　按稀释内燃机车废气计算风量　根据隧规规定。内燃机械作业时ｌｋＷ供风量取　３ｍ３／ｍｉｎ，内燃机总功率为１９７￣１（挖掘机）＋２３５ｘ１　（装载机）＋２２５ｘ７（运输车）＝２００７（ｋＷ）（其中各台柴　油机设备工作时柴油机利用率系数，装载机、运渣　汽车、内燃机车均取０．６５）。　粉尘为１０ｍｇ：含游离二氧化硅在１０％以下的水混粉　尘为６ｍｇ。　氮氧化合物（换算成ＮＯ　）浓度：我国矿山安全　规程及《铁路隧道施工技术规范》规定，氮氧化合物　不得超过０．０００２５％，质量浓度不得超过５ｍｇ／ｍ。。　洞内空气成分（按体积计）：我国矿山安全规程　及《铁路隧道施工技术规范》规定，凡有人工作的地　点，氧气（０　）的含量不低于２０％，二氧化碳（ＣＯｚ）　的含量不得大于０．５％。　洞内作业人员每洞７０人，每人供风量３ｍ３／ｍｉｎ，　风量备用系数取１．２。　Ｑ３＝３ｘ２００７ｘＯ．６５＋７０ｘ３ｘ１．２＝４１６５．６５（ｍ３／ｍｉｎ）　根据计算。总通风量取其中的最大值４１６５．６５　ｍ　／ｍｉｎ。　洞内风量要求：每人每分钟供应新鲜空气不应　少于３ｍ３．柴油设备ｋＷ／ｍｉｎ需要新鲜空气不小于　３ｍ　。　考虑巷道式通风沿隧道损失和混凝土运输车影　响．取１．４倍系数。则风机提供的风量应为：　２．２　通风设计原则　Ｑ机＝Ｑ３ｘ１．４＝４１６５．６５ｘ１．４＝５８３１．９ｌ　ｍ　／ｍｉｎ）　＝充分利用现有设备，在满足通风效果的前提　下，进行合理调配，降低施工通风的成本。　２．３　设计参数　５８３２（ｍ３／ｍｉｎ）　洞内风速为：５８３２＋６０＋＇８０＝１．２２（ｍ／ｓ）（已衬砌段）。　２．４．４　开挖工作面通风量计算　开挖面通风是由射流通风机送新鲜空气到离开　挖面最近的车行通道，再由轴流通风机通过通风管　送到开挖面，通风距离是从车行通道到开挖面，最　开挖断面面积（１ｌＩ级围岩）：Ａ＝９５ｍ　；衬砌后　断面面积为８０ｍｚ；一次爆破用药量Ｇ＝２２０ｋｇ（Ⅲ级　围岩循环进尺３ｍ）；　洞内最多作业人数：按每工作面平均７０人；　爆破后通风排烟时间：ｔ＝３０ｍｉｎ；　通风管：采用１．３ｍ软管；　管道百米漏风率：／３＝１％：　最大通风长度：Ｌ＝２０００ｍ。　２．４　风量计算　大距离为７００ｍ，需要的风量根据上述公式计算，　最低风速需用风量为８５５ｍｓ／ｍｉｎ，爆破排烟需　１　３１１．５ｍ３／ｍｉｎ，按稀释内燃机车废气计算风量，取　掌子面同时工作的挖掘机１台，装载机１台，运渣汽　车２台，内燃机功率取１９７ｘｌ（挖掘机）＋２３５ｘｌ（装载　机）＋２２５ｘ２（运输车）＝８８２（ｋＷ），考虑功率利用系　数为０。６５，则所需风量为１　７１９．９ｍ３／ｍｉｎ，为隧道工　总通风量从三个方面考虑．具体为按洞内允许　最低风速计算得Ｑ。；按排除爆破炮烟计算得Ｑ：；按　洞内最多工作人员数和设备计算得Ｑ　。通过计算，　取其中最大值。　２．４．１　按最小风速计算风量（每个工作面）　作面所需新鲜风量。供风长度按１　３００ｍ￣－ｌ－，考虑风　管漏风，则风机提供的风量应分别为：　Ｑ机＝Ｑ需／（１］８）　ｏ￣＝１７１９．９／（１－０．Ｏ１）。瑚　００　＝１　９５９．９５ｍ３／ｍｉｎ。　根据《铁路隧道施工技术规范》（ＪＢＪ　２０４—８６）　规定，全断面开挖洞内最小风速为０．１５ｍ／ｓ。　２．５　风压的计算　隧道内通风阻力计算：　摩擦阻力Ｐ　＝６．５ｘａｘＬｘ（Ｑ／６Ｏ）２／ｄ　式中，Ｏ／为风阻系数，取０．００２５；Ｌ为隧道通风　Ｑ１＝ＶｘＳｘ６０＝９５ｘＯ．１５ｘ６０＝８５５（ｍ３／ｍｉｎ）　２．４．２　按稀释爆破炮烟计算风量　ｎ一５Ｇｂ－ＡＬ０　２一长度，１　３００ｍ（１　３００ｍ之前采用压入式通风）；ｄ为　配用风管直径，按４，１．３ｍ计算。　考虑漏风和坡度影响，系数为１．１，则：　Ｐｍ＝１．１ｘ６．５ｘ０．００２５ｘ１３００ｘ（１７１９．９／６０）２／１＿３　＝ｔ　式中，Ｇ为每循环装炸药量２２０ｋｇ；ｂ为炸药爆　炸时的有害气体生成量，岩层中爆破取４０；Ａ为隧　道断面面积９５ｍ　；Ｌ。为炮烟抛掷区长度，Ｌ。＝１５＋Ｇ／　５１４２．５（Ｐａ１　２０１２年１月第１期Ｉ　１２５　桥梁与隧道工程　根据计算风机应提供的风量１　９５９．９５ｍ３／ｍｉｎ￣［１　风压５　１４２．５Ｐａ及坡度并结合生产通风机性能参数　选型。　风机：选择ＳＤＦ（Ｂ）一Ｎｏ．１２．５，功率为１１０ｋＷｘ　２，配用通风带西１．３ｍ。　表１所示为隧道通风机、风管性能及数量表。　表１　隧道通风机、风管性能及数量表　风机性能　图１　大梁峁隧道第一阶段施工通风示意图　第二阶段实施巷道式通风．施工通风示意图如　台数　名称及型号　功率／ｋＷ　风量／（ｍ３／ｍｉｎ）　风压／Ｐａ　变极多速　高速　隧道风机　中速　３４ｘ２　１０５２－１９６８　６２９～２４４５　图２所示。　ｌｌＯｘ２　１５５０￣２９１２　８６０～５３５５　２　ＳＤＦ（Ｃ）一　Ｎｏ．１２．５　低速　ｌ６ｘ２　８４０￣１４７５　３５５Ｎ１３７５　软风管指标　抗静电、阻燃，直径４＇１３００ｍｍ，节长２０ｍ，　总长１３００ｍ　２　大梁峁隧遁第二阶段施工通风乐葸　２．６　射流风机型号选择　实施巷道式通风后．必须对前三条人行横洞和　前两条车行横洞进行封闭，具体施工方案如下：　ａ）在右线Ｋ８２＋０５５里程（距洞口１　３００ｍ）处布置　射流风机的风量与风机的风量满足稀释柴油机　废弃所需的风量和隧道风流的速度影响，射流风机　所需的风量为：　２台三级调配式风机（功率ｌｌＯｋＷｘ２）作压入式通风，　用软管通过横通道分别接至离两洞掌子面３０ｍ～５０ｍ　处，向掌子面压入新鲜空气；　Ｑａ＝ＶｘＳｘｋ　式中，　为隧道回风风速，ｍ／ｓ；Ｓ为隧道成型　断面积，ｍ　，　为沿程损失。　ｂ）右洞掌子面与横通道之间的废气通过车行横　洞向左洞排出，并在第三个车行横洞右侧安装一台　则　Ｑ机＝０．３ｘ８０ｘ１．２＝２８．８（ｍ３／ｓ）　根据计算的风量，选择射流风机型号：ＳＳＦ　Ｎｏ．１０／３０ｋＷ。基本性能参数：风量：２９．７ｍ３／ｓ；风　速：３５．９ｍ／ｓ；推力：１　１６０Ｎ；功率：３０ｋＷ。　２．７　通风布置　３０ｋＷ射流风机．用于挡住污浊空气通过车行横洞　进入右洞，该射流风机随左、右线通风巷道的改变　而移动：　ｃ）由于左洞作为出渣洞，在左洞从洞口开始每　隔５００ｍ　８００ｍ安装ｌ台３０ｋＷ射流风机，向外排污风，　射流风机之间的距离根据洞内排烟效果进行调整。　具体布置见图２。　３　通风方案使用效果　对于特长公路隧道，其通风方案的优劣不仅关　系到隧道的施工进度，还直接影响作业人员的身体　健康，是控制工程施工经济成本的关键所在。由于　隧道开挖打眼、爆破、出渣、喷锚等各工序污染的　程度不同，通风量和通风难度随着隧洞的延伸而逐　步加大，特别是上坡方向的隧道向外排出污染空气　时，难度就更加明显。通风量的设计应是动态的。　经过大梁峁隧道的实践与应用，该通风设计方　案满足了洞内作业的通风要求。该方案有如下优点：　ａ）创造洞内良好的通风环境；　ｂ）洞内作业环境满足施工人员的作业要求，呼　吸顺畅，洞内温度为２５ｃ【＝～２８℃，湿度为８０％～９０％；　ｃ）洞内能见度适宜，出渣运输车辆和交叉作业　因此，通风方案应按照《公路隧道通风照明设计规　范》合理设计，并分阶段性进行实施。　第一阶段为压入式通风：采用两台ＳＤＦ（Ｂ）一　Ｎｏ．１２．５轴流式通风机位于洞口向隧道开挖面直接　送风．通风效果随距离的增加逐步降低，压人式通　工序从未受到洞内空气效果的影响，也未发生过安　全事故。　４　巷道式通风与全程压入式通风的比较　根据所需风量。全程压人式通风２　０５５ｍ需要　风距离一般可达到１５００ｍ～１８００ｍ。若换了更大功率　的轴流通风机，则可加长通风距离，如图ｌ所示。　１２６　ｌ交通标准化　Ｈｉｇｈｗａｙ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ道路工程　宋　亮　（新疆维吾尔自治区交通规划勘察设计研究院，新疆乌鲁木齐８３０００６）　摘要：新疆公路建设中首次提出供水、供电工程先行实施，主体工程施工时加以利用的方案。这在公路建设项目中取得　了很好的效果，为公路工程降低施工、运营费用提供了切实可行的新思路。　关键词：公路；供水；供电；方案　中图分类号：Ｕ４１５．５　文献标识码：Ａ　文章编号：１００２—４７８６（２０１２）０１—０１２７—０４　Ｄｓｃｕｓｓｉｏｎ　ｏｎ　Ｗａｔｅｒ　ａｎｄ　Ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｓｃｈｅｍｅ　ｆｏｒ　Ｆａｃｉｌｉｔｙ　ａｌｏｎｇ　Ｈｉｇｈｗａｙ　ｉｎ　Ｇｏｂｉ　Ｄｅｓｅｒｔ　Ｒｅｇｉｏｎ　ＳＯＮＧ　Ｌｉａｎｇ　（Ｘｉ￣ｉａｎｇ　Ｔｒａｎｓｐｏｒｔ　Ｐｌａｎｎｉｎｇ　Ｓｕｒｖｅｙ　Ｄｅｓｉｇｎ　ａｎｄ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ，Ｕｒｕｍｑｉ　８３０００６，Ｃｈｉｎａ）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ａｕｔｈｏｒ　ｆｉｒｓｔ　ｐｒｏｐｏｓｅｓ　ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｔｈａｔ　ｗｅ　ｃａｎ　ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅ　ｔｈｅ　ｗａｔｅｒ　ａｎｄ　ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｓｕｐｐｌｙ　ｐｒｏｊｅｃｔ　ｉｎ　Ｘｉｎｊｉａｎｇ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｂｅｆｏｒｅ　ｔｈｅ　ｍａｉｎ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ｐｒｏｇｒａｍ．Ｔｈｅ　ｓｃｈｅｍｅ　ｈａｓ　ａｃｈｉｅｖｅｄ　ｔｈｅ　ｇｏｏｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ　ａｎｄ　ｐｒｏｖｉｄｅｄ　ａ　ｐｒａｃｔｉｃａｌ　ｎｅｗ　ｉｄｅａ　ｆｏｒ　ｈｉｇｈｗａｙ　ｐｒｏｊｅｃｔｓ　ｔｏ　ｒｅｄｕｃｅ　ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ　ａｎｄ　ｏｐｅｒａｔｉｎｇ　ｃｏｓｔｓ．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｈｉｇｈｗａｙ；ｗａｔｅｒ　ｓｕｐｐｌｙ；ｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｙ　ｓｕｐｐｌｙ；ｓｃｈｅｍｅ　１　引言　不便，施工用水运距较远，沿线无已有电网，而采　用自发电供电不稳定等问题。不仅影响工程进度，　而且增加了工程造价。运营期间服务、管养设施供　新疆占我国陆地面积的１／６，但适合人类居住　的绿洲仅占新疆土地面积的８．８９％，绿洲之间被沙　漠、戈壁和高山阻隔。近者相距几公里、几十公　里，远者上百或数百公里。由于干旱少雨、大风、　极寒等恶劣气候，形成众多无人区。疆内公路常常　穿越上百公里戈壁荒漠，公路建设时普遍遇到供水　水、供电工程一般在主体工程完成后敷设专用管　线．管线架设费用较高。能否将施工、运营期间供　水、供电设施统筹考虑，避免重复投资，合理降低　造价．是目前新疆公路工程建设不容回避的重要问　３００ｋＷ以上轴流风机或再增加相应风机接力。同时　伴随着洞内空气质量极差，通风时间长；单洞通风　带需用２　０１５ｍ，通风负荷和维护工作量极大。采用　巷道式通风后。根据通风距离和效果可逐步增加负　荷．但最大单洞负荷不超过２００ｋＷ，通风时间在　进一步推进，我国西部地区高速公路还将大量建　设。不可避免地还将出现更多的长大隧道。延安安　塞经志丹至吴起高速公路大梁峁隧道已安全、顺利　贯通，进一步丰富了我国高速公路隧道的建设经　验．对类似工程具有很强的借鉴作用。　３０ｒａｉｎ内完成．保证了隧道内空气质量；单洞通风　带最长１　３００ｍ，大大减少了一次性投入，也大大减　少了通风维护工作量，运营成本明显降低。　５　结语　作者简介：常伟（１９８０一），男，工程师。　收稿日期：２０１１－０９—１６　随着我国经济社会的快速发展和西部大开发的　２０１２年１月第１期Ｉ　１２７