淺議公路隧道施工通風(fēng)設(shè)計(jì)

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摘要：隧道施工通風(fēng)應(yīng)作為一個(gè)重要問(wèn)題而擺在各級(jí)施工管理部門(mén)的議事日程上, 完善和創(chuàng)新管理模式，從而使其走向規(guī)范化的軌道上。本文具體進(jìn)行了公路隧道施工通風(fēng)設(shè)計(jì)。 

關(guān)鍵詞：公路隧道施工通風(fēng)設(shè)計(jì)  中圖分類(lèi)號(hào)：x734文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：a 文章編號(hào)：  隧道施工通風(fēng)是整個(gè)隧道施工管理工作中極其重要的一個(gè)環(huán)節(jié), 它不僅影響施工環(huán)境質(zhì)量, 而且也直接關(guān)系施工進(jìn)度。因此, 隧道施工通風(fēng)應(yīng)作為一個(gè)重要問(wèn)題而擺在各級(jí)施工管理部門(mén)的議事日程上, 完善和創(chuàng)新管理模式, 從而使其走向規(guī)范化的軌道上, 為確保施工進(jìn)度, 保障施工人員的健康創(chuàng)造一個(gè)良好的施工環(huán)境。  一、通風(fēng)方式及其應(yīng)用  1、通風(fēng)方式分類(lèi)  通風(fēng)方式根據(jù)隧道長(zhǎng)度、施工方法和設(shè)備條件確定,分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。自然通風(fēng)既利用隧道內(nèi)、外的大氣壓差進(jìn)行通風(fēng),無(wú)需機(jī)械設(shè)備;機(jī)械通風(fēng)是采用風(fēng)機(jī)為動(dòng)力,配以風(fēng)筒送、排風(fēng)的通風(fēng)方式(壓入式通風(fēng)、抽出式通風(fēng)、混合式通風(fēng))。機(jī)械通風(fēng)兩種基本方式(壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng))見(jiàn)隧道施工基本通風(fēng)方式圖(圖1);混合式通風(fēng)是兩種基本通風(fēng)方式相配合使用,分為長(zhǎng)壓短抽式、長(zhǎng)抽短壓式(前壓后抽式、前抽后壓式)。各自的適用性及優(yōu)缺點(diǎn)如下表1。    2、通風(fēng)方式選擇要點(diǎn)  通風(fēng)方式的選擇應(yīng)針對(duì)污染源的特性進(jìn)行,在選擇時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn):  （1）自然通風(fēng)因其影響因素多、通風(fēng)效果不穩(wěn)定且不易控制,盡量避免使用。故除短直隧道外,有軌運(yùn)輸隧道宜采用吸出式或混合式通風(fēng),無(wú)軌運(yùn)輸隧道宜采用壓入式或變換式通風(fēng)。  （2）壓入式通內(nèi)能將新鮮空氣直接輸送至工作面,有利于工作面施工,但污染空氣將流經(jīng)整個(gè)坑道,若采用大功率、大管徑設(shè)備,該通風(fēng)方式適用范圍較廣。  （3）吸出入通風(fēng)的風(fēng)流方向與壓入式相反,但其排煙速度較慢,且易于在工作面形成炮煙停滯區(qū),故一般很少采用,因此,常在工作面處另設(shè)局扇以構(gòu)成混合式通風(fēng)系統(tǒng)。  （4）混合式通風(fēng)具有壓入式和吸入式的優(yōu)點(diǎn),但管路、風(fēng)機(jī)等設(shè)施增多,在管徑較小時(shí)可采用,若有大管徑、大功率風(fēng)機(jī)時(shí),其經(jīng)濟(jì)性不如壓入式。  （5）有平行導(dǎo)坑施工的隧道應(yīng)采用巷道式通風(fēng),其通風(fēng)效果主要取決于通風(fēng)管理的好壞。  二、施工通風(fēng)控制條件  1、粉塵濃度  含有10% 以上的游離二氧化硅( sio2) 的粉塵應(yīng)小于2mg/ m3, 含有游離二氧化硅在10% 以下時(shí),水泥粉塵不大于6mg/ m3。  2、一氧化碳的濃度  根據(jù)有關(guān)規(guī)范規(guī)定: 空氣中一氧化碳體積濃度不大于0. 0024% , 施工人員進(jìn)入開(kāi)挖面時(shí), 濃度可允許到100mg/ m3( 稱(chēng)為進(jìn)入濃度) , 但施工人員進(jìn)入開(kāi)挖面后30min 內(nèi), 濃度應(yīng)小于30mg / m3 ( 稱(chēng)為允許濃度) 。  但規(guī)范并未對(duì)柴油機(jī)進(jìn)洞后的co 濃度做出單獨(dú)規(guī)定, 因此, 在實(shí)際施工中, 常常不分情況一律采用允許濃度30mg/ m3。筆者認(rèn)為, 關(guān)于開(kāi)挖面co的濃度問(wèn)題應(yīng)主要根據(jù)出碴運(yùn)輸方式來(lái)確定。若采用有軌運(yùn)輸, 則完全可以避免廢氣的生成, 那么在通風(fēng)量計(jì)算中, 由于爆破時(shí)所產(chǎn)生的廢氣濃度隨時(shí)間的增加而減少。一般采用進(jìn)入濃度100mg/ m3, 并在進(jìn)入后廢氣濃度降至30mg / m3。而當(dāng)采用無(wú)軌運(yùn)輸時(shí), 洞內(nèi)使用的內(nèi)燃施工機(jī)械排放出大量廢氣,這時(shí), 廢氣濃度的特點(diǎn)是開(kāi)始逐漸上升, 經(jīng)過(guò)一段時(shí)間后相對(duì)穩(wěn)定在最大值數(shù)小時(shí), 出碴結(jié)束后廢氣濃度逐漸減小, 因此, 不能再采用允許濃度30mg/ m3,參照國(guó)外及我國(guó)冶金礦山安全標(biāo)準(zhǔn)采用進(jìn)入濃度125mg/ m3, 允許濃度62. 5mg/ m3 較合適。同時(shí)考慮到在全隧道實(shí)行同一標(biāo)準(zhǔn)的難度, 應(yīng)對(duì)隧道內(nèi)的不同地段實(shí)施不同的標(biāo)準(zhǔn)。筆者認(rèn)為對(duì)隧道內(nèi)主要施工地段采用co 允許濃度, 對(duì)于其他地段采用co進(jìn)入濃度。從而在保證滿(mǎn)足施工環(huán)境的前提下, 減少需風(fēng)量, 降低施工成本。  3、氮氧化物濃度  一般要求氮氧化物的體積濃度不大于0.00025% , 重量濃度不大于5mg / m3。  4、洞內(nèi)空氣成分( 按體積)  凡有人工作的地點(diǎn), 氧氣的含量不小于20%,二氧化碳的含量不大于0. 5% 。  5、洞內(nèi)風(fēng)量要求  每人每分鐘供應(yīng)新鮮空氣不小于3m3。  6、洞內(nèi)風(fēng)速要求  一般要求洞內(nèi)風(fēng)速不小于0. 25m/ s, 且不大于6m/ s。  三、施工通風(fēng)量計(jì)算  在隧道施工通風(fēng)量計(jì)算方法的研究中, 出現(xiàn)了多種不同的觀點(diǎn), 提出的計(jì)算方法也各不相同。根據(jù)我國(guó)多年來(lái)隧道施工經(jīng)驗(yàn), 洞內(nèi)供風(fēng)量的計(jì)算應(yīng)從以下三個(gè)方面通盤(pán)考慮, 分別計(jì)算出各種情況下的通風(fēng)量, 取其最大值即為工作面所需風(fēng)量。  1、按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算  根據(jù)洞內(nèi)工作面施工人員人數(shù)及洞內(nèi)風(fēng)量要求, 一般采用下式計(jì)算通風(fēng)量:  q= q.m.k  式中: q 為洞內(nèi)通風(fēng)量, ( m3/ min) ; q 為每人每分鐘呼吸所需空氣量, 通常取q= 3m3/ min; m 為洞內(nèi)同時(shí)工作的施工人員數(shù)量; k 為風(fēng)量備用系數(shù), 一般取k= 1. 15。  2、按壓入式通風(fēng)降低有害氣體濃度計(jì)算  根據(jù)壓入式通風(fēng)把工作面爆破產(chǎn)生的有害氣體濃度降至允許濃度, 一般采用下式計(jì)算通風(fēng)量:  式中: q 為洞內(nèi)通風(fēng)量, ( m3/ min) ; t 為通風(fēng)時(shí)間( min) ; g 為一次爆破的最大炸藥量, ( kg) ; a 為巷道橫斷面積, ( m3 ) ; l 為臨界長(zhǎng)度, ( m) , 根據(jù)l =12. 5gbk/ ap2 計(jì)算, 其中k 為系統(tǒng)擴(kuò)散系數(shù), 與風(fēng)管口距工作面的距離及風(fēng)管直徑有關(guān); 7 為與巷道潮濕情況有關(guān)的系數(shù), 一般可取0. 3; b 為炸藥爆破時(shí)的有害氣體產(chǎn)生量; p 為風(fēng)管的漏風(fēng)系數(shù), 根據(jù)p=  計(jì)算, 其中l(wèi) 為通風(fēng)距離, p100 為100m 漏風(fēng)率。  3、按洞內(nèi)允許最小風(fēng)速計(jì)算  根據(jù)施工通風(fēng)時(shí), 洞內(nèi)允許最小風(fēng)速計(jì)算通風(fēng)量時(shí), 按下式計(jì)算:q= 60.a.v  式中: q 為通風(fēng)量, ( m3/ min) ; v 為最小允許風(fēng)速, ( m/ s) , 取0. 25m/ s;a 為巷道橫斷面積( m2)  四、通風(fēng)設(shè)備的配置  根據(jù)施工通風(fēng)方案, 施工通風(fēng)長(zhǎng)度, 通風(fēng)管節(jié)長(zhǎng)及百米漏風(fēng)率等參數(shù), 經(jīng)計(jì)算確定所需風(fēng)機(jī)的類(lèi)型及數(shù)量, 盡量選用風(fēng)量大, 風(fēng)壓高, 適用于長(zhǎng)距離及大風(fēng)管送風(fēng), 低噪聲的風(fēng)機(jī)。目前, 長(zhǎng)大隧道的施工通風(fēng)多采用長(zhǎng)管路通風(fēng)方式, 風(fēng)管的質(zhì)量好壞和適用性對(duì)通風(fēng)效果會(huì)產(chǎn)生明顯影響。風(fēng)管有軟管和硬管兩種, 從技術(shù)和經(jīng)濟(jì)角度來(lái)看, 軟風(fēng)管一般優(yōu)于硬風(fēng)管。在選擇風(fēng)管時(shí)應(yīng)考慮其漏風(fēng)率、阻力大小、接頭氣密性、變形大小、安裝條件等方面的因素。風(fēng)管的直徑應(yīng)根據(jù)巷道斷面, 通風(fēng)量和風(fēng)管長(zhǎng)度綜合考慮確定。  五、施工通風(fēng)管理  根據(jù)實(shí)際調(diào)查了解, 多數(shù)施工單位對(duì)施工通風(fēng)工作不夠重視, 施工環(huán)境質(zhì)量及施工環(huán)境衛(wèi)生意識(shí)淡漠, 加之缺乏專(zhuān)門(mén)的通風(fēng)技術(shù)和管理人員, 造成通風(fēng)效果不良, 形成開(kāi)挖、運(yùn)輸與通風(fēng)不協(xié)調(diào), 甚至嚴(yán)重影響施工進(jìn)度及施工人員的身體健康。有時(shí)盡管許多工程為取得良好的施工通風(fēng)效果而組織了通風(fēng)技術(shù)服務(wù), 但是, 由于技術(shù)和管理等諸方面的原因,良好的通風(fēng)系統(tǒng)得不到好的通風(fēng)效果。因此, 應(yīng)在強(qiáng)化施工環(huán)境質(zhì)量意識(shí)的同時(shí), 切實(shí)加強(qiáng)通風(fēng)系統(tǒng)的管理, 落實(shí)通風(fēng)費(fèi)用, 保證風(fēng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn), 爆破后及時(shí)送風(fēng), 及時(shí)按要求掛接風(fēng)管并修補(bǔ)破洞, 充分發(fā)揮通風(fēng)系統(tǒng)的整體功能效應(yīng)作用, 為施工創(chuàng)造一個(gè)良好的環(huán)境條件。  參考文獻(xiàn)：  [1] 陳艷莉. 淺議公路隧道施工通風(fēng)設(shè)計(jì)及要求[j]. 科學(xué)之友, 2011,(01)  [2] 陳利, 陳賀雙. 烏池壩隧道通風(fēng)豎井施工[j]. 華南港工, 2008,(03)  [3] 王立琛. 長(zhǎng)大公路隧道施工通風(fēng)技術(shù)研究[j]. 山西建筑, 2009,(11)  [4] 苑郁林, 楊木高. 烏鞘嶺鐵路隧道施工通風(fēng)特點(diǎn)及其對(duì)施工組織的制約性[j]. 公路, 2003,(s1)  [5] 陳曦, 江宇. 公路隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)實(shí)例[j]. 山西建筑, 2009,(26)  [6] 秦國(guó)良, 張家忠, 王邦鴻, 秦松. 西安—安康公路ⅰ線隧道北口施工通風(fēng)方案分析[j]. 通用機(jī)械, 2003,(10)  注：文章內(nèi)所有公式及圖表請(qǐng)用pdf形式查看。