王進進（中電建路橋集團，重慶　北碚　400700）

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高速公路特長隧道施工巷道式通風設(shè)計與效果檢驗

王進進（中電建路橋集團，重慶北碚400700）

本文介紹了渝廣高速華鎣山隧道施工的通風設(shè)計與效果檢驗，并通過風速量測分析評價實施效果，為后期大斷面高瓦斯隧道提供了一個較好的施工通風范例。

煤與瓦斯突出；特長隧道；施工巷道式通風；效果檢驗

1　前言

近年來，我國西部山區(qū)高速公路飛速發(fā)展，由于線路走廊限制，賦存高瓦斯甚至煤與瓦斯突出長大隧道數(shù)量急劇增加，由于產(chǎn)生瓦斯爆炸的兩個要素（發(fā)火點、瓦斯?jié)舛龋┲邪l(fā)火點是無法避免的，只有通過科學高效的通風方式降低瓦斯?jié)舛龋拍苡行П苊獍l(fā)生瓦斯隧道的安全事故。安全的作業(yè)環(huán)境是隧道施工的根本保證，也是隧道施工安全理念：以人的生命為最重要。要實現(xiàn)安全的作業(yè)環(huán)境，就離不開科學的隧道施工通風設(shè)計。高速公路高瓦斯、長大隧道施工通風設(shè)計的有效性，決定著隧道的質(zhì)量、安全、進度、施工作業(yè)人員的職業(yè)健康和生命安全。隨著全社會對安全生產(chǎn)認識的，作業(yè)工人安全意識的增強，以及新安全生產(chǎn)法法對從業(yè)單位及管理提出了更高的要求，項目參建各方對通風設(shè)計越來越重視。

2　工程概況

（重慶）廣（廣安）高速公路華鎣山隧道，設(shè)計為 100km/h雙向六車道高速公路特長隧道，隧道左線（ZK23+467～ZK28+ 485）全長5018m，右線（K23+467～K28+467）全長5000m，總體走向約298°，兩線相距16～30m，隧道凈空高度為8.0m，襯砌完成后寬度達12.5m。隧道內(nèi)路面縱坡為人字坡，進口端為0.507%的上坡，出口端為1.993%的上坡的，進口路面橫坡-2%，出口路面橫坡3%。隧道內(nèi)11個人行橫通道、5個車行橫通道、單線5個緊急停車帶。左右線分四個掘進工作面對向施工。華鎣山隧道穿越三疊系須家河組煤系地層、二疊系下統(tǒng)龍?zhí)督M煤系地層，二疊系上統(tǒng)長興組高瓦斯地層，煤層采空區(qū)、高瓦斯礦井、巖溶溶洞區(qū)、高承壓水地段，地下暗河。被業(yè)界譽為“不良地質(zhì)博物館”。是渝廣高速公路關(guān)鍵控制性工程。

3　工區(qū)劃分

華鎣山隧道分為非瓦斯段-高瓦斯段-低瓦斯段-高瓦斯段。根據(jù)《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》（TB10120-2002），可供選擇的通風方式有管道獨頭壓入式和巷道式通風。

4　需風量計算

按照《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》及《煤礦安全安全施工規(guī)程》要求，瓦斯隧道施工中防止瓦斯聚集的風速不宜小于1m/s。風速在0.3m/s時，瓦斯會從涌出點點反流形成瓦斯帶。當風速為0.5m/s時，瓦斯將不會發(fā)生反流，但也可能會形成瓦斯帶。當風速大于1m/s時，則不會形成瓦斯帶，不會在上部聚積。由于華鎣山隧道屬三車道大斷面 （最大斷面為150m2）特長隧道，如風速按照1m/s的標準執(zhí)行，單掘進工作面最大風量將達到10000m3/min以上，現(xiàn)國產(chǎn)的風機及隧道配電設(shè)備都不能滿足需要，借鑒國內(nèi)類似鐵路隧道及煤礦的成功經(jīng)驗，隧道設(shè)計單位將高瓦斯區(qū)段最小風速標準確定為0.5m/s。

通過按爆破排煙需風量計算（Q炸藥=2454m3/min）、無軌運輸洞內(nèi)需風量計算（Q內(nèi)燃=2030m3/min）、按洞內(nèi)工作面同時工作的最多人數(shù)計算（Q人=480m3/min）、按絕對瓦斯涌出量計算（Q涌=1878m3/min）、低瓦斯工區(qū)按隧道內(nèi)最小風速計算（Q風速=3600m3/min）及高瓦斯工區(qū)按隧道內(nèi)最小瓦斯積聚風速計算（Q風速=3600m3/min）。故華鎣山本隧道通風核心控制指標為防止瓦斯聚集最小風速0.5m/s，控制風量為3600m3/min。

表1　

5　通風系統(tǒng)

現(xiàn)階段出口工區(qū)左、右洞開挖面已進入長興組灰?guī)r段，即第四區(qū)段（高瓦斯區(qū)段），該區(qū)段的通風設(shè)計如圖1所示，利用2#變電硐室形成巷道式通風。采用三組防爆型射流風機形成隧道主通風系統(tǒng)，右線進風，經(jīng)2#變電硐室，左線出風。8#、9#、10#、11#人行橫通道及5#車行橫通道全部關(guān)閉，防止風流互竄。進風洞風機與車行橫道之間設(shè)置幕墻防止廢氣回流至風機口，所有施工車輛均在出風洞進出。

圖1　通風系統(tǒng)平面布置圖

第一組射流風機2臺，功率均為30kW，位于左洞洞內(nèi)200m處斷面中央，兩臺射流風機呈上、下布置；第二組射流風機2臺，功率均為30kW，位于左洞洞口以里300m處斷面中央，兩臺射流風機呈上、下布置；第三組射流風機1臺，功率30kW，位于2#車橫斷面傍上。

布置2臺2×160kW防爆型軸流風機分別向左洞掌子面及右洞掌子面送風，配φ1.8m阻燃抗靜電風筒；風機布設(shè)在4#車行橫通后部30m處（新鮮風流側(cè)）。

在左、右洞掛布臺車上各布置防爆型射流風機各1臺向二襯臺車前端送風，功率30kW，以防止局部瓦斯積聚。

6　通風設(shè)備配置（如表2）

7　實測通風效果

2016年03月08日，對出口工區(qū)通風效果進行了實地檢測，測試過程中風機風速均為中檔，實測結(jié)果見表3。

通過實測風速及風量，出口工區(qū)現(xiàn)有通風效果良好，達到相關(guān)規(guī)范及通風方案要求。

表2　出口工區(qū)通風設(shè)備配置表

表3　實測通風參數(shù)表

8　改善通風效果的相關(guān)因素

（1）巷道式通風不可避免的要在橫通道處形成銳角轉(zhuǎn)彎，可采用硬質(zhì)定性風筒，降低風阻，華鎣山隧道采用白鐵皮風筒較好的解決了該問題。

（2）隧道施工期空氣質(zhì)量受柴油機尾氣、炮煙、噴混凝土及揚塵的危害，但通風對揚塵的效果往往不是非常有效，減少揚塵的措施有：水封爆破、出渣前噴水、洞內(nèi)路面灑水、防塵水幕、采用濕噴混凝土工藝等。

（3）在二襯臺車后方安裝一臺抑塵噴霧機，既可起到防塵水幕的作用，又可起到混凝土養(yǎng)生作用。

（4）二襯附近受防水板臺車、模筑臺車等障礙物影響，對風速及空氣流態(tài)存在干擾，可在二襯臺車除增加局扇已改善該部位通風效果。

9　結(jié)束語

大斷面、煤與瓦斯突出特長隧道采用獨立巷道式通風（因華鎣山隧道存在高承壓水段，實施斜井、豎井等通風方式的施工及環(huán)保風險較大），是高速公路隧道施工的難點和重點，在我國高速公路隧道施工中成功應(yīng)用的先例還不多。在進行通風設(shè)計的過程中，參建各方充分論證了存在的問題，考查了多座在建長大隧道的通風效果，并搜集了大量公路、鐵路及煤礦井下通風案例進行參考、研究，經(jīng)專家咨詢后提出了適合華鎣山隧道特點的巷道式通風設(shè)計。該設(shè)計科學的對隧道進行了通風區(qū)段劃分，解決了多次移動主風機重新布設(shè)帶來的工期損失，也規(guī)避了長期采用巷道式通風，污風巷排煙困難帶來的施工降效，保證了華鎣山隧道的施工安全及作業(yè)環(huán)境。華鎣山隧道分區(qū)段巷道式通風設(shè)計是一個集渝廣建設(shè)、監(jiān)理、施工、設(shè)計各方理論知識、實踐經(jīng)驗和創(chuàng)新精神的成果，在瓦斯處治、施工安全、工程進度、、成本控制等方面發(fā)揮了決定性的作用，為今后大斷面煤與瓦斯突出長大隧道提供了一個較好的施工通風范例。

王進進（1976-），男，重慶人，工程師，本科，渝廣總承包部副總工程師。

U453.5

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2095-2066（2016）14-0178-02

2016-5-1