◎ 李永剛 盧海軍 中交第二航務(wù)工程局有限公司

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長(zhǎng)大隧道獨(dú)頭通風(fēng)技術(shù)管理

◎ 李永剛 盧海軍 中交第二航務(wù)工程局有限公司

本文通過(guò)清涼山隧道通風(fēng)排煙的設(shè)計(jì)及實(shí)施，確定了清涼山隧道通風(fēng)排煙設(shè)計(jì)、設(shè)備選型、通風(fēng)管理及效果檢測(cè)，以此期望在隧道施工中應(yīng)重視通風(fēng)的管理工作，在機(jī)械化施工中，良好的通風(fēng)是安全生產(chǎn)的前提，也是工程進(jìn)度和施工質(zhì)量的重要保證。

長(zhǎng)大隧道 軸流風(fēng)機(jī) 通風(fēng)管 效果檢測(cè)

1.概述

清涼山隧道位于秦嶺北麓低中山區(qū)陜西省戶縣境內(nèi)，隧道整體埋深較大，最大埋深970m，隧道經(jīng)過(guò)曲峪、潭峪、皂峪、栗峪等溝谷，均有常年流水，全長(zhǎng)12553m，隧道為雙線隧道，為全線控制性工程。

2.隧道空氣主要污染源

（1）挖爆破的煙塵。

（2）碴、材料等無(wú)軌運(yùn)輸車輛引起的粉塵。

（3）燃設(shè)備所排放的廢氣。

3.通風(fēng)的設(shè)計(jì)及計(jì)算

通風(fēng)方案設(shè)計(jì)就是通過(guò)對(duì)通風(fēng)方案和設(shè)備的選擇、實(shí)施，使長(zhǎng)距離隧道施工洞內(nèi)的作業(yè)環(huán)境能夠滿足規(guī)范及衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)中所述要求，改善洞內(nèi)的施工條件，從而達(dá)到提高工效和確保施工人員身心健康的目的。

3.1通風(fēng)量計(jì)算

清涼山隧道為單洞雙線、開挖斷面積較大、混合式送風(fēng)距離較遠(yuǎn)、斜井坡度較大、采用無(wú)軌運(yùn)輸、除爆破炮煙外內(nèi)燃機(jī)械作業(yè)和出碴機(jī)械作業(yè)產(chǎn)生大量煙塵。以上諸多因素要求施工通風(fēng)提供的風(fēng)量較大、克服的通風(fēng)阻力也較大。

3.1.1設(shè)計(jì)參數(shù)

清涼山隧道進(jìn)口負(fù)責(zé)施工正線長(zhǎng)度3289m，通風(fēng)設(shè)計(jì)時(shí)按Ⅲ級(jí)圍巖考慮。

掘進(jìn)斷面積：S=115.37m2（一次開挖到仰拱填充面）；

一次爆破最大用藥量：240kg（Ⅲ級(jí)圍巖循環(huán)進(jìn)尺2m，臺(tái)階法施工，上下斷面同時(shí)開挖）；

洞內(nèi)最多作業(yè)人數(shù)：開挖班12人，仰拱班14人，二襯班22人，管理人員、雜工班等10人，共計(jì)58人（按洞內(nèi)開挖、仰拱、二襯等三作業(yè)面同時(shí)施工考慮）；

爆破期間排煙時(shí)間：T=30～40min；

風(fēng)管：采用直徑為1.5m帆布管；

風(fēng)管百米漏風(fēng)率：β=1.3％；

按進(jìn)口最大壓入通風(fēng)長(zhǎng)度計(jì)：L=3289（m）；

3.1.2風(fēng)量計(jì)算

（1）排除炮煙需風(fēng)量按下式計(jì)算，如式1：

式1中：Q1-工作面風(fēng)量，單位為：m3/min；t-通風(fēng)時(shí)間，取40min；A-同時(shí)爆破的炸藥量，上下臺(tái)階同時(shí)起爆，開挖取240kg；b-炸藥爆炸時(shí)的有害氣體生成量，40m3/kg；S-掘進(jìn)斷面積，取115.37m3；L-臨界長(zhǎng)度，當(dāng)通風(fēng)段長(zhǎng)度大于L時(shí)，用臨界長(zhǎng)度代替，取3289m；K-淋水系數(shù)，考慮淋水使炮煙濃度降低的系數(shù)，取0.6；P-管道漏風(fēng)系數(shù)，P=1/（1-βL/100），β為百米漏風(fēng)率1.3％，L為通風(fēng)長(zhǎng)度：進(jìn)口通風(fēng)長(zhǎng)度3289m，則P進(jìn)口=1.747。

（2）洞內(nèi)最大工作人數(shù)需風(fēng)量按下式計(jì)算，如式2：

式2中：Q2-工作面風(fēng)量，單位為：m3/min；q-每人需要的新鮮空氣標(biāo)準(zhǔn)（m3/min）；k-風(fēng)量備用系數(shù)，一般?。?.1-1.25），本次取1.2；m-同一時(shí)間洞內(nèi)工作最多人數(shù)，本次取58人；

（3）最低風(fēng)速要求需風(fēng)量計(jì)算，如式3：

式3中：Q3-工作面風(fēng)量，單位為：m3/min；V-洞內(nèi)允許最小風(fēng)速（m3/ min），分部開挖法取0.25；S-掘進(jìn)斷面積，取115.37m3。

（4）稀釋和排除內(nèi)燃機(jī)械廢氣需風(fēng)量計(jì)算，如式4：

式4中：Q4-工作面風(fēng)量，單位為：m3/min；Ni-各內(nèi)燃機(jī)功率，ZL50裝載機(jī)2臺(tái)，功率共308KW；小松PC200挖掘機(jī)1臺(tái)，功率共110kw；出碴車4臺(tái)，功率共852KW；混凝土罐車3臺(tái)，功率共741KW。合計(jì)功率2011KW；Ti-同時(shí)工作柴油機(jī)設(shè)備利用率系數(shù)；

表1　主要通風(fēng)設(shè)備參數(shù)表

Q取最大值為Q1=3643.4，風(fēng)機(jī)風(fēng)量Q取3700。

3.1.3通風(fēng)風(fēng)壓計(jì)算

如式5、式6。

式6中：a-風(fēng)道摩擦阻力系數(shù)，取a=0.00016；

L-風(fēng)道長(zhǎng)度（m）；風(fēng)道距離洞口長(zhǎng)度30m；風(fēng)道按距工作面（4-5）考慮，取45m，即風(fēng)道長(zhǎng)度3274m；Q-風(fēng)機(jī)風(fēng)量（m3/s），3700÷60=61.67；d-風(fēng)管直徑（m），取1.5m。

如式7。

4.通風(fēng)設(shè)備選擇

由上述計(jì)算工程得出所需風(fēng)機(jī)配置參數(shù)為：Q=3700m3/min，H=2291.285Pa?？紤]隧道長(zhǎng)度及系統(tǒng)風(fēng)壓，可選用2臺(tái)型號(hào)為125ADSE132、轉(zhuǎn)速1480r/min、Q=3000m3/ min、Ht=4100Pa、功率為2×132kW的風(fēng)機(jī)串聯(lián)通風(fēng)，一臺(tái)裝在洞口，一臺(tái)根據(jù)隧道掘進(jìn)長(zhǎng)度裝在洞內(nèi)進(jìn)洞約2000m左右，并配置2臺(tái)射流風(fēng)機(jī)在洞內(nèi)。各通風(fēng)設(shè)備的性能參數(shù)和配置數(shù)量見表1。

5.施工通風(fēng)布置

施工初期：在隧道施工進(jìn)洞100后，在清涼山隧道出口安裝一臺(tái)152AD-SE132型軸流風(fēng)機(jī)和一道風(fēng)管路跟進(jìn)掌子面持續(xù)送風(fēng)滿足環(huán)境要求。

施工中期：當(dāng)出口工區(qū)開挖至1950m左右，施工通風(fēng)在隧道出口1950m位置設(shè)置風(fēng)房安裝一臺(tái)軸流風(fēng)機(jī)均為152AD-SE132型接力送風(fēng)至掌子面，在二次襯砌臺(tái)車和離隧道掌子面90m位置處各安裝一臺(tái)SDS-6.3-2P-6-33射流風(fēng)機(jī)向洞外排風(fēng)，射流風(fēng)機(jī)隨著隧道進(jìn)尺不斷移動(dòng)，滿足第二階段隧道通風(fēng)排煙要求。

6.通風(fēng)管理

6.1施工通風(fēng)管理人員組織機(jī)構(gòu)

為加強(qiáng)項(xiàng)目部的通風(fēng)排煙管理要求，保證各項(xiàng)通風(fēng)管理制度工作的順利開展，貫徹落實(shí)通風(fēng)排煙工作的方針和目標(biāo)，項(xiàng)目部成立以項(xiàng)目安全總監(jiān)為組長(zhǎng)的通風(fēng)排煙領(lǐng)導(dǎo)小組。工區(qū)副經(jīng)理及架子隊(duì)為副組長(zhǎng)，組建專業(yè)通風(fēng)排煙班組，通風(fēng)排煙班組負(fù)責(zé)風(fēng)機(jī)、風(fēng)管的安裝、管理及維修，嚴(yán)格按照通風(fēng)管理措施及操作實(shí)施細(xì)則落實(shí)。

6.2通風(fēng)管理制度

6.2.1通風(fēng)排煙系統(tǒng)檢查制度

（1）工區(qū)組織每3天對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行檢查，架子隊(duì)長(zhǎng)每天對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)必須作例行檢查，通風(fēng)工必須做好日常巡查。

（2）通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行正常后，每10天進(jìn)行一次全面檢風(fēng)，對(duì)掌子面和其他用風(fēng)地點(diǎn)根據(jù)需要隨時(shí)測(cè)風(fēng)，做好記錄。

（3）每7天在風(fēng)管進(jìn)出口測(cè)量一次風(fēng)速、風(fēng)壓，并計(jì)算漏風(fēng)率，風(fēng)管百米漏風(fēng)率不應(yīng)大于相關(guān)規(guī)范，對(duì)風(fēng)筒的漏風(fēng)情況必須及時(shí)修補(bǔ)。

（4）建立通風(fēng)系統(tǒng)運(yùn)行管理檔案，檔案包括各種檢查記錄、調(diào)試記錄、測(cè)量記錄、維護(hù)記錄、運(yùn)行記錄等。

6.2.2通風(fēng)管理交接班制度

必須實(shí)行通風(fēng)班組交接班制度，交接雙方簽字認(rèn)可，對(duì)上一班存在的問(wèn)題、隱患、需注意事項(xiàng)、儀器設(shè)備狀態(tài)等必須交接清楚，交接班記錄由架子隊(duì)長(zhǎng)每天定時(shí)予以審核簽字。

7.通風(fēng)效果的檢測(cè)及評(píng)價(jià)

7.1清涼山隧道出口洞內(nèi)作業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的管理

通風(fēng)系統(tǒng)按照設(shè)計(jì)審批方案安裝，通風(fēng)過(guò)程按照科學(xué)有序的制度管理，按照事事有流程，事事有責(zé)任人管理要求制定了一些列工作流程和考辦法，配置了先進(jìn)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)設(shè)備與風(fēng)機(jī)聯(lián)動(dòng)保證洞內(nèi)含氧量、粉塵和溫度達(dá)到洞內(nèi)職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)。

7.2通風(fēng)排煙效果檢測(cè)

2016年1月18日，清涼山隧道出口開累長(zhǎng)度3200m位置，我部對(duì)隧道含氧量、粉塵、溫度進(jìn)行了階段性數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，含氧量在通風(fēng)20min后滿足職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)要求，比規(guī)范要求的30min為單循環(huán)作業(yè)減少10min，粉塵濃度最高值為1.8mg，略低于規(guī)范要求2mg/m3，溫度為25℃，低于規(guī)范要求標(biāo)準(zhǔn)。

8.結(jié)論

清涼山隧道出口已完成2900m施工任務(wù)，在長(zhǎng)大隧道通風(fēng)排煙中，前期設(shè)計(jì)規(guī)劃是基礎(chǔ)，方案的執(zhí)行落實(shí)、調(diào)整是前提，嚴(yán)格管理制度和流程是關(guān)鍵，按照上述三要求完成隧道通風(fēng)管理，才能保證隧道內(nèi)通風(fēng)排煙滿足職業(yè)健康標(biāo)準(zhǔn)要求，才能保證隧道機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)和人員健康，同時(shí)也縮短單循作業(yè)時(shí)間進(jìn)而減少工期。