孫鳳利

（遼寧省水利廳，遼寧 沈陽 110003）

1 工程概述

某電站位于遼寧境內(nèi)，是輸水工程建設(shè)的一部分，施工重點(diǎn)部位為取水首部工程。取水首部工程包括取水口建筑物、地下洞室群、升壓站、機(jī)電設(shè)備和金屬結(jié)構(gòu)安裝等工程。取水首部地下洞室群包括壓力引水洞工程、地下廠房工程、有壓尾水洞工程、尾閘室工程、無壓尾水洞工程、排水廊道工程、通風(fēng)豎井以及電梯井等工程。

壓力引水洞工程包括兩條壓力引水洞、兩條引水支洞及兩條發(fā)電支洞，其中進(jìn)口部位鋼襯段長(zhǎng)27.0 m，開挖斷面為11.44 m×6.65 m的城門洞形；壓力引水洞、引水支洞及發(fā)電支洞開挖斷面均為圓形，隧洞開挖直徑為5.74 m。有壓尾水洞尾水壓力隧洞,布置在主廠房和尾水洞之間，4條尾水壓力洞在廠房機(jī)組段和錐形閥段,為兩種不同的開挖結(jié)構(gòu)形式，圓形洞段開挖直徑為7.2 m。尾水洞室位于廠房下游，與廠房?jī)艟?0.0 m。無壓尾水洞共4條，開挖斷面為城門洞形，斷面尺寸6.7 m×6.45 m（寬×高）。地下廠房開挖斷面尺寸為95 m×20 m×35.04 m（長(zhǎng)×寬×高），分層分區(qū)進(jìn)行開挖。通風(fēng)、電纜廊道是連接主廠房和中控室電梯、電纜井以及通風(fēng)豎井的通道，布置在地下廠房上游邊墻靠副廠房一側(cè)，長(zhǎng)99.3 m，開挖斷面為6.0 m×6.5 m（寬×高）的城門洞形。通風(fēng)豎井高度為37.09 m，開挖斷面尺寸為11.8 m×4 m，電梯井、電纜井開挖斷面尺寸8.45 m×8.88 m，高度為37.09 m。

2 通風(fēng)散煙設(shè)計(jì)

根據(jù)施工的工序安排及施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況，率先修建0號(hào)交通洞，為其他部位的修建提供必要的支持。鑒于取水頭部洞室較多達(dá)26條、總長(zhǎng)度達(dá)4.3 km、且分布不均勻，考慮到施工期排煙問題，在副廠房上游側(cè)靠近頂拱層268.70 m高程布置了安全通道（電纜和通風(fēng)廊道）以及通風(fēng)豎井，這將有利于主副廠房和尾水室地下洞室群系統(tǒng)的通風(fēng)排煙布置。

通風(fēng)布置的原則為：緊密結(jié)合洞室群布置結(jié)構(gòu)及開挖方案，以通風(fēng)難度最大的施工部位為通風(fēng)散煙的重點(diǎn)，合理分期規(guī)劃布置通風(fēng)散煙系統(tǒng)，適當(dāng)設(shè)置排風(fēng)豎井輔助通風(fēng)，使洞室群內(nèi)污濁空氣按預(yù)定的通道排除洞外，新鮮空氣不斷補(bǔ)充進(jìn)入，消除污濁空氣在洞室群內(nèi)滯留和相互竄通現(xiàn)象，確保地下洞室群良好的施工環(huán)境。

根據(jù)施工洞室的布置情況，針對(duì)開挖工程量大、工序復(fù)雜、工期緊、施工強(qiáng)度高，必須組織“平面多工序，立體多層次”的施工特點(diǎn)，經(jīng)過分析，根據(jù)不同時(shí)期的特點(diǎn)適時(shí)采用中導(dǎo)洞通風(fēng)、電纜井通風(fēng)、施工支洞通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)進(jìn)行通風(fēng)，保證施工環(huán)境。

3 通風(fēng)散煙技術(shù)

該工程在施工的不同階段，根據(jù)施工內(nèi)容及施工部位，合理采用中導(dǎo)洞通風(fēng)、電纜井通風(fēng)、施工支洞通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)中的一種或多種組合。

3.1 中導(dǎo)洞通風(fēng)

1）尾閘室中導(dǎo)洞通風(fēng)。尾水洞室位于廠房下游，與廠房?jī)艟?0.0 m。開挖長(zhǎng)度72 m，城門洞型，開挖斷面尺寸7.9 m×12.95 m（寬×高）?？紤]盡快為地下廠房施工提供通風(fēng)散煙通道的需要，開挖采用半斷面開挖方法，開挖采用先底部后上部的施工方法，底部Ⅰ層斷面尺寸為7.9 m×8.0 m，剩余上部一次開挖成型。

2）地下廠房中導(dǎo)洞通風(fēng)。根據(jù)廠房的尺寸特點(diǎn)，該廠房采用分層分塊開挖，共計(jì)劃分5層，分層分塊開挖分層特性見下表。

表1 分層分塊開挖特性表

第一層開挖時(shí)，采用中導(dǎo)洞（斷面10 m×8.35 m）先挖，兩側(cè)擴(kuò)挖跟進(jìn)。中導(dǎo)洞至少超前兩側(cè)擴(kuò)挖60 m。在同一工作面上下游側(cè)擴(kuò)挖按錯(cuò)距進(jìn)行。在第一層開挖完成后，形成的開挖通道為尾閘洞、地下廠房交通洞、0號(hào)交通洞。此時(shí)，在安裝間側(cè)，地下廠房交通洞已開挖至地下廠房二層端墻處。

為了盡快改善地下廠房?jī)?nèi)空氣環(huán)境，第二層開挖采用中部導(dǎo)洞開挖的方式進(jìn)行，將第一層副廠房側(cè)與第二層安裝間側(cè)進(jìn)行聯(lián)通，形成地下廠房交通洞-→尾閘室-→地下廠房一層副廠房側(cè)-→地下廠房第二層安裝側(cè)-→地下廠房交通洞的環(huán)路。

廠房第二層施工嚴(yán)格貫徹執(zhí)行“中部抽槽、兩側(cè)預(yù)留保護(hù)層、淺層開挖、隨層支護(hù)”的施工原則。

在中導(dǎo)洞開挖的過程中，由原來的壓入式通風(fēng)方式的基礎(chǔ)上，形成地下廠房交通洞-→尾閘室-→地下廠房二層副廠房側(cè)-→地下廠房第二層安裝間側(cè)-→地下廠房交通洞的環(huán)路，使廠房?jī)?nèi)通風(fēng)效果明顯改善，通過實(shí)踐證明，通過中導(dǎo)洞，提前形成通風(fēng)環(huán)路，為施工提供極大的便利條件。

3.2 電纜井通風(fēng)

通風(fēng)豎井高度為37.09 m，開挖斷面尺寸為11.8 m×4 m，電梯井、電纜井開挖斷面尺寸8.45 m×8.88 m，高度為37.09 m，通風(fēng)、電纜廊道是連接主廠房和中控室電梯、電纜井以及通風(fēng)豎井的通道，長(zhǎng)99.3 m，開挖斷面為6.0×6.5 m（寬×高）的城門洞形。

為了提早啟用電纜井通風(fēng)，將電纜廊道、電纜井工期進(jìn)行優(yōu)化安排，將貫通時(shí)間大大提前。

電纜井的開通，將原來地下廠房、尾閘室的內(nèi)循環(huán)方式與洞外聯(lián)通，形成新鮮空氣經(jīng)0號(hào)交通洞-→地下廠房交通洞-→尾閘室-→安全通道-→電纜井流動(dòng)到洞外，及新鮮空氣經(jīng)0號(hào)交通洞-→地下廠房交通洞-→地下廠房一層副廠房側(cè)-→地下廠房第二層安裝間側(cè)-→安全通道-→電纜井流動(dòng)到洞外的外循環(huán)，通風(fēng)效果顯著提高。

3.3 施工支洞通風(fēng)

1）0號(hào)交通洞、廠房交通洞通風(fēng)。0號(hào)交通洞、廠房交通洞，作為地下廠房修建過程中重要的一環(huán)，是修建其他洞室的運(yùn)輸通道，也是排煙通風(fēng)的主要通道。洞外新鮮空氣通過斷面為7.5 m×8 m的交通洞后進(jìn)入作業(yè)面，持續(xù)為洞內(nèi)提供新鮮空氣。

2）壓力引水洞通風(fēng)。壓力引水洞作為地下洞室群空氣循環(huán)的瓶頸地帶，開挖貫通后，形成0號(hào)交通洞經(jīng)地下廠房（尾閘室）至壓力引水洞的空氣循環(huán)，貫通后，洞室群內(nèi)部空氣明顯改善提高。

3）新增壓力支洞通風(fēng)。為了增加通風(fēng)散煙的便利，加強(qiáng)洞室群的連通性，在0號(hào)地下廠房交通洞Z0+707.461樁號(hào)處增加了新增壓力支洞，將廠房交通洞與1號(hào)壓力引水洞、2號(hào)壓力引水洞進(jìn)行聯(lián)通，長(zhǎng)度133.0 m。

4）新增尾水支洞通風(fēng)。鑒于尾水與下游支洞通風(fēng)距離較長(zhǎng)，距離達(dá)4.5 km，通風(fēng)散煙難度極大，在0號(hào)地下廠房交通洞Z0+560樁號(hào)處，增加一條長(zhǎng)度為118.163 m的尾水洞支洞，將0號(hào)交通洞與尾水聯(lián)通。

通過0號(hào)交通洞、廠房交通洞、壓力引水洞及新增壓力支洞、新增尾水支洞，有效的將洞外的新鮮空氣送至作業(yè)面，形成錯(cuò)綜復(fù)雜的環(huán)流，保證了作業(yè)面的空氣質(zhì)量，減少因機(jī)械通風(fēng)帶來的電力容量問題、用電費(fèi)用問題，通風(fēng)得到很好的解決。

3.4 機(jī)械通風(fēng)

在開挖未貫通前，由于條件限制，不可避免地需要從后方向掌子面進(jìn)行供風(fēng)，考慮到通風(fēng)距離長(zhǎng)，在布置風(fēng)機(jī)時(shí)，提前進(jìn)行計(jì)算，合理選擇分機(jī)、分筒的型號(hào)。因該洞室群的復(fù)雜性，在交叉口附近通過接力風(fēng)機(jī)、三通的方式，為多個(gè)掌子面進(jìn)行同時(shí)供風(fēng)。

4 結(jié)論與建議

1）該工程在施工的不同階段，根據(jù)施工內(nèi)容及施工部位，合理采用中導(dǎo)洞通風(fēng)、電纜井通風(fēng)、施工支洞通風(fēng)、機(jī)械通風(fēng)中的一種或多種組合，通過實(shí)踐證明，該通風(fēng)方式切實(shí)可行，并取得了良好的效果。

2）在開挖未貫通前，由于條件限制，不可避免地需要從后方向掌子面進(jìn)行供風(fēng)，提前考慮到通風(fēng)距離長(zhǎng)，在布置風(fēng)機(jī)時(shí)，提前進(jìn)行計(jì)算，合理選擇分機(jī)、分筒的型號(hào)。如若洞室較多，存在交叉及多作業(yè)同時(shí)供風(fēng)要求，應(yīng)在交叉口附近通過接力風(fēng)機(jī)、三通的方式，為多個(gè)掌子面進(jìn)行同時(shí)供風(fēng)。

3）在條件允許的情況下，盡可能形成環(huán)流，提高自然通風(fēng)的效果。應(yīng)首先考慮外部循環(huán)（如0號(hào)交通洞經(jīng)地下廠房（尾閘室）至壓力引水洞的空氣循環(huán)），在無法形成外部循環(huán)的情況下，要爭(zhēng)取形成內(nèi)部循環(huán)（如地下廠房交通洞-→尾閘室-→地下廠房Ⅰ層副廠房側(cè)-→地下廠房第Ⅱ?qū)影惭b側(cè)-→地下廠房交通洞），環(huán)流形成后為通風(fēng)面帶來極大便利。

［1］譚金龍.大型地下工程洞室群施工期通風(fēng)研究［D］.天津大學(xué)，2007.

［2］劉九.洞坪水電站地下廠房通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)［J］.人民長(zhǎng)江，2010（11）：41-43+95.

［3］劉芳明，朱育宏，王琪.清遠(yuǎn)抽水蓄能電站地下廠房及洞室群通風(fēng)施工技術(shù)［J］.云南水力發(fā)電，2016（04）：86-87+107.