南支与岔口连通隧洞工程通风方案

摘要：隧洞施工中的通风换气系统，关系到施工能否顺利进行和施工作业人员的人身安全，是隧洞施工中需要解决的首要问题，但是，由于不同施工方案、不同施工条件、不同挖掘长度的限制，使得隧洞施工难以形成统一的通风技术方案和管理措施，本文从具体工程实例进行分析，总结工程通风方案优缺点，供同类工程参考。
关键词：隧洞；施工；通风；设计
Abstract: in the construction of the tunnel ventilation system, related to the construction and construction work can smooth the personal safety of the personnel, the tunnel is needed to solve in the primary problem, but, because of the different construction scheme, the different construction condition, different length restrictions mining, which is difficult to form a unified tunnel construction of ventilation technology program and management measures, this article from the concrete engineering examples analysis, this paper summarizes the advantages and disadvantages of the ventilation plan project, for similar projects.
Keywords: tunnel; The construction; Ventilation; design

中图分类号：S611 文献标识码：A 文章编号：
1、前言
近年来，随着灌区节水改造工作的推行，节水已成为我局发展高效农业的必选之路，南支与岔口连通工程是调整供水方向、减少河道输水损失、提高灌溉保证率的需要，隧洞的施工以其施工技术复杂、难度大、风险高，成为控制工程工期的主要环节，特别是隧洞施工中的通风换气系统，关系到施工能否顺利进行和施工作业人员的人身安全，一直受到施工单位的重视，并开展了一系列的研究和实践摸索。但是，由于不同施工方案、不同施工条件、不同挖掘长度的限制，使得隧洞施工难以形成统一的通风技术方案和管理措施，给隧洞施工工期带来较大的不利影响。
南支与岔口连通工程隧洞段总长2964米。其中土质隧洞2802米，石方爆破段隧洞162米。隧洞最大埋深33.0 米，最小深21.0 米，根据现状地形条件施工时分别在1+100及2+500处布置了两个施工支洞，增加了4个工作面，单工作面最大进尺约700.0米，隧洞设计断面为城门洞型，钢筋混凝土结构，断面尺寸为2.0*2.0米，根据的国内小断面隧洞施工经验，考虑到本次隧洞施工以人工开挖为主，除隧洞出口段为人工钻爆需要排烟外，其它区段均不需要考虑通风排烟的情况。
2、通风设计要求
根据地下建筑开挖时需要的风量，可根据以下要求计算确定，并取其最大值：
a 按洞内同时工作的最多人数计算，每人每分钟应供3.0m3 的新鲜空气。
b 按爆破20min 内将工作面的有害气体排出或冲淡至容许浓度（每千克2 号岩石硝铵**爆炸后可产生40L 一氧化碳气体）。
c 洞内使用柴油机械时，可按每千瓦每分钟消耗4m3 风量计算，并与工作人员所需风量相叠加。
d计算通风量时，一般洞室通风系统漏风系数可按1.20~1.45 选取；对于较长洞室可视洞室长度专门研究确定。
e 计算的通风量，应按最大、最小容许风速和相应的洞内温度所需风速进行校核。
3、施工通风解决方案
根据本工程不同施工段的具体情况，采用以下解决方案：
3.1、通气孔（竖井）通风
隧洞埋深较浅（平均约27.0米），且地面平整，交通条件较好，黄土层结构稳定易于钻孔成型，沿隧洞轴线方向，每150米间隔修建直径600毫米的通气孔1个。采用螺旋钻机造孔19个，造孔总进尺约514多米，孔壁无需加固。通气孔成型后在孔底部安装750W换气扇一台，在掘进过程中，通气孔距掌子面之间架设软管连接供气，在50米内进尺范围内，末端有效风量可达6.0m3，百米漏风率约为12.0%。

3.2、轴流风机通风
竖井加换气扇通风在实际使用中发现通风情况受洞外气温、气压等气候因素变化影响较大，为了更好的解决通风问题，在距通风竖井较远的掌子面上采用了YBT52-2型轴流风机辅助供风，安装在支洞口6.0米位置，风管采用φ400PVC柔性软管，单节长度15.0米，本工程最大供风距离360.0米。通风系统应设有专人负责运行、维护和管理，风管与风机的布置，按照下列规定：
a 风管直径根据管内风速确定。风管材料根据通风方式选择；
b 风管应按设计要求布设，保证通风效果最佳；
c吊挂风管应做到平、直、紧、稳、顺；
d尽可能减少风管接头数量；
e 一台风机不能满足风量要求时，可数台风机串+联运行。
3.3、石方爆破段通风
南支与岔口连通工程隧洞95％为土质隧洞，仅在隧洞出口处有162.0m隧洞穿越岩石段，需要进行爆破开挖，需要高压风进洞。根据工程规模设置供风系统，空压机站的容量应按以下要求确定：
a 与明挖工程使用统一的供风系统时，按总体规划确定；
b 空压机站应设有备用容量，一般按总容量的30%配置，但不宜小于其中最大一台空压机的容量；
c 高寒缺氧地区应适当增加空压机站的容量；
d使用单独的空压机站时，应按同时作业的最大用风量确定，并计入风量损失。
因此根据实际需要，在隧洞出口位置布置了2台7.0m3的柴油动力空压机，用DN50钢管送风至施工掌子面带动风钻作业。施工通风由于供风距离较短，使用了一台JBT62-2,功率为11KW的轴流风机供风解决，该风机最大供风量225m3/s、最大风压2400Pa满足了施工要求。空压机站设置在洞口附近，并配备有防火、降温和保温设施。
4、总结心得
在施工过程中，工作面附近的最小风速控制在0.25m/s,洞身最大风速不大于4.0m/s，完全可以满足小断面隧洞施工需要。同时我们也在思考，针对埋深较浅（30米以内），便于开挖且风孔成型好的土质小断面隧洞时，如果加大通风孔密度、采用风压、风量合适的排（换）气扇直接给掌子面供风的话能否满足施工要求，还需要在以后的工作实践中继续探索。如果能够得以实现，则可以大大降低工程成本，提高通风效率，减少小断面随洞内管线的布置数量，对隧洞施工来说未尝不是一件有利的事情。
参考文献：
《水工隧洞设计规范》（SL279-2002）
《水工建筑物地下开挖工程施工规范》（中华人民共和国水利行业标准 S L）