1、.云桂鐵路六郎隧道施工通風技術-土木工程論文云桂鐵路六郎隧道施工通風技術 云桂鐵路六郎隧道施工通風技術Construction Ventilation Technology of Liulang Tunnel of Yungui Railway潘紅衛 PAN Hong-wei（中鐵十七局集團第四工程有限公司，重慶401121）（CR17BG No.4 Engineering Co.，Ltd.，Chongqing 401121，China）摘要： 在長大隧道的施工中，施工通風技術對施工的影響很大，針對隧道的具體情況采用不同的施工通風方案是保證隧道通風效果的先決條件，云桂鐵路六郎隧道施工通風技術針

2、對六郎隧道三個工區的不同特點，制定了壓入式通風、巷道通風及相結合的通風方式，并在實際應用中取得了良好的通風效果，為同類型的長大隧道通風提供一定的借鑒。Abstract: In the construction of long and large tunnel, the construction ventilation technology has great effect. Different construction methods should be taken according to the specific condition of the tunnel in order to en

3、sure the effect of the ventilation effect. For the construction of Liulang Tunnel of Yunnan-Guizhou Railway, according to the different characteristics of the three working zones, the press-into type ventilation, roadway ventilation and integrated ventilation ways are made and good effects have been

4、 achieved in actual application, which can provide reference for similar long and large tunnel ventilation.關鍵詞： 通風；階段；巷道；風量計算Key words: ventilation；stage；roadway；air volume calculation中圖分類號：U45文獻標識碼：A文章編號：1006-4311（2015）20-0122-060引言良好的通風設計是隧道安全施工的基本前提，本文結合云桂鐵路六郎隧道單口掘進最大長度5597m的工程設計要求，在傳統隧道通風設計的基礎上，

5、提出“分段”通風設計理念，利用六郎隧道橫洞上下隔層使正洞和平導形成巷道式通風，一來解決傳統隧道通風因隧道過長導致通風效果不佳的問題，二來可以根據不同階段施工要求，對風機位置合理調整布置，可以使隧道施工中各個工作面能夠得到充足新鮮風流補給，使沿途污濁空氣及時排出洞外，提高隧道施工的安全系數。1.工程概況云桂鐵路六郎隧道總長14090m，進口里程DK573+807，出口里程DK587+897，縱坡為4513m的3上坡、1330m的9下坡、8247m的15.5下坡；曲線半徑為6000m，隧道最大埋深大概為550m左右。隧道設置“貫通平導橫洞”輔助坑道，線路左側30m平行正洞方向設無軌單車道貫通平導1

6、座（起訖里程：PDK573+830PDK587+920），全長14090m，每隔420m設1條連接正洞的橫通道；DK582+300里程線路左側設1座244m長的無軌雙車道橫洞。按照輔助坑道的設計要求，結合現場條件，六郎隧道被分割為進口、橫洞、出口三個工區同步進行坑道施工。其中進口工區起訖里程為DK573+807DK578+320，承擔4513m正洞和4490m平導施工任務；橫洞工區起訖里程為DK578+320DK582+300，承擔3980m正洞、244m橫洞和3980m平導施工任務；出口工區承擔DK582+300DK587+897，承擔5597m正洞和5620m平導施工任務，各工區管段均為順

7、坡施工。2各工區不同施工階段通風系統設計根據六郎隧道設有貫通平導的特點，該隧道通風方案總體思路是：三大工區第一階段平導、正洞施工一律采用常規壓入式通風設計，隨著施工活動的逐步推進，在平導掘進1500m2000m后會逐步轉為巷道式通風設計，使平導進風，正洞排風，形成一條前后貫穿的通風回路，同時設置射流風機來增加正洞排風量，從而提高污濁空氣排放效率。在橫洞工區，橫洞斷面被安裝隔板分割成一條上部連接平導進風系統、下部連接正洞排風系統的風道，分階段前移軸流風機，同時在平導及橫通道設置風門。為了進一步提高通風效率，還需要對軸流風機至作業面的供風距離或增設射流風機進行動態優化調整，使隧洞維持一個良好的通風

8、質量，使作業人員感到舒適，從而在節本降耗的基礎上充分體現“以人為本”的施工理念。2.1 六郎隧道進口工區通風設計六郎隧道進口工區的通風設計和施工分四個階段逐步展開。2.1.1 第一階段施工通風5號橫通道新開作業面之前，有一個平導作業面和一個正洞作業面正在同步施工，為了避免二者相互干擾，本環節采用壓入式通風設計。首先，按照圖1所示的通風設計，在平導、正洞兩個洞口分別布置1臺2×185kW（1#風機）和2×110kW（2#風機），采用軸流風機壓入式通風設計來提高排風量，凈化洞內空氣。 2.1.2 第二階段施工通風平導開挖施工至5#橫通道前方后，從5#橫通道已進入正洞增設正洞作業

9、面JK2和進口正洞作業面JK1；在沒有與3#橫通道貫通之前，為了提高5#橫通道JK2排風量，平導洞口還需要設置一臺2×132kW風機（3#風機）。按照圖2所示的通風設計，1#和2#軸流風機同第一階段依舊供應JK1與進口平導工作面JP1通風，并且需要將1臺30kW射流風機設在5#橫通道和平導交叉的拱頂部位，使橫通道JK2的污濁空氣流向平導洞口排出洞外。 2.1.3 第三階段巷道式施工通風如圖3所示，當3#橫通道與正洞JK1貫通后，就要把平導洞口處的風機移到平導與3#橫通道交叉處小里程附近，同時用風門隔離2#、3#軸流風機與前方JP，使平導洞口進風，正洞洞口排風，形成一條貫通的通風回路。

10、正洞洞口1#軸流風機不移動，繼續為JK1作業面供風，安設在平導洞內橫通道的兩臺軸流風機分別為JP作業面與JK2作業面供風，同時在橫通道處設風門隔離平導與正洞的作業面，以滿足巷道通風需要。另外，平導與3#橫通道交叉處不易排風，需要在此處安設30kW射流風機，使污濁空氣加速流動，通過正洞排出洞口。 2.1.4 第四階段巷道式施工通風當5#橫通道與JK1工作面貫通時，應按設計要求將JK2施作到7#橫通道，平導JP的9#橫通道必須挖通。為了輔助正洞施工，需要在9#橫通道另設JK3工作面，并將JK1的人員調配至該作業面。然后同前述第三階段一樣，將1#風機移至平導與6#橫通道交叉口，該風機通過6#橫通道向

11、正洞送風，以確保JK2作業面有一個良好的空氣質量。設在2#、3#橫通道的風機移動到平導內7#橫通道處小里程側，為JP與JK3作業面送風，該橫通道與平導之間設風門，隔離JP與2#、3#風機。另外，為避免1#6#橫通道之間串風，也需要設風門使之相互隔離。為確保7#、9#橫通道有一個良好的空氣質量，還要按圖4所示將一臺30kW射流風機設在兩橫通道和平導交叉處拱頂側，使通道內的污濁空氣加速流動排出洞外。 2.2 六郎隧道橫洞工區通風設計利用六郎隧道橫洞上下隔層使正洞和平導形成巷道式通風。由于六郎隧道橫洞施工過程中，平導不輔助正洞施工，因此在施工階段平導只是作為新鮮空氣的通道。2.2.1 第一階段施工通

12、風在18#橫通道沒有與正洞貫通之前，在第一階段，平導和正洞之間尚未貫通，兩個部位同步開展通風施工，為避免二者相互干擾，須采用不干擾式通風設計，并且正洞須另設2×132kW（5#風機）1臺，橫洞洞口也要安設1臺2×110kW（4#風機），通過壓入式通風方式來加速空氣流通。具體布置見圖5。 2.2.2 第二階段巷道式施工通風在18#橫通道與正洞貫通后，在橫洞范圍內施做隔層形成兩個通道，隔層上部作為新鮮空氣的進口通道，隔層的下部作為污濁空氣的出口通道。在橫洞與平導的交叉處，在平導位置設置風門，以防從正洞排出的污濁空氣進入平導。并且在18#橫通道與平導交叉的大里程側設置風門，以防新

13、鮮空氣與污濁空氣串通，這樣就使橫洞隔層上部及平導18#橫通道之間形成新鮮空氣供入巷道，橫洞隔層下部及正洞作為污濁空氣排出巷道。將洞口的兩臺軸流風機移至平導內，5#風機通過19#橫通道供應正洞內的通風，4#風機將風帶接至平導掌子面供應平導通風。這樣平導排出的渾濁空氣只能由18#橫通道流向正洞，因此在正洞18#橫通道口設置一臺射流風機將平導和正洞的渾濁空氣排向交叉口，然后從橫洞（244m）和平導與正洞交叉地段增加的彩鋼瓦隔層下部使渾濁空氣排出洞外。具體布置見圖6。 2.2.3 第三階段巷道式施工通風在15#橫通道與正洞貫通后，將平導的兩臺軸流風機前移，5#風機通過16#橫通道供應正洞內的通風，4#

14、風機放置在平導與15#橫通道的大里程側，將風帶接至平導掌子面供應平導通風。這樣平導排出的渾濁空氣只能由15#橫通道流向正洞，因此在正洞15#橫通道口設置一臺射流風機將平導和正洞的渾濁空氣排向交叉口，由于正洞施工長度較長，所以在正洞與第15#橫通道交叉口處增加一臺射流風機將渾濁空氣排向交叉口，然后從橫洞（244m）和平導與正洞交叉地段增加的彩鋼瓦隔層使渾濁空氣形成上下兩層排出洞外。具體布置見圖7。 2.2.4 第四階段巷道式施工通風在第13#橫通道與正洞貫通后，將平導的兩臺軸流風機前移，5#風機通過14#橫通道供應正洞內的通風，4#風機放置在平導與13#橫通道的大里程側，將風帶接至平導掌子面供應

15、平導通風。這樣平導排出的渾濁空氣只能由15#橫通道流向正洞，因此在正洞13#橫通道口設置一臺射流風機將平導和正洞的渾濁空氣排向交叉口，由于正洞施工長度較長，所以在正洞與第13#橫通道交叉口處增加一臺射流風機將渾濁空氣排向交叉口，然后從橫洞（244米）和平導與正洞交叉地段增加的彩鋼瓦隔層使渾濁空氣形成上下兩層排出洞外。具體布置見圖8。 2.3 隧道出口工區施工通風設計原理同隧道進口，不作詳細介紹。3風量計算隧洞內作業所需通風量應該結合已知參數通過計算得到。所需參數包括洞內所有人員呼吸所需要空氣量、稀釋炮煙所需空氣量、洞內允許最小風速所需空氣量、稀釋內燃機械廢氣所需空氣量等等，出風口風量按要求取其

16、最大值。后方運輸設備、人員可以通過射流風機使掌子面的空氣加速流通，使作業面維持一個良好的空氣質量。本文只對正洞、平導兩個最末端工作面的情況進行計算。3.1 正洞需求風量計算3.1.1 正洞工作面所需風量按洞內同一時間內作業最多人數計算。 K規定的單位需風量（m3/min）；Ni各內燃機的功率；Ti同時工作柴油機設備利用率系數。正洞最大送風長度2000m，區段內最多可有2臺重車、2臺空車、二臺裝載機（150kW），自卸車裝機功率230KW，重車負荷率0.8，空車負荷率0.4，設備利用率0.9，則總的使用功率：NiTi=2×230×0.8×0.9+2×230

17、×0.4×0.9+2×150×0.8×0.9=713kW則稀釋內燃設備廢氣所需風量Q尾=3.6×NiTi=3.6×713=2567 m3/min式中k 規定的單位需風量，取3.6m3/（min·kW）。3.1.2 正洞通風機供風量確定現階段，各平導口配置風機功率2×132kW，供應風量為3300 m3/min。取風管百米漏風率P100=1.2%,在送風長度為2000m的條件下，漏風系數=1.32， 作業面風量補給為2500m3/min，不僅滿足了排除炮煙、允許最低風速的設計要求，而且也能保證人員安全，由此

18、可以得到正洞內壓入式風機的設計風量3300m3/min。3.2 平導需求風量計算3.2.1 平導工作面所需風量平導內最多作業人數按30人計算，由公式（1）可以計算得：Q=3×30=90 m3/min。按允許最低風速計算。平導內按開挖斷面30 m2計算，由公式（2）可以計算得：Q平=v A×60=0.15×30×60=270 m3/min。按排除炮煙計算。按3.1.1（3）設置各參數，則：G平導=1.1×3×45=148.5kgL平導=G平導/5+15=44.7m由以上公式（3）可以計算得工作面需風量：=7.8/20×（148

19、.5×（30×44.7）2）1/3=251 m3/min按平導稀釋和排出內燃機械廢氣所需風量計算。平導最大送風長度2000m，區段內最多可有2臺重車、2臺空車、一臺扒碴機（90kW電動的），自卸車裝機功率230kW，重車負荷率0.8，空車負荷率0.4，設備利用率0.9，則總的使用功率按公式（4）計算得：NiTi=2×230×0.8×0.9+2×230×0.4×0.9=497kW則稀釋內燃設備廢氣所需風量Q尾=3.6×NiTi=3.6×497=1789 m3/min3.2.2 平導通風機風量確定當

20、前，平導口統一安設2×110kW的風機，供風量能達到2900 m3/min，基本滿足通風要求。另外，取風管百米漏風率P100=1.2%,在送風長度為2000m的條件下，可通過下式計算漏風細數 通過計算得知，作業面可以得到2197 m3/min的風量補給，并且基本符合排除炮煙、允許最低風速、人員保健等方面的最大需風量（1789 m3/min）要求，由此可以得到平導為洞內壓入式風機的設計風量，取2900 m3/min。4通風設備配置基于上文所述風量計算過程可確定風機配置要求。目前各環節風壓基本滿足通風指標，但是實際情況總與之存在差異，譬如前方爆破、噴錨、出碴、打眼等工序會產生大量污濁空氣

21、，使施工段的空氣質量大幅下降。為確保洞內人員安全作業，應參照表1所示內容適當增加送風量，使洞內空氣加速流通。 5通風的管理隧道通風質量好壞主要取決于通風施工管理是否到位。以往施工通風質量較差的隧道，若不是通風設計缺陷所致，就是風機風管不匹配，還有一部分是因為通風管理不力，使得管道通風阻力較大，掌子面供風不足，導致隧洞排風量小，污濁空氣長期滯留洞內，危害作業人員的生命健康。在隧道通風施工中，中鐵十七局集團第四工程有限公司始終秉承“合理布局，優化匹配，防漏降阻，嚴格管理、確保效果”二十字方針，從施工技術和質量控制上不斷強化通風施工管理?；趰徫回熑沃坪酮剳椭贫冉⑼L管理制度體系，組建通風專業施工班組，專司風機、風管的安裝和維護工作。施工班組嚴格按照通風技術操作規程開展施工作業，并由項目部根據班組工作質量定期落實獎懲措施。按照通風設計要求，施工班組主要采用以下措施進行防漏降阻：以長代短：風管節長由以往的2030m加長至50100m，減少接頭數量，即減少漏風量。以大代?。涸趦艨諚l件良好的條件下選用大直徑風管。截彎取直：裝配風管時，先埋設吊掛錨桿（錨桿間距為5m），然后在桿上標示吊線位置，再將?準8mm盤條吊掛線拉直拉緊并焊固在錨桿上，爾后在吊掛線上掛風管。這樣可使風管安裝到達平、直、穩、緊，不彎曲、無褶皺，減少通風阻力。通過合理的