隧道施工的通风和防尘

梧桐隧道施工的通风和防尘治理（钟飞虎，福永高速A12标）摘要：隧道施工的通风和粉尘治理是隧道施工中的一大难题，而独头掘进小断面隧道的施工通风问题更是关系到隧道施工环境。关键词：梧桐隧道通风防尘治理一.工程概况福永高速A12起点(桩号K60+270)位于梧桐镇光荣村附近；终点(桩号K65+752)位于永泰梧桐镇潼关村附近，主线路线总长5.482公里。本工程为双向六车道高速公路，设计时速100公里/小时。合同段有两座分离式隧道，即梧桐隧道和潼关隧道，隧道洞体围岩级别有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级，衬砌类型及围岩级别详见下表。隧道围岩类别一览表隧道名称长度(m)围岩级别ⅤⅣⅢ梧桐隧道左幅6384051880右幅690118572/二.通风方式选择根据本工程的特点，以压入式通风为主。注：一般检测粉尘浓度不得大于2mg/m3，进入洞内风源含尘量不得超过上表容许浓度的30%。三.通风量计算3.1施工人员所需风量：VP=UPmk（m3/min）UP：洞内每人所需新鲜空气量，一般按（3m3/min/人）计算；m：梧桐隧道最多工作时人数在40人左右；k：通风备用系数取（1.1～1.5）；3.2爆破散烟所需风量（1）按纯稀释炮烟的理论计算风量：VL=5QB/t（m3/min）Q：同时爆破的炸药量（kg）；B：炸药爆破时所构成的折合的CO的体积（L），一般采用40L/kgT：通风时间（min）；（2）按通风方式计算风量：（A压入式通风；B混合式压入通风。）3.3洞内最小风速所需风量：Vd≥60UminSmax（m3/min）Umin：洞内允许最小风速（大断面掘进≮0.15m/s，小断面和异型断面掘进≮0.25m/s）；Smax：梧桐隧道最大断面面积152（m2）3.4冲淡柴油机械产生的有害气体所需的风量计算（1）按单位功率所需风量指标计算：Vg=UoN（m3/min）Vg：使用柴油机械时的通风量（m3/min）Uo：单位功率需风量指标。一般为2.8～8.1m3/kW.minN：同时在洞内工作的柴油机械的总功率kW（2）按平均功率耗油量计算：Vg=U1U2N/60（m3/min）Vg：使用柴油机械时的通风量（m3/min）U1：消耗1kg柴油需给的风量，一般为500～2000m3/kgU2：柴油机械耗油率，一般为0.223～0.3m3/kW.hN：同时在洞内工作的各种柴油机械的实际使用总功率kW四.通风设备的选择和布置确定了梧桐隧道通风所需的最大风量后，再椐此计算应设置的通风机的工作量，并计算通风机的工作风压，然后根据这二者来选择通风机，在进一步确定风管和风机的匹配及布置。4.1通风机的工作风量Vm=（1+PL/100）V（m3/min）V：通风机的工作风量m3/minL：风管的长度mP：100m风管漏风量，一般≯2%4.2通风机的工作风压hm=hky+hP（m3/min）其中：沿程风压损失hky=μL（Pa）L：风管的长度mμ：每米风管沿程损失，一般≯2%hP：局部风压损失；包括进出口、转弯段、渐变段、突变段等局部风压损失，可按沿程风压损失的20%～30%计。4.3通风机的选择：通过上述计算后，确定梧桐隧道采用88—1型轴流式通风机。4.4风管与风机的布置风管的选用主要从风管出口处的风速和风量、风管的造价、风管的耐用性、风管装拆的难易程度等方面考虑。在通风机性能确定的前提下，风管出口处的风速和风量主要和风压损失、管道摩阻损失、漏风损失等因素有关，将这些损失降低到最小程度，首先保证工作面的风量，再结合造价等因素，风管的选择就随之确定了。（1）从降低风压损失考虑根据已有的经验，管道通风的压力损失与风管直径的五次方成反比，即：实现长距离大风量通风的最有效的技术措施是采用大直径风管，这不仅可以减少通风机、延长送风距离，还可以成倍地降低通风能耗，在实际施工中，已有88-1型单机配大直径柔性风管实现2000m通风的成功经验，据次，确定88-1型通风机配直径1.2m的柔性风管。（2）从降低管道摩阻损失考虑引起管道摩阻损失的主要因素是管壁的光滑程度、管道接头、管道的顺直情况。为减少管道的摩阻损失并考虑造价因素，此工程选用塑料编制布自行加工风管，这种简易风管具有风阻小、装拆方便、耐用、易修补、防水阻燃、耐腐蚀、抗静电成本低等诸多优点。加工时以50m为一节，减少接头以降低风阻，便于装拆。隧洞通风管通常设置在洞顶，安装时要求整条管路稳、平、直、无扭曲、无褶皱，尽量减少风阻。为增加强度，接出风口的前50m长度采用带箍混纺胶布风管。（3）从降低管道漏风损失考虑造成风管漏风损失的主要原因有：管道接头漏风、管道缝纫针眼漏风、管道破损漏风，为减少管道接头漏风损失，除增大管道节长以减少接头外，还可采用新型刚性接头，增强接头的密封性。在加工风管时，采用对折缝纫法和在缝纫缝上涂刷胶粘剂的方法，减少缝纫针眼的漏风。对施工中出现的管道损坏，主要是靠加强现场管理，及时发现及时修补，避免造成漏风损失。（4）通风机的现场布置通过对上述因素的综合考虑，从而确定：梧桐隧道采用88-1型轴流式通风机进行压入式通风。五.综合治理与通风管理及总结要想得到满意的通风效果、缩短循环作业时间，仅仅依靠合理的通风方式是不够的，还要采取消烟、防尘等综合治理措施，并加强通风管理：5.1综合防尘措施：它包括湿式凿岩、水封爆破降尘、爆破后喷雾降尘、出渣前冲洗岩壁、装渣洒水等措施，都可达到防尘降尘的目的。5.2净化内燃设备尾气：加强内燃设备保养，保持内燃设备工况良好，以减少废气排放量；内燃设备安装有效的消烟化油器，并在柴油中加入S30-30柴油添加剂以净化尾气减少空气污染。5.3加强通风管理：制定严格的通风管理制度，安排专人进行通风管理，根据需要随时进行空气卫生和通风指标检测，不断进行通风系统的优化，保证通风系统完好有效运行。5.4充分通风：要保证有足够的通风时将废气彻底排完，避免造成废气循环积累，保证洞内各工作面空气达到标准。5.5保持洞内道路平整：若洞内道路不平，会加大内燃车辆行驶阻力，使车辆频繁加大油门，耗油多，造成污染气体排放量增大。六.通风效果及空气卫生指标检测控制6.1梧桐隧道用两台88-1型通风机完成了全洞的掘进；在隧洞开挖时，掘进工作面从开始通风到空气符合卫生标准的时间，随着隧洞长度的增加需要20min，工作面能保证有良好空气。若出渣时保持持续通风，钻爆破孔时可以停止通风，此工况下每天最快可完成3个掘进循环，月进尺可达100m，这是由于科学合理的通风措施保证了掘进施工的顺利进行。压入式通风是将隧道作为排出污浊空气的通道，因此隧道中部空气净化所需的时间较长，净化程度也比工作面差，这给同时进行的混凝土衬砌施工造成一定的影响，为解决这一问题，可采用混合通风的方式。6.2洞内空气卫生标准检测：本工程对洞内有害气体监测，是在掘进施工的不同时间和掘进的不同深度随机进行。采用的设备仪器为：2000系列变携式有害气体监测仪及GXH-301BCO2分析仪；风量和风速用QDF-2A型热球式电风速计测试；粉尘用76型交直流两用采样仪采样，除油衡量。经过一系列的测试，洞内从掘进200m、通风时间为20min，工作面的空气可达到国家卫生标准；自制风管的百米平均漏风率为2.5%，达到了预期的效果。但在掘进和衬砌同时进行时，最佳空气状况时的多项指标仍有不同程度的超标。七.结束语在梧桐隧道施工中，通过采取“合理布局、优化匹配、防漏防阻、消烟防尘、严格管理”等一系列措施，较好地解决了独头掘进的施工通风难题，获得了满意的通风效果，大大降低了工程成本，保证了施工的顺利进行，达到了预期的目标。