隧道施工通風(fēng)技術(shù)

1、word 格式文檔長大隧道施工通風(fēng)技術(shù)一、隧道施工作業(yè)環(huán)境的衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)大家知道隧道施工中, 洞內(nèi)有害氣體的來源主要有鉆眼粉塵、爆破煙塵、運輸汽車尾氣及汽車揚塵、噴射砼粉塵、水霧、瓦斯、氡等有害氣體以及高地溫環(huán)境等, 為了使施工人員的健康得到保證, 為保證順利施工 , 必須采用通風(fēng)的方法來加以解決1.1氧氣含量坑道中氧氣含量按體積計不應(yīng)小于20%。1.2氣溫坑道內(nèi)氣溫不宜高于30。1.3有害氣體濃度一氧化碳 (CO)一般情況下不大于30mg/m3,特殊情況下，施工人員必須進(jìn)入工作面時，可為100mg/m3,但工作時間不得超過30min;二氧化碳 (CO2)按體積計不得大于0.5%; 氮氧化物 (N

2、O2)在 5mg/m38mg/m3以下 ; 甲烷 (CH4)按體積計不得大于0.5%。1.4粉塵濃度含 10%以上游離二氧化硅的粉塵 , 每立方米空氣中不得大于 2mg; 含 10%以下游離二氧化硅的礦物性粉塵 , 每立方米空氣中不得大于4mg。1.5噪聲施工噪聲不宜大于90dB。此外該規(guī)范還規(guī)定 , 隧道施工通風(fēng)應(yīng)能專業(yè)整理word 格式文檔滿足洞內(nèi)各項作業(yè)所需的最大風(fēng)量。 風(fēng)量按每人每分鐘供應(yīng)新鮮空氣3m3計算 , 采用內(nèi)燃機械作業(yè)時 ,1kW 供風(fēng)量不宜小于 3m3/min, 風(fēng)速在全斷面開挖時不應(yīng)小于 0.15m/s, 坑道內(nèi)不應(yīng)小于 0.25m/s, 但均不應(yīng)大于 6m/s。二、機械

3、通風(fēng)的方式一般隧道施工通風(fēng)方式主要有排風(fēng)式( 或抽出式 ) 、送風(fēng)式 ( 或壓入式 ) 、送排混合通風(fēng)方式、利用輔助坑道通風(fēng)等4 種方式。在公路隧道施工中由于經(jīng)濟方面的原因, 較少采用輔助坑道通風(fēng)這種方式。2.1排風(fēng)式 ( 或稱吸出式 ) 通風(fēng)該方式是將吸風(fēng)口置于工作面附近 , 通過風(fēng)機將廢塵廢氣等有害物質(zhì)吸出并排到洞外 , 而洞外新鮮空氣則順坑道進(jìn)入洞內(nèi)。這種方式的優(yōu)點在于能及時排走污染物 , 不會污染已建洞身 ; 缺點是必須經(jīng)過較長時間工作面才能得到較多的新鮮空氣 , 作業(yè)人員不能及早進(jìn)入工作面 , 從而影響到下一工作循環(huán)的快速展開。2.2送風(fēng)式 ( 或稱壓入式 ) 通風(fēng)該種方式是將風(fēng)機置

4、于有新鮮空氣的地方( 一般離開洞口一定距離), 通過管道直接將新鮮空氣壓送到工作面附近 , 從而將污染物排出洞外。此方式的優(yōu)點是工作面能在較短的時間內(nèi)得到足夠的新鮮空氣,有利于下一工作循環(huán)的盡早展開 , 從而提高工作效率 , 得到較高的經(jīng)濟效益。其缺點是 : 污染物從全洞斷面排出 , 對已完洞身將造成污染 , 并對后續(xù)的其他作業(yè)如錨桿打設(shè)、噴漿、防水層的施作、二次砼襯砌專業(yè)整理word 格式文檔等有很大的影響。2.3送排混合通風(fēng)方式送排風(fēng)方式兼有以上兩種方式的優(yōu)點, 即有一路為壓入式通風(fēng),主要作用是送入新鮮空氣; 另一路為排風(fēng)方式, 主要作用是吸出污染物, 從而達(dá)到快速降塵的目的。它的缺點是必

5、須在洞內(nèi)同時鋪設(shè)兩路風(fēng)管 , 在洞內(nèi)狹小的空間內(nèi)將會干擾施工運輸、砼襯砌等其他作業(yè)的開展 , 同時 , 風(fēng)管管路的續(xù)接、維護(hù)工作量大大增加。因此 , 一般只在隧道很長、對通風(fēng)要求高以及希望加快施工進(jìn)度等情況下才考慮使用。三、機械通風(fēng)的設(shè)備隧道通風(fēng)方案的關(guān)鍵在于通風(fēng)系統(tǒng)的設(shè)計是否合理、風(fēng)機與通風(fēng)管的能力能否互相匹配。如果片面追求高效率、大風(fēng)量的風(fēng)機, 而風(fēng)管的直徑小 , 阻風(fēng)系數(shù)高 , 漏風(fēng)嚴(yán)重 , 則決不會取得好的通風(fēng)效果 ; 另一方面 , 若風(fēng)管直徑較大 , 而風(fēng)機風(fēng)量小 , 風(fēng)壓太低 , 也難以保證通風(fēng)能取得良好效果。3.1通風(fēng)機目前的通風(fēng)機有子午加速式軸流通風(fēng)機、 對旋式軸流通風(fēng)機、 變

6、特性隧道軸流風(fēng)機等。由于變特性風(fēng)機價格較高 , 目前采用較少。通過晉陽高速公路、晉焦高速公路兩條高速公路隧道施工的實踐, 從使用效果看 , 對旋式軸流通風(fēng)機不失為一個好的選擇。3.2風(fēng)管專業(yè)整理word 格式文檔我們對風(fēng)管的要求有: 風(fēng)阻系數(shù)低 , 漏風(fēng)率低 , 合適的直徑。通常風(fēng)管可分為維尼龍膠布風(fēng)管、鍍鋅薄鋼板風(fēng)管、玻璃鋼風(fēng)管等。由于玻璃鋼風(fēng)管、鋁合金板風(fēng)管造價昂貴 , 運輸和存放困難 , 加工、接長不便等 , 因此較少采用 , 除在排風(fēng)式 ( 或吸出式 ) 通風(fēng)情況下必須采用剛性風(fēng)管外 , 一般送風(fēng)式 ( 或壓入式 ) 通風(fēng)全部采用維尼龍膠布風(fēng)管 , 它具有運輸存放容易和方便、接長簡單

7、( 用拉鏈即可連接 ), 其他施工作業(yè)時可方便地挪移等優(yōu)點。四、通風(fēng)方式選擇4.1自然通風(fēng)在氣壓、溫度和自然風(fēng)力等各種自然因素的作用下，使空氣獲得能量，并沿并巷流動的現(xiàn)象，稱為自然通風(fēng)。而借助于自然因素產(chǎn)生的使空氣流動的能量，稱為自然風(fēng)壓。由于溫度隨四季變化的地表空氣進(jìn)入井下必與各種熱源進(jìn)行熱交換，致使井下的空氣密度不斷發(fā)生變化，造成進(jìn)回風(fēng)兩列空氣柱的重力不平衡。因而產(chǎn)生能量差克服通風(fēng)阻力，推動氣流沿井巷流動。產(chǎn)生的能量差就是自然風(fēng)壓， 其大小主要取決于進(jìn)回風(fēng)兩側(cè)空氣的溫度差和井巷深度，空氣溫度對其影響較小。溫差越犬、井巷越深，自然風(fēng)壓越大。自然通風(fēng)方式因受自然條件和施工方法的影響和限制很大，

8、所以在隧道施工中很少應(yīng)用，主要應(yīng)用于礦山開采的井巷工程和部分短隧專業(yè)整理word 格式文檔道的運營通風(fēng)中。選擇此方式通風(fēng)必須掌握氣候條件和自然風(fēng)壓的變化規(guī)律，防止風(fēng)流反向。此方式一旦得以應(yīng)用對于節(jié)能是非常有利的。另外，有些極短的隧道開挖完全依靠空氣擴散來換氣通風(fēng)，此方式換氣時間長，一般不宜采用。4.2機械通風(fēng)機械通風(fēng)包括多種方式， 一般根據(jù)隧道的長短、 是否存在輔助坑道和自然地質(zhì)條件來選擇不同的通風(fēng)方式。管道式通風(fēng)管道式通風(fēng)考慮到漏風(fēng)和風(fēng)阻的變化影響， 一般只適用于獨頭通風(fēng)較短的隧道，可供選擇的方式有三種。 即壓人式、抽出式和混合式。壓人式通風(fēng)其布置如圖 2 所示，風(fēng)機和啟動裝置安裝在距離隧道

9、口 30m以外的新鮮空氣處， 風(fēng)機把新鮮風(fēng)流經(jīng)風(fēng)管壓送到開挖工作面， 污風(fēng)沿隧道排出。風(fēng)機柔性風(fēng)管圖2壓入式通風(fēng)示意圖專業(yè)整理word 格式文檔此通風(fēng)方式采用的是柔性風(fēng)管，成本比較低，但其缺點是污風(fēng)經(jīng)整條隧道后排出洞外。一般無軌運輸施工的隧道多采用此通風(fēng)方式。抽出式通風(fēng)其布置如圖 3 所示，風(fēng)機和啟動裝置安設(shè)在距隧道口30m以外的下風(fēng)向，新鮮風(fēng)流沿隧道流入污風(fēng)經(jīng)風(fēng)管由風(fēng)機抽出。風(fēng)機剛性風(fēng)管圖3抽出式通風(fēng)示意圖此通風(fēng)方式將工作面的污風(fēng)直接經(jīng)風(fēng)管抽出洞外，保證了整條隧道的空氣清潔，對保護(hù)人體健康有利， 較適用于有軌運輸施工的隧道。但其缺點是采用剛性風(fēng)管， 并且在瓦斯隧道中需要配備防爆風(fēng)機，成本比較

10、高。另外，與抽出式相仿的使用柔性風(fēng)管的通風(fēng)方式還有壓出式，如圖 4 所示，但此方法在開挖時風(fēng)機隨工作面的推進(jìn)需不斷前移，并專業(yè)整理word 格式文檔且放炮時飛石易擊壞通風(fēng)設(shè)備，一般不宜采用?；旌鲜酵L(fēng)它是由壓人式和抽出式聯(lián)合工作， 兼有二者的優(yōu)點， 具體的布置方式又分為長壓短抽方式和長抽短壓方式， 而后者又分為前壓后抽式和前抽后壓式。 長壓短抽方式如圖 5 所示，以壓人式通風(fēng)為主，靠近工作面一段用抽出式通風(fēng)，抽出式通風(fēng)要配備除塵裝置。 一般用在開挖工作面粉塵特別多的工點，主要使用柔性風(fēng)管，成本較低，但除塵器要經(jīng)常隨風(fēng)管移動，并且增大了通風(fēng)阻力， 除塵效果差時，未除掉的微塵和污風(fēng)會使全巷道受到污

11、染。在隧道施工中很少應(yīng)用此通風(fēng)方式。專業(yè)整理word 格式文檔 前壓后抽方式如圖 6 所示，以抽出式通風(fēng)為主，靠近工作面設(shè)一段壓人式通風(fēng)。此通風(fēng)方式可使整條隧道不受煙塵污染，但主要使用剛性風(fēng)管， 成本較高。此通風(fēng)方式也較適用于有軌運輸施工的隧道。專業(yè)整理word 格式文檔 前抽后壓方式如圖 7 所示，以抽出式通風(fēng)為主，抽出風(fēng)管口靠近工作面，巷道中設(shè)一段壓人式風(fēng)管， 其出風(fēng)口在抽出風(fēng)口后面。 其優(yōu)缺點與前壓后抽式相同，只是此通風(fēng)方式一般在井巷工程中應(yīng)用。在混合式通風(fēng)中， 壓人式風(fēng)機的風(fēng)量要比抽出式小 ，有時可用引射器代替；為避免污風(fēng)循環(huán)， 壓人式風(fēng)機進(jìn)風(fēng)口距抽出式風(fēng)管吸風(fēng)口 ( 或壓出式風(fēng)機吸風(fēng)

12、口 ) 的重合距離不得小于 10m，并且盡量使排出的污風(fēng)處于下風(fēng)向。各種通風(fēng)方式的風(fēng)管口距工作面距離都較近，放炮時經(jīng)常炸破風(fēng)管，裝拆和維護(hù)風(fēng)管很麻煩，目前還沒有很好的解決辦法。以上所介紹的通風(fēng)方式可根據(jù)投入的資金和設(shè)備不同、通風(fēng)所要達(dá)到的要求和地質(zhì)條件 ( 是否存在易燃、易爆、有毒、有害氣體等) 的不同來進(jìn)行合理選擇。專業(yè)整理word 格式文檔4.3巷道式通風(fēng)巷道式通風(fēng)主要是針對在長大隧道施工中開設(shè)有各種輔助坑道的情況，如平行導(dǎo)坑 ( 簡稱平導(dǎo) ) 、斜井、豎井和鉆孔等。如果沒有輔助坑道，施工通風(fēng)只能選擇前面所介紹的幾種管道式通風(fēng)；如果設(shè)有輔助坑道，則施工通風(fēng)就要針對不同的輔助坑道并根據(jù)施工方

13、法和設(shè)備條件等選擇不同的通風(fēng)方式。充分利用輔助坑道進(jìn)行施工通風(fēng)，將會大大縮短獨頭通風(fēng)的距離，降低施工成本。a利用斜井、豎井或鉆孔進(jìn)行施工通風(fēng)如圖 8 和圖 9 所示，為斜并施工通風(fēng)示意圖。專業(yè)整理word 格式文檔在圖 8 中采取混合斜井進(jìn)風(fēng)， 抽出式通風(fēng)，設(shè)有兩道風(fēng)管分別通向兩個開挖工作面， 風(fēng)機和啟動裝置可設(shè)在井口之外。 也可串聯(lián)在井底或隧道內(nèi)的風(fēng)管中間。 混合斜井也可采用壓人式通風(fēng)， 但均以斜井內(nèi)排除的污風(fēng)不回流至隧道內(nèi)為宜；圖 9 為主、副斜井通風(fēng)布置，通風(fēng)機均布置在主斜井并底，并且新鮮風(fēng)流經(jīng)主斜井壓人隧道工作面， 主斜井井底還設(shè)有輔助風(fēng)門， 平時關(guān)閉，過往運輸時打開， 工作面產(chǎn)生的污

14、濁空氣由副斜井排出。為使隧道內(nèi)空氣狀況更好些， 此處也可應(yīng)用到抽出式或混合式通風(fēng)， 將抽風(fēng)機安設(shè)在副斜井內(nèi)即可。豎井或鉆孔的通風(fēng)布置與斜井基本相似， 這里不再贅述。 需要特別指出的是，當(dāng)隧道與地面的高差較大或豎井 ( 或斜井或鉆孔 ) 井口與隧道口的標(biāo)高差較大時， 可以利用自然風(fēng)壓通風(fēng)， 不用安設(shè)抽出式風(fēng)專業(yè)整理word 格式文檔機，如圖 10 所示。但由于自然風(fēng)壓隨季節(jié)和地面氣候變化較大，此方式要慎重采用， 多數(shù)情況下必須安設(shè)抽出式風(fēng)機， 且風(fēng)量應(yīng)大于壓人式風(fēng)機的風(fēng)量。b利用平行導(dǎo)坑進(jìn)行施工通風(fēng)正洞與平導(dǎo)開挖初期還沒有橫通道聯(lián)通時，其通風(fēng)與管道式通風(fēng)相同，均為獨頭通風(fēng)。當(dāng)開挖到一定長度，正洞

15、與平導(dǎo)通過橫通道聯(lián)通時才能形成一個完整的通風(fēng)系統(tǒng)，如圖 11 和圖 12 所示，為渝懷鐵路圓梁山隧道施工過程中的通風(fēng)示意圖。專業(yè)整理word 格式文檔在圖 11 中新風(fēng)由平導(dǎo)流人，平導(dǎo)內(nèi)產(chǎn)生的污濁空氣經(jīng)3 通由正洞排出。這里的通風(fēng)系統(tǒng)采用了射流通風(fēng)技術(shù)， 在平導(dǎo)中 2 通與 3 通之間布置了兩臺射流風(fēng)機， 利用其射流、卷收和誘導(dǎo)作用使巷道中的氣流升壓，將工作面產(chǎn)生的污濁空氣壓人 3 通，再經(jīng)正洞排出。 0 通是為方便運輸而開設(shè)的， 為防止污風(fēng)循環(huán)采用了小功率射流風(fēng)機進(jìn)行封堵。此通風(fēng)方式中風(fēng)機是隨著前面橫通道的貫通逐漸前移的， 后面的橫通道可根據(jù)需要選擇射流風(fēng)機、風(fēng)墻、風(fēng)帳或風(fēng)門封堵，應(yīng)盡量減小漏風(fēng)、避免發(fā)生污風(fēng)循環(huán)，為了有利通風(fēng)和方便施工，一般風(fēng)機都安設(shè)在平導(dǎo)內(nèi)，即平導(dǎo)進(jìn)風(fēng)、正洞回風(fēng)。此通風(fēng)方式通過利用平導(dǎo)大大縮短了風(fēng)管的長度，降低風(fēng)阻和漏風(fēng)率、保證充足的風(fēng)量；其缺點是正洞長期處于污風(fēng)之中。 要改善這種狀況， 可增加除塵裝置或?qū)⑶懊娼榻B的混合式通風(fēng)（