長大隧道最佳通風(fēng)方案

1、長大隧道最佳通風(fēng)方案中鐵隧道集團一處周正華隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展和西部大開發(fā)力度的進一步加大，各項相關(guān)的基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)與此同時得到了迅猛發(fā)展；而在各項基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，作為公路建設(shè)和鐵路建設(shè)很重要的一部分的隧道施工作業(yè)中，長大隧道的通風(fēng)問題作為施工作業(yè)中很重要的一部分，通風(fēng)效果的好壞直接會影響到整個隧道施工的空氣質(zhì)量，進而影響到各個作業(yè)面施工人員的人體健康，而通風(fēng)方案的選擇是影響通風(fēng)效果好環(huán)的直接決定因素，在對具體通風(fēng)方案的選擇上，技術(shù)上存在的問題是長期以來需要攻克的的重點和難點，在長期的現(xiàn)場工作中經(jīng)過對實際運用中的各種方案的比較和技術(shù)上的論證，我認為采用以下方案可以使通風(fēng)效果達到最好，現(xiàn)將我的論

2、證依據(jù)歸納如下：一、存在的問題從目前來看，現(xiàn)在大多數(shù)山嶺隧道施工主要是采用新奧法進行施工，其主要特點是根據(jù)隧道圍巖的變化，及時調(diào)整隧道施工工藝的一種動態(tài)施工管理方法，它主要是通過加強隧道開挖支護，使圍巖穩(wěn)定幾乎不再變化后，才進行碎襯砌施工（除在I、R類圍巖施工中，襯砌碎是要作為受力載體而進行碎施工外），根據(jù)這種施工工藝方法，在長大隧道施工中若沒有一個好的隧道通風(fēng)方案，必將存在著極大的施工質(zhì)量隱患和安全隱患，處理不好的話很容易造成安全質(zhì)量事故，同時還會加大動力機械設(shè)備的耗油量，造成內(nèi)燃機機械燃燒不充分，產(chǎn)生大量有毒的一氧化碳氣體，加大機械設(shè)備的磨損，降低機械設(shè)備的使用壽命。這是因為若沒有解決好長

3、大隧道通風(fēng)問題，必然導(dǎo)致在隧道施工中隧道中的空氣渾濁，尤其是隧道開挖學(xué)子面空氣渾濁，光線不夠明亮，造成隧道開挖施工中開挖工人和工程技術(shù)人員無法準確掌握隧道掌子面圍巖的變化情況；一方面使我們的工程技術(shù)人員無法根據(jù)隧道圍巖變化而及時調(diào)整隧道開挖支護工藝，而導(dǎo)致隧道塌方質(zhì)量事故；另外一方面使我們的開挖工人在開挖施工中無法看清隧道頂部圍巖的松動情況，而導(dǎo)致隧道頂部巖石下落傷人的安全事故。同時由于隧道中的空氣渾濁，使我們的隧道監(jiān)測人員無法對已開挖支護成型的隧道進行準確的量測，進而使我們無法掌握隧道已開挖成型部分的圍巖變化情況-甚至隧道可能已出現(xiàn)細微的裂縫，我們卻沒有掌握隧道業(yè)已變化的實際情況，造成沒有對

4、出現(xiàn)裂縫段的隧道進行加強支護，導(dǎo)致隧道坍塌和人員傷亡的安全質(zhì)量事故。另外如果隧道中的通風(fēng)不夠良好，空氣渾濁；將會導(dǎo)致我們在隧道施工當(dāng)中不得不進行長時間的通風(fēng)，從而浪費大量的電力能源，使工程施工成本進一步加大；以單個隧道施工為例：起動一臺110KW通風(fēng)機，每小時耗電量為110KW,以一臺通風(fēng)機每天比最佳通風(fēng)方案至少多工作8時計算，一臺通風(fēng)機每天電力要多消耗880KW,按每度電0.5元計算，則每天要增加440元，每月消耗則至少增加13200.00元,則一年消耗要多增加16萬元左右，尤其在當(dāng)今全國性電力普遍缺乏的情況下，電力供應(yīng)緊張與工程施工之間的需求矛盾進一步加大，又制約了工程施工進度，同時由于隧

5、道通風(fēng)效果不夠理想，造成工程施工的人員工作效率降低機械設(shè)備的磨損加大，機械設(shè)備的利用率降低，進一步加大工程施工成本。二、長大隧道通風(fēng)問題的解決辦法根據(jù)流體力學(xué)原理以及熱力學(xué)原理和我們的實踐經(jīng)驗相結(jié)合來談?wù)勎覍﹂L大隧道的通風(fēng)方案觀點以供大家參考：根據(jù)隧道施工的實際情況，我們可將隧道通風(fēng)的過程看成是一個絕熱的過程，空氣在隧道中的流動是一種穩(wěn)定流動-也就是說流道（隧道）中任何位置上流體速度及其它狀態(tài)參數(shù)都不隨時間而變化，且流入與流出系統(tǒng)的質(zhì)量是相等的；具方程式可表示為：IE=Ui+piVi+mici2/2+migzi+Q,IEe=U2+p2V2+m2c22/2+m2gz2+Wsh其中piVi、p2V

6、2-流體流入、流出系統(tǒng)的流動功，Mici2/2、m2c22/2-流體流入、流出系統(tǒng)的動能，Migzi、m2gz2流體流入、流出系統(tǒng)的位能，Wsh傳出系統(tǒng)的軸功；在隧道通風(fēng)中我們可近似的將流體看成一個絕熱的過程，所以migzi>m2gz2看成相等；根據(jù)熱力學(xué)第一定律-系統(tǒng)中能量即不能增加也不能減少，只能以各種形式的能量進行轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)換，故得出以下結(jié)論：Ui+piVi+mici2/2+migzi+Q=U2+p2V2+m2c22/2+m2gz2+Wsh也就是piVi+mici2/2=p2V2+m2c22/2,V=CS,其中C為流體的速度，S為流體通停c子a.七】了，王>»了二二工

7、：工m1了一m77過的圖1橫截面積；根據(jù)動量守恒定律，我們可以近似的將隧道撐子面看成為一個等壓、等溫絕熱的過程-即Pi=P2,故PCiSi+mici2/2=pC2s2+m2c22/2;且Ci、C2方向相反，如圖1所示：根據(jù)以上所訴，下面就長大隧道的通風(fēng)問題談?wù)勎业目捶ǎ篒、單線長大隧道通風(fēng)方案根據(jù)單線長大隧道的施工特點，為了不影響其他工序的施工達到最佳通風(fēng)效果，我們將采用兩臺或兩臺以上的對旋式軸流風(fēng)機進行通風(fēng)；具體布局如下：I）在隧道洞口安裝一臺對旋式軸流風(fēng)機直接對隧道撐子面進行壓入新鮮空氣，同時在模板襯砌臺車前（靠近撐子面端）安裝一臺對旋式軸流風(fēng)機將隧道撐子面的放炮后的有毒空氣以及噴漿時產(chǎn)生

8、的有毒空氣吸出隧道作業(yè)面；這樣可以避免許多隧道施工在模板襯砌臺車段很難排出有毒氣體的缺陷，達到加快隧道內(nèi)空氣流動，使隧道中的有毒氣體迅速排出隧道的目的。詳情見下圖2形成渦流模板為襯砌臺車處圖2在以往的單線長大隧道通風(fēng)效果不好的主要原因是隧道模板襯砌臺車處的通風(fēng)問題不好解決，這是因為在模板襯砌臺車段，模板襯砌臺車就類似一塊檔板，大大減小了風(fēng)量通過隧道的有效面積，如上圖所示：根據(jù)動量守恒定律：M1C1=M2c2+M3c3；以及熱力學(xué)原理，隧道內(nèi)的有毒氣體在模板襯砌臺車處（靠隧道撐子面一端）很易形成渦流，進而造成有毒氣體，排不出去，為了解決這一難題，我們在未t砌臺車前約10M處，安裝一臺對旋式軸流通風(fēng)機，將模板襯砌臺車處有毒氣體反吸出隧道，整條隧道的主要通風(fēng)方式如下圖3所示：一L,"i1i.一匚"-"I,新鮮|!空氣軸流.風(fēng)機|隧道開挖I有害面氣體軸流