1、1铁路隧道的通风技术探析摘要：随着科技的进步与经济市场的日益强大，在建铁路穿越山岭重丘日趋增多，长隧道、特长隧道、隧道群、连体隧道等日益成为铁路建设首选穿越方案。目前铁路隧道的施工大部分仍采取新奥法施工，钻爆、排风、出渣、支护再进行下一循环施工成为当前施工阶段的必然途径。隧道施工过程中，有效而迅速地通风，不但能减步作业循环时间，而且可以保证隧道中有足够的新鲜空气，因此做好铁路隧道的通风工作意义重大。本文首先说明了隧道施工常用的通风方法，并说明了隧道施工通风作业环境标准，然后对隧道施工中竖井施工技术和铁路隧道通风量的计算做了详细阐述，最后简要说明了施工通风的检测。 关键词：铁路隧道；通风；竖井；
2、压入式；通风量 Abstract: with the progress of science and technology and economic market of increasingly powerful, heavy high increasing railway under construction across the mountains, long tunnel, tunnel, tunnel group of railway construction, conjoined tunnel has become a first choice through the scheme.
3、 Most of the railway tunnel construction still adopt new Austrian construction method, drilling and blasting, exhaust, slag, support for the next cycle the surest way to become the current construction stage of construction. Ventilation tunnel 2construction process, effective and rapidly, step not o
4、nly can reduce the cycle time of operation, and can guarantee enough fresh air in the tunnel, so to do a good job of railway tunnel ventilation is of great significance. At first, this paper illustrates the tunnel construction ventilation methods, and illustrates the tunnel construction ventilation
5、work environment standards, then the shaft construction technology in tunnel construction and railway tunnel ventilation rate calculation in detail, finally briefly illustrates the construction ventilation in the test. Key words: railway tunnel; Ventilation; Shaft; Pressure into the type; Ventilatio
6、n rate 中图分类号：U459.1 文献标识码：A 文章编号：2095-2104(2013) 隧道施工常用的通风方法 （一）自然通风 自然通风是靠自然气流通风，一般适用于短隧道和长隧道开挖初期（一般小于 5m） 。 （二）压入式通风 压入式通风是利用安装在隧道外空气清洁流通及安全处的风机，将新鲜空气经风管直接送到开挖工作面，污浊空气经已成洞室排出（见图3l） 。这种方式的优点是作业面得到的新鲜气流较大，能较快地冲淡和排出炮烟；金属风管、柔性风管均能使用，且拆装方便。缺点是烟及污浊空气排出需通过全洞；管道连接不良时漏风严重。当为单机时，可用于长度在 200ln 以内的独头导洞；多机串联可用于
7、长度 20Dm 以上的洞室或需要尽快吹散炮烟的快速开挖工程。 图 1 压入式通风示意图 （三）抽出式通风 抽出式通风是利用安装在开挖作业面附近的风机，将炮烟及污浊空气由风管直接抽出。新鲜空气由洞口流人洞内（见图 2） 。这种方式的优点是开挖面附近的炮烟及污浊空气能直接由风管抽出，洞内其他作业面不受影响。缺点是一旦炮烟扩散后， 就难由一个吸风口抽出而在洞内停滞，且新鲜空气由洞口流至开挖面时已不新鲜了。为保证抽出效果，风管口至开挖面的距离不能太大，但太小了又易被爆破损坏。一般距离不应大于 lOm。当采用胶皮风管时。可将风机置于洞内，炮烟由里向外压出；当采用金属风管时，风机可置于洞口将废气吸出。 图
8、 2 抽出式通风示意图 （四）混合式通风 混合式是压人式通风和抽出式通风混合使用的通风方式，见图 3。一台风机将新鲜空气经风管送人作业面，另一台风机将炮烟或污浊空气经风管排出洞外。为防止在作业面附近形成涡流和炮烟扩散，这两台风机4以抽出为主，压入为辅。抽出风量应比压入风量大 2030。抽出风管与压入风管应布置在洞室的两侧，且抽出风管在上部，压入风管在下部。 1压入式风机 2抽出式风机 图 3 混合式通风示意图 隧道施工通风作业环境标准 在隧道施工中，因为洞身爆破施工、弃渣运输等造成洞内产生了钻眼爆破烟尘、车辆尾气及扬尘等不良空气环境，加之隧道施工各种机械设备的运行也给隧道提供了不利于施工人员健
9、康的高温环境等，这些不利因素的存在极可能给隧道施工的人员造成职业伤害，为此，考虑施工人员的健康，确保隧道各项施工工序有条不紊的进行，必须对隧道通风标准和通风设备的使用进行严格把关。 （一）隧道通风作业环境标准 1、空气中氧气含量，按体积计不得小于 20%。 2、粉尘容许浓度，每立方米空气中含有 10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于 2mg。每立方米空气中含有 10%以下的游离二氧化硅的矿物性粉尘不得大于 4mg。 3、瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点 20m 内，风流中瓦斯浓度必须小于 1.0%；总回风道风流中瓦斯浓度应小于 0.75%。 开挖面瓦斯浓度大于 1.5%时，所有人员必须撤至安全地点
10、并加强通风。 54、有害气体最高容许浓度 一氧化碳最高容许浓度为 30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入开挖工作面时，浓度可为 100mg/m3，但工作时间不得大于 30min； 二氧化碳按体积计不得大于 0.5%； 氮氧化物（换算成 NO2）为 5mg/m3 以下。 隧道内气温不得高于 28。 隧道内噪声不得大于 90dB。 隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量，每人应供应新鲜空气 4m3/min。 瓦斯隧道施工中防止瓦斯集聚的风速不得小于 1m/s 。 （二）通风设备使用中应注意的问题 1、压入式通风机必须装设在洞外或洞内新风流中，避免污风循环。通风机应设两路电源，并装设
11、风电闭锁装置，当一路电源停止供电时，另一路应在 15min 内接通，保证风机正常运转。 2、必须有一套同等性能的备用通风机，并经常保持良好的使用状态。3、隧道掘进工作面附近的局部通风机，均应实行专用变压器、专用开关、专用线路及风电闭锁、瓦电闭锁供电。 4、隧道应采用抗静电、阻燃的风管。风管口到开挖面的距离应小于5m，风管百米漏风率应不大于 2%。 三、铁路隧道竖井施工通风技术 竖井是长大铁路隧道的重要配套工程之一，对隧道的通风排污、防6灾减灾、正常运营等起着重要作用。目前我国隧道竖井的设计中，对于岩爆等特殊地质条件还没有系统的设计方法。 竖井具有以下优点：竖井口地形较平坦开阔，高差大，烟囱效应
12、显著，更有利于隧道通风；竖井穿过地层地质较好，岩性单一，竖井结构安全稳定；竖井施工采用中心扩孔法施工费用相对较低，需要上山的设备少，山上施工场地也较小；且不必在山上弃渣，更有利于环 境保护；竖井可以大大减小通风阻力，从而降低通风运营费用。目前竖井施工中常用的施工方法是先反井后爆破扩孔法。本文将对这一施工方法做详细阐述。 （一）钻机就位 钻机定位的关键在于调平对中，确保钻孔的垂直度。钻机基础采用C20 混凝土，厚度一般为 100cm。 （二）测量放样 测设竖井中心点，同时放出十字线护桩，设护桩以便于校核。 （三）钻卸碴孔 竖井采用天井钻机施工卸碴孔。其工作原理为液压马达驱动水龙头。将扭矩传递给钻
13、具系统，带动钻具旋转；破岩采用镶齿盘形滚刀，滚刀在钻压的作用下沿井底滚动，从而对岩石产生；中击、挤压和剪切作用，使其破碎（钻）导孔时岩屑沿钻杆与孔壁间的环形空间由洗井液提升到上水平，扩孔时岩屑靠自重落到下水平。在导孔的钻进过程中，水源先进钻机的冷却器，对钻机进行冷却，冷却后的水放到清水池内，循环使用，多余部分放入循环池中循环使用。 7（四）反导井扩孔 在井底风道内卸下 270 的钻头，换装 1400 的扩孔钻头，自下向上将导孔扩大为 1400 的导井。导井扩孔结束后，拆除钻机。在井口设龙门架，通过地面上的卷扬机牵引设在井内的吊笼，供人员、钻机进行上下运输：同时在井壁设置悬挂吊笼的锚杆、爬梯，井
14、口安装护栏进行围挡，防止碎石、杂物掉入井内，确保安全。 （五）扩挖 为防止全断面扩挖堵孔，首先从下向上扩挖至 3.5m 卸碴孔，采用人工钻爆法施工。 （六）初期支护 用高压风自上而下吹净岩面，施作结构锚杆并挂设钢筋网、钢架等。（七）二次衬砌 竖井二次衬砌采用滑模自下而上施工，溜灰管输送到工作面入模，中间设缓冲器，防止混凝土离析。中隔板两侧采用压制成弧的钢板焊接而成的模板，2 组独立的模板通过“开”型提升架相连成为一个整体刚性结构体，井壁设提升架，混凝土内设爬杆，爬杆采用钢管，提升采用多台千斤顶。 铁路隧道通风量的计算 （一）压入式通风的计算方法 压入式施工通风所需风量按洞内同时工作的最多人数、
15、洞内允许最小风速、一次性爆破所需要排除的炮烟量和内燃机械设备总功率分别计8算，取其中最大值作为控制风量。 （二）隧道通风计算的有关公式 按洞内最小风速计算 Q=vs60。 式中，Q计算风量，m3/min； V计算风速，m/s； S开挖断面面积 m2。 按洞内可能的同时作业的最多人数计算 Q=qmR。 其中，Q 为计算风量，m3/min；q 为洞内每人所需新鲜空气量，m3/min；m 为洞内可能的同时作业的最多人数；R 为风量备用系数，取R=1.15。 按洞内同一时间内爆破作业的最多用药量计算 Q=5Ab/t。 其中，Q 为计算风量，m3/min;A 为同时爆破的最大用量，kg;b 为1kg 炸
16、药爆破时所构成的 CO 体积（L） ；t 为通风时间，一般在20min40min。 4、风机风量计算 Q=PQ 其中，Q 为工作量所需最大风量，m3/min；P 为漏风系数。 风阻计算 （1）风管流量计算 9Qm=pmQ。 式中，QM风管流量，m3/s; Pm漏风系数； Q管端风量，m3/s。 （2）风阻计算 风阻用下式计算： 式中，摩擦阻力系数； L风管长度，m； U风管周边长度，m； S风管面积 Qm风道流量，m3 /s; Q风管出口流量，m3 /s; 局部阻力系数; 风筒出口局部阻力系数。 五、施工通风检测 隧道必须建立测风制度，每 10 天进行 1 次全面测风。对掘进工作面和其他用风地
17、点，应根据实际需要随时测风，每次测风结果应记录并写在测风地点的记录牌上。应根据测风结果采取措施，进行风量调节。必须有足够数量的通风安全检测仪表。仪表必须由国家授权的安全仪表计量检验单位进行检验。 10结语 综上，隧道施工通风对隧道施工具有重要的影响，这就要求我们必须高度重视，在今后的施工建设中顺应技术发展，采取更为科学先进的通风设备及管理方式，以人为本，服务一线施工。 参考文献 1张涛，郭小红，黄民水.高速公路长大隧道通风竖井设计与施工技术研究J.华中科技大学学报，2008.3. 2梁缄鑫，程建平.枳城隧道通风技术J.铁道建筑，2004.3. 3马建华，祁亮，王颖.长大隧道施工通风技术J.建筑与预算，2009.4.
