中长隧道无轨运输施工通风技术研究

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1、中长隧道无轨运输施工通风技术研究○刘梦醒(中铁四局集团有限公司)合肥230023摘要：结合铁路山区中长隧道无轨运输施工方法，从通风设计、方案的选择、设备选型、经济可行性等方面，较为详细的阐述了中长隧道无轨运输施工通风技术问题关键词：中长隧道无轨运输通风技术一、概述在隧道施工中，凿岩、爆破、出碴、喷射混凝土等作业过程经常会产生大量的粉尘和有害气体，严重危害作业人员的身体健康，也不利于施工作业的正常进行。因此，施工通风是隧道施工中不可缺少的环节，也是制约隧道快速施工的一个重要因素。六十年代以来，我国铁路隧道施工通风，尤其是较长隧道（2km

2、以上）一般都采取在隧道一端或两端用平行导坑作巷道式通风的方法。但从发展趋势上看（从经济角度出发），山岭隧道应减少辅助坑道设置，特别是中长隧道，通常不设辅助坑道（国外一般6～8km隧道都不设置辅助坑道）。这样一来，管道式通风技术就成为解决施工通风的发展方向。在我国以往较短隧道施工中，由于采用管道式通风时所用风机的风压和风量均不大，故仅适用于小断面和局部通风。八十年代以后，我国从日本引进了大功率对旋式轴流风机，才使管道通风技术有了较大提高。在有轨运输施工时，一般独头管道通风距离为2～3km，而在秦岭Ⅱ线隧道平导施工中，采用日产PF-110

3、SW55型轴流风机，配合Φ1.3m隧道局通风设备厂产的PVC增强维纶布拉链式柔性风管，独头压入式通风距离达到了4800m；但对无轨运输施工通风，报道较少，从现有资料看，其独头管道通风距离一般为1000m～1500m。在衡广线大瑶山双线隧道全断面开挖、无轨运输施工中，采用日产风机，配合Φ101.2m刚性和少量柔性风管，独头通风距离可达2000m以上；在南昆线二排坡隧道全断面、无轨运输施工中，采用津产88-1型风机和Φ1250mm风管，独头压入式通风距离为1200m左右。我公司在内昆铁路施工的隧道共有5座，其中阴山一号隧道全长2022米，

4、在未贯通前为独头巷道掘进1100米；手扒岩隧道全长3055米，在未贯通前为独头巷道掘进1700米，油房头隧道和垭口隧道分别为964米和857米，均为单线隧道。由于线路所经地段地形陡峻、场地狭窄，同时从进度、造价、组织管理、机械维修、施工干扰及适应性方面比较，我们决定采用无轨运输施工方法，这样如何有效地解决隧道施工通风问题就成为我们面临的重要课题之一。为此，我们以阴山一号隧道为主进行了通风技术的研究工作。二、通风设计（一）通风方案的确定1.通风方案的制订依据在隧道施工中，采取何种通风方式应根据隧道的施工方法、坑道特点和污染源的特性以及设

5、备条件等因素加以确定。因此我们在制订通风方案时主要考虑了下列因素：①采用的是钻爆法、全断面或大断面开挖方式；②采用无轨运输出碴进料；③没有可以利用的辅助坑道；④柴油汽车排放的废气发生在整个运输巷道上，且愈往下风处废气浓度愈大；⑤采用可提供足够风量、风压的风机；⑥采用大直径、漏风少、阻力小的风管。2.通风方案的比较10隧道施工通风主要采用机械通风，其通风方式按风道类型一般分为巷道式和管道式两种，其中后者按送风方式不同又可分为压入式、吸出式和混合式三种。它们各有其优缺点（见表1）。表1几种管道式通风方案的比较序号通风方式布置形式优点缺点1

6、压入式能很快地排除工作面的污浊空气,拆装简单污浊空气流经全洞2吸出式工作面净化较快，洞内空气较好风机移动频繁，噪声大，管道漏风可造成循环污染3混合式洞内空气好、净化快噪声大，受空间限制3.方案确定经分析比较后，我们认为压入式通风较为适合无轨运输施工，它可使足够的新鲜空气能很快被送至工作面，实现快速掘进。考虑到柴油机废气污染，风机选型要求大风量、高风压，风管要求选用大直径柔性风管，风机要安设在洞外开阔处，向洞内送风，以避免循环污染。（二）通风系统的设计计算隧道施工通风旨在为洞内施工人员创造一个适宜的作业环境，以保证作业人员的身体健康和作

7、业的效率。因此在计算时我们考虑了以下因素：①保证洞内作业人员有足够的新鲜空气；②作业面有害气体浓度降到允许范围内；③保证工作面最低风速不低于0.15m/s。1．风量计算(1)按洞内同时工作的最多人数计算103--每人每分钟呼吸所需新鲜空气量，m3/min；--风量备用系数，取1.15。--洞内同时工作的最多人数，40人。(1)按同时爆破的最多炸药量计算--同时爆破的炸药消耗量，100.2kg；--一公斤炸药爆破时所构成的有害气体体积，40L；--通风时间，按30min计。(2)按爆破后稀释CO至许可最高浓度计算、符号意义同前。--风量

8、备用系数，取1.10。(3)按压入式通风30分钟内将齐头工作面爆破产生的有害气体浓度稀释到允许浓度计算--巷道断面积，42.37m2；--通风区段长度，取100m，即掌子面向洞口方向100m范围内；、符号同前。(4)按稀