浅谈雅康高速公路二郎山特长隧道施工通风
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摘要：从通风方式的选择，风量风压的计算，通风设备的配备等方面介绍二郎山特长隧道施工通风。
关键词：特长隧道通风方案通风设备通风管理
Abstract: from the ventilation mode selection, calculation of wind pressure, ventilation equipment are introduced in the aspects of Erlang mountain tunnel construction ventilation.
中图分类号：TU74 文献标识码：A 文章编号：
1工程概况
二郎山隧道工程位于四川省雅安市、甘孜州境内，是雅安至康定高速公路控制性工程之一。二郎山隧道左线长13433m、右线长13381m，于长河坝进洞，进洞高程1476m，于五里沟出洞，出洞高程1569m；隧道最大埋深1506m。采用四斜井三区段分段纵向式通风。我单位施工雅安进口端其中左线ZK65＋625～ZK72＋310，长6685m；右线K65+622～K72+310，长6688m。二郎山隧道具有以下特点：
①二郎山隧道属于特长隧道，地质条件复杂，主要不良地质为高地应力条件下硬质岩的岩爆及软质岩的大变形、断层破碎带、穿越活动断裂、高压涌突水、岩溶、瓦斯等，不良地质地段施工风险高，难度大，属于隧道施工的重点，也是难点。
②二郎山隧道设置送风井、排风井各一座，位于线路左侧K69+110处，洞口高程1845m。送风斜井长度2010m，坡度为14.58%，排风斜井长度为2050m，坡度为14.29%，斜井采用无轨运输施工。斜井与二郎山隧道正洞交界处设置风机房。
2瓦斯隧道施工通风方案
2.1 隧洞普通段施工通风方式
隧洞施工通风方式主要有管道式通风（即独头通风）和巷道式通风两大类，它们在长隧道施工的应用中都有新的发展，管道式通风一般用于单口掘进长度3km以内的隧洞，增加通风长度的途径是采用大风量风机和大直径管道，并且设法减少风管的漏风，在此条件下我国已经实现单管单机通风长度7.5km，国外管道通风长度已超过10km。超过3km的隧洞较多采用巷道式通风，凡长隧道用管道式通风比较困难的都可以采用巷道通风。这些方面国内外许多长隧道的施工通风可以借鉴。
施工通风采取前期管道式通风和后期巷道式通风相结合的通风方式。
2.2 通风设计
2.2.1 洞内施工所需风量根据洞内同时工作的最多人数所需要的空气量、或使同一时间爆破的最多炸药用量产生的有害气体降低到允许浓度所需要的空气量、或使同时在洞内作业的内燃机械产生的有害气体稀释到允许浓度所需要的空气量、或满足洞内允许最小风速要求等条件进行计算确定。以其中最大者选择通风设备。
2.2.2 主要计算参数
洞内同时工作最多人数按m＝50人/工作面考虑；
洞内允许最小风速Vmin=0.15m/s；
洞内每人应供应新鲜风q＝3m3/min；
内燃机械设备作业供风量3m3/（min·KW）；
风管平均百米漏风率为0.02，风管摩阻系数为0.02。
2.2.3 风量计算结果
(1).按洞内同时工作的最多人数计算风量
K——风量务用系数，取1.10～1.15。
(2).按满足洞内允许最小风速要求计算风量
min
S——隧洞断面，m2；
(3).按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算风量
—爆破排烟所需风量，m3/min；—通风时间；—一次爆破炸药消耗量,kg；b—一公斤炸药爆破时所构成的一氧化碳体积（L），一般采用b=40L；
(4).按开挖面爆破排烟所需风量计算：
式中：—爆破排烟所需风量，m3/min；—通风时间；—一次爆破炸药消耗量；—开挖断面积；—通风换气长度。
(5).按内燃机械作业所需风量计算
供风量不小于3m3/（min·KW）
式中：—内燃机械作业所需风量，m3/min；—装碴机械总功率，KW； —装碴机械的工作效率；—运输类汽车总功率，KW； — 运输类汽车的工作效率；—其他类机械总功率，KW； —其他类机械的工作效率；—内燃机械单位功率供风量，m3/（min·KW）。
风量计算结果
①按人数计算风量时所需要风量为172.5m3/min。
②按最小风速计算风量时所需要风量为720m3/min。
③按爆破使用的最多炸药用量所需要风量为1355m3/min。
④按开挖面爆破排烟所需风量计算2400m3/min。
⑤按内燃机械作业所需风量为2500m3/min。
所以取最大值2500 m3/min作为控制风量，再经过管路漏风折算可知所需通风机的总供风量应为3300m3/min左右。
2.2.4 风阻计算
通风阻力则因选择的风管直径和风机型号以及送风距离的不同会有很大差距，这里选择了直径1.5m的通风管通过理论计算，其通风阻力表达式如下：
当送风距离L=2000m时，通风阻力H=7.21Qf2（Qf为风机出口风量）；
当送风距离L=3000m时，通风阻力H=9.18Qf2；
当送风距离L=4000m时，通风阻力H=10.49Qf2。图1 风机性能曲线验证图
通过图和风机性能曲线的交点验证可知是比较合理的，图1中(1)线为L=2000m时；(2)线为L=3000m时；(3)线为L=4000m时。需要指出的是，如果选择的风管直径过小，会导致通风阻力过大，不能满足送风需要；如果选择的风管直径过大，又会造成浪费。
3通风设备选择及配置
根据上面的计算结果，轴流风机选择了DF-No12.5型通风机，风管选择了便于装卸和维修的PVC拉链式软风管。各通风设备的性能参数和配置数量见下表。
主要通风设备参数表
4施工通风布置
二郎山隧道的施工通风分为三个阶段：
第一阶段是二郎山隧道隧道进口横通道和左右线开挖工作面分别采取压入式送风，其中横通道开挖采用一台轴流风机和一道通风管路送风，横洞开挖完成左右线正洞开挖时二台轴流风机和二道通风管路送风到两个工作面；
第二阶段是左右线洞口段打通后，左右线隧道开挖在1000m范围内，分别在左右线隧道洞口设置两台轴流风机，采用压入式通风；横洞不封闭，期余各类通道均封闭。
第三阶段是左右线洞口段打通后，左右线隧道开挖超过1000m范围，此时风机全部安设在隧道左线，并安设二台射流风机，开始采用巷道式通风，运输车辆由右洞进出，行人和小车由左线进出(横洞封闭是预留行人和小车通道)，运输车辆需要进入左线时必须从右洞经最靠近掌子面惟一开放的通道进出，严禁运输车辆由横洞直接进出左线，以避免造成污风循环，其轴流风机和管线布置数量与前阶段相同；
其施工通风布置详细情况见图2。
5通风管理
1、由专业队伍进行现场施工通风管理和实施，风管安装必须平、直、顺，通风管路转弯处安设刚性弯头，并且弯度平缓，避免转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修和管理。
2、必须配有专业技术人员对现场通风效果进行检测，根据检测结果及时进行阶段调整。
3、必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整，必须保证洞内气温不得高于28℃、一氧化碳（CO）和二氧化氮（NO2）浓度在通风20 min后分别降到20mg/m3和5mg/m3以下，以满足施工需要。
4、风机必须配有专业风机司机负责操作，并作好运转记录，上岗前必须进行专业培训，培训合格后方可上岗。
5、电工必须定期检修风机，及时发现和解决故障，保证风机正常运转。
总之，科学合理的选择通风方式，加强通风是搞好瓦斯隧道安全施工的有效手段和措施。
参考文献：
（1）《铁路隧道施工技术安全规则》
（2）《铁路瓦斯隧道技术规范》
（3）《煤矿安全规程》。