禾洛山隧道1号斜井及正洞施工通风设计和应用
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摘要：通过禾洛山隧道1#斜井及正洞的施工实践，介绍西南高原地区的隧道施工通风方法
关键词：隧道；斜井；通风；应用
禾洛山隧道1号斜井位于线路左侧，平长380m，斜长382.539m。井口高程为2101.61m，井底高程为2059.55m，高差42.06m，斜井坡度设置为11.07%的下坡。在井底设置30m的平坡连接正洞，斜井的轴线为直线，平面以45°的夹角与隧道中线在DIK60+583处斜交。斜井及正洞均采用无轨运输。
2、1号斜井通风设计效果
为隧道工作区域提供良好的施工气候条件，即有害气体含量低于0.0024%，温度低于30℃，温度控制在50%～60%；工作段落风速大于0.15m/s。
斜井内风速大于1.0m/s，能及时将正洞排到斜井内及运输车辆排放到斜井内的废气排出洞外。
3、通风方式的选择
1号斜井有以下特点，承担的正洞任务多，通风距离长（最长通风距离达到1420m），洞内新鲜空气需求量大，需要稀释的废气及有害气体多。经综合分析，压入式通风比较符合1号斜井的要求，故选择压入式通风为1号斜井的通风方式。
4、风量计算
4.1、按洞内同一时间内工作最多人数计算
Q=3・k・m=3×1.2×50=180m3/min
式中：3―每人每分钟供应的新鲜空气标准（m3/min）；
k―风量备用系数，取1.1～1.25，本式中取为1.2；
m―同一时间内洞内工作的最多人数，本式中取为50人。
4.2、按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算
采用压入式通风：
Q压=7.8/t・（A・K・S2・L2）1/3
=7.8/30×（187×0.3×502×
14962）1/3=1767m3/min
式中：t―通风时间（min），取为30min；
A― 一次爆破的炸药用量（kg）,取
为187kg；
K―淋水系数，取0.3；
S―隧道断面积（m2），取为50m2；
L―通风区段长度，3300m。当L大于
L极限时，式中L应用L极限代替，
L极限=500K′A/S=500×0.8×
187/50=1496m
式中: K′―紊流扩散系数，K′=0.8；
L用L极限代替，则L=1496m，故有
Q=7.8/30×（187×0.3×502×14962） 1/3=1767m3/min
4.3、按最小风速计算
Q=60Sv=60×50×0.15=450 m3/min
式中：v―允许的最小风速，全断面开挖时应不小于0.15m/s，但均不应大于6m/s。
其余符号意义同前。
4.4、按柴油机的废气污染计算风量
Q=Q0∑P=3×180×0.7=378 m3/min
式中：Q0―柴油机单位功率所需风量指标，
取3m3/min；
∑P―同时在隧道内作业的各种柴油
机的功率总和，取180KW；有间歇性工作的乘以0.7利用率。
则Q由上述计算可知，洞内最大风量由洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量控制，取Q=1767m3/min。
4.5、高海拔地区风量修正
Q高=760/P高・Q
式中：P高―高海拔地区的大气压力（mmHg），海拔2000m时，大气压力P高=596mmHg；
其余符号意义同前。
则Q工=Q高=760/596×1767=2253 m3/min
5、风机风量及风压计算
5.1、风机应供风量Q扇计算
（1）漏风系数
P=1/（（1－β）L/100）=1/（（1-0.015）1496/100）=1.023
式中：β―管道百米漏风系数，取1.5%；
其它符号意义同前。
（2）风机应供风量：
Q扇=P・Q工=1.023×2253=2305 m3/min≈38m3/s
（3）风阻计算
使用风管直径1.2m,风管内平均流速V=14m/s
风管内摩擦阻力h1=λ（L/D）ρ（V2/2）=2932pa
式中：λ-摩擦系数，取λ＝0.02
D-风管直径，取D=1.2m
ρ-空气密度，取ρ=1.2kg/m3
其它符号意义同前。
风管内局部阻力h局=ζρ（V2/2），按风管内摩擦阻力h1的5%考虑，则
总阻力h=2932×105%=3079pa
5.2、风机需提供压力Ht计算
Ht=H/Kr=3079/（596/760）=3926pa=29.5mmHg
式中：Kr―高海拔地区修正系数。
6、通风机及通风方案选择
根据以上计算，隧道1#斜井采用独头压入式通风，风机选用1台K62-1型№24轴流风机，供风量38m3/s，风压为30mmHg。通风管选用直径1.2m新型拉链接头软风管，可满足最长通风距离1420m。
洞口长管路集中压入式通风，其优点是新鲜空气经过管道由风机直接送到掌子面，工作环境好，通风系统独立，洞内风流易于控制，风机集中布置，操作简单，管理方便，对洞内施工无影响。
7、风机布置
根据禾洛山隧道1号斜井承担正洞丽江端和大理端的实际情况，供风系统安设1台K62-1型№24轴流风机。斜井到达正洞后，在交叉口设置三通，将新鲜空气送到2个工作面。通风布置见图1。
正洞施工时1台风机供2个工作面，为保证工作面风量足够，在工序安排上一般2个工作面不同时安排爆破、出碴和喷混凝土。另外在交叉口三通的直管上每侧安装1个隔风片，调节2个工作面的风量，一工作面爆破、喷混凝土、出碴时，将另一工作面风管的过风断面调小，保证在短时间内稀释及排除炮烟、粉尘、废气。
8、结束语
隧道通风管理是隧道通风的一个重要环节，一个良好的通风方案没有有效的管理是达不到设计效果的，1号斜井通风管理强调了以下几个环节。
风机管理：设专职司机对通风机进行专业管理，司机可以从电流表上判断风管通风情况。值班司机发现风管出问题可以立即通知通风班进行抢修。
风管管理：风管的挂设、检查、修复均由专业班组实施，使风管漏风率和局部阻力降低到最大限度。
通风检测：工程部设置1名通风工程师，对通风方案的实施进行检查指导，对通风效果
进行监测，每增加60m风管均要测出风速，计算风量，同时测出正洞或斜井内的风速，对当前通风质量进行评价，并根据实测结果与通风设计进行对比，验证通风设计。
参考文献：1铁路隧道施工规范（TB10204―2002）中国铁道出版社；2隧道长距离独头通风技术、《西部探矿工程》2004（12）76―77宋宇新
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