隧道施工通風(fēng)技術(shù)

  在隧道的掘進(jìn)施工過(guò)程中，為了稀釋和排出炮煙、粉塵和有毒有害氣體，保持良好的工作條件，必須對(duì)隧道通風(fēng)（即送入新鮮風(fēng)流）。尤其是瓦斯隧道，做好施工通風(fēng)工作對(duì)施工過(guò)程中防止與瓦斯相關(guān)的重大安全事故起著極其重要的作用。

一、通風(fēng)方式及其應(yīng)用

    通風(fēng)方式根據(jù)隧道長(zhǎng)度、施工方法和設(shè)備條件確定，分為自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)兩種。自然通風(fēng)既利用隧道內(nèi)、外的大氣壓差進(jìn)行通風(fēng)，無(wú)需機(jī)械設(shè)備；機(jī)械通風(fēng)是采用風(fēng)機(jī)為動(dòng)力，配以風(fēng)筒送、排風(fēng)的通風(fēng)方式（壓入式通風(fēng)、抽出式通風(fēng)、混合式通風(fēng)）。機(jī)械通風(fēng)兩種基本方式（壓入式通風(fēng)和抽出式通風(fēng)）見(jiàn)隧道施工基本通風(fēng)方式圖；混合式通風(fēng)是兩種基本通風(fēng)方式相配合使用，分為長(zhǎng)壓短抽式、長(zhǎng)抽短壓式（前壓后抽式、前抽后壓式）。

二、所需風(fēng)量計(jì)算

    確定隧道施工過(guò)程中所需風(fēng)量的因素包括：隧道內(nèi)同時(shí)工作zui多人數(shù)；隧道內(nèi)規(guī)定的zui小風(fēng)速；瓦斯、二氧化碳等有毒有害氣體涌出情況及隧道內(nèi)所用內(nèi)燃機(jī)械數(shù)量等。

1、按隧道內(nèi)同時(shí)工作的zui多人數(shù)需要的新鮮空氣計(jì)算風(fēng)量：Q=4N 

式中：Q—隧道內(nèi)所需風(fēng)量，m3/min。

4—每人每分鐘應(yīng)供給的zui小風(fēng)量，m3/min·人

N—隧道內(nèi)同時(shí)施工（指導(dǎo)施工）的zui多人數(shù)，人

2、按藥量計(jì)算：Q=2                                  

式中：25——在規(guī)定時(shí)間內(nèi)將每千克藥爆炸所產(chǎn)生的有害氣體稀釋到允許濃度以下，每分鐘所需的zui小風(fēng)量，m3/min·kg。

 A—— 一次爆破所需的zui大藥量，kg。

3、按隧道內(nèi)規(guī)定的zui小風(fēng)速計(jì)算：Q≥Vmin·S                

式中：Vmin——隧道內(nèi)規(guī)定的zui小風(fēng)速（查施工規(guī)范），m/min 。

S——施工隧道的zui小斷面積， m2。

4、按有毒有害氣體（瓦斯、二氧化碳等）涌出量計(jì)算：Q=100·q·k                        

式中：100——按規(guī)定（瓦斯、二氧化碳涌出隧道，工作面瓦斯、二氧化碳濃度不高于1得出的系數(shù)。

q——隧道內(nèi)有毒有害氣體的涌出量，m3/min。根據(jù)實(shí)測(cè)統(tǒng)計(jì)數(shù)值的平均值取

k——隧道內(nèi)有毒有害氣體涌出的不均衡系數(shù)。它是zui大涌出量與平均涌出量之比一般在1.5～2.0之間。

按以上4種方法計(jì)算后，選取Q值z(mì)ui大者作為隧道內(nèi)施工通風(fēng)所需風(fēng)量值，并根據(jù)此數(shù)值選擇通風(fēng)設(shè)備。此外，還要考慮隧道內(nèi)內(nèi)燃機(jī)械設(shè)備的使用數(shù)量，適當(dāng)加大通風(fēng)量。
 

三、輔助通風(fēng)方法

    應(yīng)用引射器通風(fēng)原理，快速排除掌子面炮煙。

    引射器通風(fēng)的原理是利用壓力水或壓縮風(fēng)經(jīng)噴嘴高速噴出產(chǎn)生射流， 在上述射流作用下周圍靜止的空氣被卷吸到射流中，且又不斷卷吸周邊空氣，其結(jié)果是射流邊界不斷向外擴(kuò)展（自由射流），斷面和流量也不斷增加。同時(shí)，由于靜止空氣摻入發(fā)生動(dòng)量交換而產(chǎn)生阻滯作用，使射流邊界的流線減低，經(jīng)一定距離后使整個(gè)射流成為紊動(dòng)射流。

應(yīng)用此原理，在隧道開(kāi)挖掘進(jìn)施工中，掌子面爆破后，為了加快掌子面爆破后產(chǎn)生的煙塵和有害氣體，可用高壓水管做成的簡(jiǎn)易水引射器，向掌子面噴射高壓水。一方面根據(jù)引射器原理，加快了掌子面風(fēng)流速度，加強(qiáng)通風(fēng)效果，同時(shí)，噴射的水末端霧狀后也可起到降塵、降溫和溶解部分有毒有害氣體的作用。

用這種方法配合施工通風(fēng)，對(duì)掌子面爆破后通風(fēng)除塵、排煙和降溫，簡(jiǎn)單易行，安全有效。

四、通風(fēng)技術(shù)管理

1、減少風(fēng)筒的漏風(fēng)

（1）對(duì)柔性風(fēng)筒和帶剛性骨架的柔性風(fēng)筒，應(yīng)適當(dāng)增大每節(jié)風(fēng)筒的長(zhǎng)度，減少接頭數(shù)量。

（2）改進(jìn)風(fēng)筒接頭方法。柔性風(fēng)筒常用的插接方式雖簡(jiǎn)單，但不牢固，漏風(fēng)大。采用接頭嚴(yán)密、漏風(fēng)小的反邊接頭法、多反邊接頭法、螺圈接頭法等方法可有效地克服這一缺點(diǎn)。

（3）及時(shí)修補(bǔ)風(fēng)筒破損處和堵補(bǔ)風(fēng)筒針眼，以減少漏風(fēng)量。

2、降低風(fēng)筒的風(fēng)阻，提高有效風(fēng)量。

對(duì)于風(fēng)筒可選用大直徑風(fēng)筒以減少風(fēng)筒的各種風(fēng)阻，但更主要的是提高通風(fēng)設(shè)備的安裝質(zhì)量。

（1）吊掛風(fēng)筒力求平、直、緊；

（2）風(fēng)機(jī)出口軸線應(yīng)與風(fēng)筒軸線保持在同一直線上；

（3）在淋水大的隧道中，風(fēng)筒應(yīng)安裝如下圖所示的放水嘴，及時(shí)放掉積水，盡量減少附加阻力。

五、安全管理措施

1、采用壓入式通風(fēng)時(shí)，通風(fēng)機(jī)的入風(fēng)口應(yīng)設(shè)防護(hù)罩，避免衣物、木棒等被卷吸入風(fēng)機(jī)傷人。

2、通風(fēng)機(jī)應(yīng)設(shè)防雨棚，避免通風(fēng)機(jī)被雨水淋濕，造成帶電傷人或出現(xiàn)短路故障。

3、壓入式通風(fēng)風(fēng)筒出口處應(yīng)吊掛牢固，以防風(fēng)筒出口脫落，在風(fēng)流的作用下劇烈擺動(dòng)抽打傷施工人員。