暖通工程師淺談公路隧道通風(fēng)排煙控制措施

公路隧道施工中，洞內(nèi)氧氣大大減少，尤其是在鉆眼、炸藥爆破、裝碴、噴射混凝土、內(nèi)燃機(jī)械和運(yùn)輸汽車(chē)的排氣、開(kāi)挖時(shí)地層中放出的有害氣體等因素，使洞內(nèi)狹窄空間的空氣非常污濁。因此必須向洞內(nèi)供給新鮮空氣、排除有害氣體及降低粉塵濃度。所以，搞好通風(fēng)排煙是改善洞內(nèi)施工環(huán)境，保證洞內(nèi)施工人員身體健康，確保施工正常進(jìn)行，提高施工效率和降低施工成本的重要舉措。本文結(jié)合草城溝隧道工程實(shí)例，主要介紹其通風(fēng)系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題及控制措施。

一、工程概況

草城溝隧道位于山西省岢嵐縣境內(nèi)，草城溝隧道左線長(zhǎng)2882m，起止樁號(hào)為ZK6+050～ZK8+932;右線長(zhǎng)2891m，起止樁號(hào)為K6+095～K8+986，屬于長(zhǎng)隧道，采用雙洞單向雙車(chē)道(上下行分離)形式，是岢臨高速公路較長(zhǎng)的隧道。隧道主要施工特點(diǎn)是：實(shí)際施工圍巖與設(shè)計(jì)圍巖相差較大，多為強(qiáng)～弱風(fēng)化灰?guī)r夾黃色泥巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，多為格柵拱架施工，每循環(huán)進(jìn)尺2.4m;隧道開(kāi)挖斷面較大(81.22～132.1m3);隧道為高速公路單洞雙車(chē)道設(shè)計(jì)，凈寬達(dá)10.25m，凈高為5m;草城溝隧道出口的縱斷面設(shè)計(jì)為1.35%的上坡，對(duì)于隧道通風(fēng)不利。隧道采用復(fù)合式襯砌，左右線進(jìn)出口四個(gè)洞門(mén)均采用端墻式洞門(mén)，設(shè)8道人行橫洞、2道車(chē)行橫洞。

二、發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題

草城溝隧道通風(fēng)系統(tǒng)采用縱向射流通風(fēng)方式，當(dāng)掘進(jìn)至500m時(shí)通風(fēng)1h，洞內(nèi)空氣質(zhì)量明顯改善，當(dāng)掘進(jìn)至800m時(shí)通風(fēng)1h，洞內(nèi)空氣質(zhì)量未有明顯改善，氣味刺鼻且人無(wú)法睜開(kāi)眼睛，施工人員以此為由拒絕進(jìn)洞。對(duì)其通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)檢查，發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題如下：

(1)風(fēng)流循環(huán)系統(tǒng)不暢，主要表現(xiàn)在煙霧走向混亂，隧道排出的煙霧等又二次壓入隧道中。

(2)風(fēng)帶多處破損嚴(yán)重，漏風(fēng)較大，個(gè)別破損處位于下臺(tái)階掌子面處，又將地面的粉塵吹起，加之風(fēng)帶連接處不密合及風(fēng)帶不順直時(shí)風(fēng)流呈曲線狀，影響了出風(fēng)口的壓力，降低了通風(fēng)排煙效果。

(3)洞內(nèi)的煙霧走向混亂，人行橫洞、車(chē)行橫洞煙霧迂回流動(dòng)，洞外的新鮮空氣無(wú)法進(jìn)入。

(4)隧道內(nèi)通行道路未進(jìn)行清掃且未派專(zhuān)人進(jìn)行噴霧灑水，路面經(jīng)常處于干燥狀態(tài)，行車(chē)時(shí)揚(yáng)塵大。

(5)爆破后洞碴未進(jìn)行噴霧灑水即進(jìn)行出碴作業(yè)，在裝碴過(guò)程中再次出現(xiàn)揚(yáng)塵。

三、控制措施及效果

如何解決現(xiàn)場(chǎng)檢查時(shí)發(fā)現(xiàn)的上述問(wèn)題，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際通風(fēng)情況，制定了專(zhuān)門(mén)的控制措施。

1.調(diào)整風(fēng)機(jī)位置

考慮到原風(fēng)機(jī)位置由于剛進(jìn)場(chǎng)時(shí)受地形限制，風(fēng)機(jī)安設(shè)在洞口側(cè)面距洞口只有5m遠(yuǎn)，隨著工程進(jìn)展情況，洞口場(chǎng)地已進(jìn)行了擴(kuò)大，現(xiàn)將風(fēng)機(jī)位置移至距洞口15m以外，風(fēng)機(jī)移位后風(fēng)流走向達(dá)到預(yù)定效果，吹出的煙霧直接排走未二次壓入洞內(nèi)。

2.修補(bǔ)或更換風(fēng)帶

對(duì)局部破損以及風(fēng)帶連接不密合處進(jìn)行修補(bǔ)，對(duì)破損嚴(yán)重或漏風(fēng)較大的風(fēng)帶進(jìn)行更換處理。對(duì)于風(fēng)帶不順直的，一是對(duì)隧道側(cè)面所掛風(fēng)帶鋼線重新進(jìn)行調(diào)整，要求平直;二是將風(fēng)帶向前拉伸確保其順直、不呈拆線狀。此項(xiàng)措施實(shí)施后風(fēng)帶出風(fēng)口壓力明顯提高、出風(fēng)量加大。

3.封堵橫洞

考慮到施工人員通行便利、節(jié)約成本方面，用磚將橫洞封死不符合實(shí)際情況，故在橫洞洞口處設(shè)置便于開(kāi)啟和封閉的雙層(中間夾塑料膜)棉布風(fēng)門(mén)封堵，使隧道主洞形成風(fēng)流循環(huán)系統(tǒng)，不會(huì)在左、右洞間迂回流動(dòng)，以達(dá)到改變煙霧走向的目的。

4.灑水降塵

隧道爆破后、出碴中必須進(jìn)行噴霧灑水處理，充分使其呈濕潤(rùn)狀態(tài)，但應(yīng)控制灑水量，過(guò)大時(shí)細(xì)小的石粉會(huì)呈泥狀，過(guò)小時(shí)又起不到灑水降塵的目的，灑水量宜控制在2 m3為宜且要求全部噴灑到位。尤其是洞內(nèi)路面每天用灑水車(chē)噴灑2次，即早晚各一次，除此之外，安排專(zhuān)職路面清掃班組，配備三輪車(chē)1輛、小推車(chē)2輛，專(zhuān)門(mén)進(jìn)行路面浮塵清掃作業(yè)。此項(xiàng)措施有力的改善了洞內(nèi)空氣質(zhì)量，避免了二次揚(yáng)塵。

三、結(jié)語(yǔ)

隧道施工過(guò)程中通風(fēng)排煙效果的好壞直接影響著施工進(jìn)度和施工成本，采取上述控制措施后，草城溝隧道施工作業(yè)環(huán)境明顯改善，爆破后通風(fēng)30min即可將掌子面附近350m的煙霧吹散，通風(fēng)1h空氣質(zhì)量明顯提升且每循環(huán)所需時(shí)間減少，提高了施工效率。

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