基于引水隧洞小断面长距离的施工通风技术

陈长安

中铁十二局集团第二工程有限公司山西太原030032

摘要：通风技术的应用在具体的工程环境与施工要求中，存在着一定的作业难度，需要对隧洞实际通风情况做实时观测，依照所获取的信息数据来及时改进、优化施工通风方案，提升通风作业的成效。引水隧洞通风的成效，其决定性因素是通风系统的设计效果，应依照各工程情况的差异，借助于科学的理论指导进行设计，为具体的施工通风作业提供体系支持。本文就引水隧洞小断面长距离的施工通风技术作出阐述。

关键词：引水隧道；小断面；长距离；施工通风技术

在地下工程施工建设中，对于小断面长距离引水隧洞的施工通风作业，因其较高的技术要求与施工难度，一直是困扰各施工单位的重要作业难题。

1小断面长距离施工通风技术的施工难点分析

1.1整个隧洞断面受其尺寸较小的限制

使得工程从设计规划到实际挖掘施工，其作业空间都受到局限，特别是隧洞牵引所需的电瓶车与运输所需的设施占据了大部分的隧洞空间，从而限制了通风设备的尺寸，进而影响到整个引水隧洞的施工通风量与通风效果。

1.2本引水隧洞采用的施工通风设计

为单面通风方式，但因其隧洞距离较长，相应的隧洞挖掘速度也更为严格，这就需要施工通风作业在较短时间内顺利完成。其相对较短的作业时间对施工通风技术提出了更高的要求和挑战。

2引水隧洞小断面长距离施工通风技术实施应用

2.1引水隧洞通风技术施工要点

①风机是引水隧洞施工通风作业的重要设施，应首先测算隧洞本身的通风量，将本引水隧洞压入式的通风方式作为重要参考因素，同时依据工程供风风压的具体规格，施工掘进距离较长的工程条件和相应的炮烟稀释作业，选取出符合本引水隧洞施工通风需求和条件的风机。

②通过本工程隧洞的实际条件与施工通风技术难点分析，具体的通风作业应采取分段式、阶段化的施工方式，施工工序可细分为支洞洞口—支洞交叉口、支洞交叉口—下一支洞交叉口等阶段做单独施工，并且各个路段的施工通风作业采取不同的施工方案。

③因引水隧洞本身通风方式为压入式，因此对各个阶段的施工通风技术，均应采用管道压入式通风法，而对于部分条件允许的施工路段，还可加设局扇来提升通风效果。

④风筒在规格超出2000m的情形下，单一台风机较难达到隧洞施工的通风需求，因此施工单位应使用多台风机做串联工作，以满足工程隧洞施工的通风效果，解决相应的通风问题。

2.2具体工程施工通风技术方案的实施应用

①施工通风第一阶段

此阶段是从隧洞进口位置到泄水洞共350m的路段，以及长度在425m的泄水洞路段，在考量引水隧洞本身条件与工程施工需求后，最终选取YBT52－2轴流防爆式局扇风机作为通风器具，其局扇风机的具体规格参数如表1所示。

表1YBT52—2轴流防爆式局扇风机参数规格表

同时使用扩径的方式对其风筒做针对性改进，即将原本直径为400mm的风筒扩展为500mm直径，并把原为10m的单节长度也扩展到30m，风筒接头的形式也由插接式改换为钢圈式。

该阶段通风作业于工作面周边设置两台风机，由通风机向引水隧洞内部压风，并由另一台风机往外抽风，抽风管与压风管之间管口的间距应至少保持10m。而抽风机应随引水隧洞的掘进朝前移动，压风机也应在隧洞每掘进100m时移动一次，实现引水隧洞施工在爆破后20－30min内将炮烟清除干净的目的。

对引水隧洞内部空间的利用问题上，则进行重新划分配置，以最大限度利用有限的施工空间。比如对隧洞运输轨道，改造其更偏向无通风面的一侧约50cm，以节省出更多的作业空间;或是对工程所用电瓶车进行改进，如把其高度降低，令电瓶车在通行时能沿引水隧洞的一测行进，施工单位就能沿工程隧洞的另一侧设置通风筒，尽可能为扩充直径后的风筒提供可利用的施工空间。

工程实践表明，经过改进的引水隧洞施工通风效果得到显著提升，同时排烟所需时间也由原来的120min缩短到30min，工程施工效率提高。

2.3施工通风第二阶段

此阶段的通风方案实施依然使用前一阶段的器械设施，但基于两路段具体位置条件的不同，经比对试验，证明局扇风机能应用的隧洞长度仅有约1100m。局扇风机无法适用于第二阶段全程路段的主要原因:

①引水隧洞进风口与洞口位置之间的距离过近，使隧洞基本的进风量受到限制。

②设施的老化问题严重，并且在吊环脚等部位还有着各类破损现象，进而造成引水隧洞严重的漏风率，令施工通风效果大打折扣

2.4因此为确保YBT52—2轴流防爆式局扇风机，能在整个2092m长度的第2阶段隧洞中发挥其通风效用，需将工程通风系统改换为串联式风机，同时将隧洞风筒替换为新型增强PVC维纶布拉链式风筒，以解决风筒老化、破损等问题。

①要对引水隧洞通风量进行计算，根据测算结果来选取适合本引水隧洞施工通风的风机风筒。

②将水幕与通风作业结合，通过布置水幕来提升隧洞的除尘效果。

2.5实际掘进作业中，隧洞挖掘长度在500m以内时，爆破后的通风时间一般仅需10－20min，随着隧洞挖掘深度的增加，相应的通风时间也会递增，在深度超出1000m时，爆破工作后一般需进行30－40min的通风作业，方能开展下阶段的施工。此阶段通风步骤分2步进行:

①于爆破作业后，启动工作面周边的抽、压风机，依靠压风机将空气送入，迫使工作面的炮烟向外部扩散到抽风口，在被吸入风筒后排出隧洞。

②等待爆破炮烟完全排出后，关闭工作面周边的风机，启动串联式风机压送新鲜空气，实现该阶段引水隧洞的良好施工通风条件。

在引水隧洞掘进至1100m位置时，停止施工并分别在通风40－50min后，运用检测仪器对通风后隧洞内的粉尘与有害气体浓度做测量，一旦发现所测粉尘与有害气体的浓度值高于安全标准值时，不可继续进行施工作业，而应持续做隧洞通风，只有在所测粉尘与有害气体的浓度值达到安全浓度标准值后，方可允许施工人员入洞做后续的施工操作。

3小结

伴随工程技术的进步与施工设施的优化，施工单位也开始寻找行之有效的小断面长距离引水隧洞的施工通风技术，以解决相应的工程通风问题，提升整个隧洞工程的建设效率与安全。

参考文献：

[1]肖东旭,何辉建.小断面长距离引水隧洞施工技术应用分析[J].水利科技与经济,2015,01:104-105.

[2]刘春.长距离小断面引水隧洞施工通风技术[J].甘肃农业,2014,09:52+60.