本文摘要：在特長隧道施工過程中，選擇合理的施工方案是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本市政論文通過實(shí)際案例，對(duì)隧道的通風(fēng)風(fēng)量和通風(fēng)風(fēng)壓進(jìn)行了計(jì)算，然后根據(jù)工程的實(shí)際情況，選擇了合理的通風(fēng)施工措施，降低了工程的費(fèi)用和造價(jià)，具有一定的參考價(jià)值�！妒姓夹g(shù)》(雙月刊)創(chuàng)
在特長隧道施工過程中，選擇合理的施工方案是施工的重點(diǎn)和難點(diǎn)。本市政論文通過實(shí)際案例，對(duì)隧道的通風(fēng)風(fēng)量和通風(fēng)風(fēng)壓進(jìn)行了計(jì)算，然后根據(jù)工程的實(shí)際情況，選擇了合理的通風(fēng)施工措施，降低了工程的費(fèi)用和造價(jià)，具有一定的參考價(jià)值。《市政技術(shù)》(雙月刊)創(chuàng)刊于1973年，由中國市政工程協(xié)會(huì)、北京市政路橋建設(shè)控股(集團(tuán))有限公司北京市政建設(shè)集團(tuán)有限責(zé)任公司、北京市市政工程研究院主辦。《市政技術(shù)》本刊是以宣傳交流工程設(shè)計(jì)、科技研究、施工技術(shù)、質(zhì)量監(jiān)督等方面的新成果、新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備為主，同時(shí)兼顧技術(shù)管理方面內(nèi)容的刊物。
在我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展下，深埋特長隧道越來越多，對(duì)通風(fēng)設(shè)計(jì)的要求也越來越高。對(duì)于特長深埋隧道來說，為了實(shí)現(xiàn)隧道的分段通風(fēng)，常常需要設(shè)置很多通風(fēng)井，通風(fēng)井的斷面積或位置會(huì)對(duì)隧道的通風(fēng)造成非常大的影響�；诖�，論文對(duì)特長隧道工程通風(fēng)施工技術(shù)進(jìn)行了探討。
【關(guān)鍵詞】
特長隧道工程;通風(fēng)施工;技術(shù)
1案例介紹
潮州至惠州高速公路TJ16合同段路基工程起點(diǎn)樁號(hào)K185+000，終點(diǎn)樁號(hào)K195+300，路線長10.300km;路面工程起點(diǎn)樁號(hào)K148+025.606，終點(diǎn)樁號(hào)K195+300，路線長47.275km。主要施工內(nèi)容為特長隧道1座(左線5190m、右線5225m)、大橋2座、涵洞11道、通道4道、蓮花山服務(wù)區(qū)、路基挖方161.5×104m3，填方161.4×104m3、路面工程等，本文重點(diǎn)對(duì)特長隧道通風(fēng)施工技術(shù)進(jìn)行探討。2地質(zhì)構(gòu)造由地質(zhì)勘察結(jié)果，結(jié)合區(qū)域地質(zhì)資料，隧址區(qū)下伏基巖為侏羅系上統(tǒng)南山村組(J3n)熔結(jié)凝灰?guī)r、下統(tǒng)銀瓶山組(J1y)砂巖及燕山期(γ52-3)花崗巖等。據(jù)1∶5萬區(qū)域地質(zhì)資料及本次勘察成果，隧址區(qū)共發(fā)育有F13、F14兩條斷裂。根據(jù)地質(zhì)勘察的調(diào)查成果顯示，斷裂斷層延伸至隧道，ZK189+690～ZK189+840、K189+760～K189+910、ZK191+165～ZK191+225及K191+130～K191+190段圍巖受其影響，巖體破碎，自穩(wěn)能力較差，隧道開挖可能導(dǎo)致突泥突水。蓮花山隧道區(qū)基巖進(jìn)口段巖性為花崗巖，出口段巖性為熔結(jié)凝灰?guī)r，主要有3組節(jié)理裂隙，裂隙面平整規(guī)則，延展性好，間距較小。從節(jié)理玫瑰花圖可看出，主節(jié)理方向?yàn)楸睎|向和北西向，與區(qū)域構(gòu)造主方向一致。根據(jù)《廣東省潮州至惠州高速公路工程場地地震安全性評(píng)價(jià)報(bào)告》(2011年5月)，F(xiàn)13及F14均為非全新活動(dòng)斷裂，已處于穩(wěn)定狀態(tài)，區(qū)域地質(zhì)穩(wěn)定。
3隧道通風(fēng)方式的選擇
在特長隧道施工過程中，由于隧道深入到山體之中，隧道中的氧氣量比較少，并且混有非常多的有害氣體導(dǎo)致隧道中的空氣質(zhì)量差，嚴(yán)重威脅施工人員的身體健康。采取相應(yīng)的通風(fēng)措施可以使有害氣體的濃度得以降低，保證施工人員身體健康，提高施工效率，保證施工安全有序地開展。一般情況下，在公路隧道的施工中，內(nèi)燃機(jī)設(shè)備會(huì)排放出大量的廢氣，其污染源也會(huì)散落在隧道的沿線，稀釋難度大，通風(fēng)技術(shù)難度較大[1]。當(dāng)前，使用壓入式通風(fēng)獨(dú)頭通風(fēng)的最大長度為3400m,而使用巷道式通風(fēng)，則可以極大延長通風(fēng)長度。例如，日本關(guān)越公路隧道的開挖長度為11km，正洞開挖斷面的面積為8513m2,輔助坑道開挖斷面積為2113m2，正洞和輔助坑道都使用全斷面開挖錨桿支護(hù)無軌運(yùn)輸進(jìn)行施工。通風(fēng)機(jī)選用壓入式巷道通風(fēng)機(jī)，通風(fēng)總量為6200m3/min。隧道通風(fēng)主要是為了使洞內(nèi)的作業(yè)環(huán)境得以改善。由于不同的施工工序?qū)Χ磧?nèi)環(huán)境造成的污染不同，并且隨著隧道挖掘深度的增加，通風(fēng)量也會(huì)變大。因此，要分階段設(shè)計(jì)通風(fēng)方案，在制定通風(fēng)方案之前，應(yīng)對(duì)通風(fēng)系統(tǒng)需要的風(fēng)壓和風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算。1)炸藥爆炸的需風(fēng)量，按同時(shí)爆炸炸藥的最大數(shù)量進(jìn)行計(jì)算：2)需風(fēng)量要以洞中同時(shí)作業(yè)人數(shù)最多時(shí)進(jìn)行計(jì)算，需風(fēng)量按照以下公式計(jì)算：3)通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量大小為:
4隧道通風(fēng)施工技術(shù)
隧道通風(fēng)要對(duì)當(dāng)前的設(shè)備進(jìn)行重復(fù)利用，在可以達(dá)到通風(fēng)效果的基礎(chǔ)上，對(duì)風(fēng)機(jī)數(shù)量進(jìn)行合理的調(diào)配。由于隧道的通風(fēng)屬于動(dòng)態(tài)過程，所以，需要根據(jù)不同的作業(yè)工序?qū)︼L(fēng)量的需求情況，對(duì)供風(fēng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)調(diào)整。要在達(dá)到凈空要求的前提下，盡量使用直徑比較大的風(fēng)管來降低損耗。為了進(jìn)一步降低通風(fēng)系統(tǒng)日后的運(yùn)營成本，需要加大一次性投資�？紤]到管道壓入式通風(fēng)方法在1800m以后不能保證通風(fēng)效果。為了滿足要求，研究決定采用分段抽出式通風(fēng)和巷道混合通風(fēng)的方式代替壓入式通風(fēng)[2]。這種通風(fēng)方式主要是利用洞中的新鮮空氣在掌子面周圍形成洞內(nèi)循環(huán)，從而置換出掌子面中的廢氣，然后在距離掌子面300m左右的距離使用射流風(fēng)機(jī)將廢氣排出。此外，在防水板臺(tái)車和二襯臺(tái)車位置各加裝了2臺(tái)小的射流風(fēng)機(jī)，用于解決臺(tái)車位置對(duì)風(fēng)速的阻礙問題。
4.1進(jìn)洞1800m通風(fēng)施工分別在右洞洞口和左洞洞口均布置了1臺(tái)軸流式通風(fēng)機(jī)，由于風(fēng)機(jī)的抽風(fēng)速度可以根據(jù)具體情況進(jìn)行調(diào)整，所以，在使用的過程中可以在保證經(jīng)濟(jì)性的基礎(chǔ)上，合理地調(diào)整風(fēng)量[3]。為了避免襯砌臺(tái)車對(duì)風(fēng)速形成阻礙，需要使用1臺(tái)射流機(jī)來提高風(fēng)流循環(huán)速度，使洞中的風(fēng)速大于0.15m/s，要求風(fēng)流中瓦斯的含量要在0.05%以上，如圖1所示。
4.21800~2600m混合通風(fēng)施工在左洞和右洞均挖掘1800m并且連通第2個(gè)橫洞后，采用射流通風(fēng)進(jìn)行通過施工，通過利用射流設(shè)備吸卷升壓的作用，將空氣誘導(dǎo)到洞中進(jìn)行流動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)換氣通風(fēng)的目的。首先，將3臺(tái)射流風(fēng)機(jī)布置到右洞，然后進(jìn)行全縱向射流通風(fēng)，提高右洞的排煙速度，由于軸流風(fēng)機(jī)通風(fēng)會(huì)在左洞產(chǎn)生負(fù)壓，所以可以將洞外的新鮮風(fēng)流源源不斷地送入，并利用軸流風(fēng)機(jī)送到左洞和右洞的掌子面。實(shí)踐證明，利用這種通風(fēng)方案來進(jìn)行通風(fēng)，通風(fēng)效果良好。當(dāng)隧道掘進(jìn)到2000m以上后依然可以保持掌子面的每秒中的風(fēng)速達(dá)到1~2m。如圖2所示。
5保證通風(fēng)質(zhì)量的相關(guān)措施
5.1建立完善的制度1)安排專人進(jìn)行風(fēng)機(jī)的值守，并嚴(yán)格按照規(guī)定要求進(jìn)行風(fēng)機(jī)的相關(guān)操作，定期對(duì)風(fēng)機(jī)進(jìn)行檢修，保證風(fēng)機(jī)長期處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)下。2)安排專門的風(fēng)管維修工人。每板都要對(duì)所有的風(fēng)管進(jìn)行檢查，調(diào)整不順不平的地方。如果發(fā)現(xiàn)風(fēng)管出現(xiàn)了漏風(fēng)等情況，要立即進(jìn)行處理，對(duì)于破損不嚴(yán)重的管節(jié)，使用快干膠水進(jìn)行補(bǔ)縫。如果管節(jié)破損嚴(yán)重，要立即進(jìn)行更換。為降低漏風(fēng)系數(shù)、提高管道的密封度，需將每100m管道的漏風(fēng)系數(shù)控制在2%以內(nèi)。3)做好運(yùn)輸設(shè)備的保養(yǎng)工作，要按照管理要求定期對(duì)設(shè)備進(jìn)行維護(hù)，尤其是燃油系統(tǒng)和進(jìn)氣系統(tǒng)，要做好保養(yǎng)工作，然后進(jìn)行襯墊過濾，從而降低廢氣的產(chǎn)生量。
5.2做好崗前培訓(xùn)工作對(duì)于負(fù)責(zé)通風(fēng)作業(yè)以及各個(gè)工區(qū)操作的施工人員，要求做好崗前培訓(xùn)工作，講解設(shè)備維修知識(shí)、通風(fēng)操作知識(shí)、保養(yǎng)知識(shí)，管道的安裝、調(diào)試、維修的基本原則和操作規(guī)范。
5.3使用大循環(huán)無風(fēng)門巷道排煙技術(shù)通過無風(fēng)門巷道通風(fēng)技術(shù)可以顯著提升排煙的速度，在特長隧道中的應(yīng)用日益廣泛。這種排煙技術(shù)可以和傳統(tǒng)的通風(fēng)方式并聯(lián)、串聯(lián)使用。經(jīng)測算，使用這種通風(fēng)方式，每月僅電費(fèi)可省11萬元左右，具有非常不錯(cuò)的經(jīng)濟(jì)效益。
5.4利用自制水幕降塵器降低粉塵和低炮煙污染為了降低粉塵和炮煙，本工程使用直徑為20mm的鍍鋅鋼管來進(jìn)行水幕降塵器的制作，鋼管的一端套上閘閥，另一端堵死。然后使用小鉆頭在鋼管上鉆出無數(shù)個(gè)小孔。在放炮之前要安裝好，和掌子面緊靠，并在兩邊的拱腰上安裝，最好是每一邊安裝兩個(gè)。在放炮時(shí)，進(jìn)行開閘并放高壓水噴霧。不僅取得了良好的效果，并且也正確了一定的時(shí)間，工作效率顯著提升。通過和專用灑水車相互配合定期灑水，保證出碴過程中不產(chǎn)生揚(yáng)塵。
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