客运专线铁路长大隧道、长斜井通风计算

摘要：在隧道施工作业中，长大隧道的通风问题是确保隧道施工安全的一个重要因素，而通风方案的选择是决定隧道通风效果良好与否的决定性问题，就目前的现状而言，在具体通风方案的选择上，仍然存在着一些技术层面的问题。基于此，笔者通过在合福铁路客运专线北武夷山隧道的实际运用，对长隧道、大断面和长斜井隧道通风的实例分析，确定设备选型和风机布置，对今后施工有一定的借鉴。

关键字：客运专线；长大隧道；长斜井；通风；计算

中图分类号：TD23 文献标识号：A 文章编号：2306-1499（2013）04-（页码）-页数

1.隧道通风条件对隧道施工的影响

目前，在山岭隧道施工中主要采用的方法是“新奥法”，这种施工作业方法的主要特点是施工工艺可以按照隧道围岩特征的变化随时调整，是一种典型的动态施工管理方法，该施工方法主要是通过加强隧道开挖支护，达到围岩稳定，且几乎不再发生变化之后再进入砼衬砌施工作业（除在Ⅰ、Ⅱ类围岩施工中，衬砌砼是要作为受力载体而进行砼施工外），在采用这种隧道施工方法的大长隧道施工中，如果没有建立良好的隧道空气环境，必然会给施工质量和施工人员安全带来极大的影响，甚至处理不当容易引发安全质量事故，同时由于控制质量不佳会加大动力机械设备的耗油量，造成内燃机机械燃烧不充分，进而排放出大量的一氧化碳等有毒有害气体，产生大量有毒的一氧化碳气体，给施工人员造成危害，加大设备的磨损和减少机械设备的使用寿命。

出现以上隧道空气环境不良的原因主要出在没有解决好大长隧道的通风问题，隧道通风不畅必然会导致隧道中的空气浑浊，特别是在隧道开挖撑子面会表现的更为显著，再加上照明不足会给隧道开挖工人和工程技术人员准确掌握隧道撑子面的围岩变化情况带来不便，这样一方面会使隧道施工工程技术人员无法根据围岩特征变化及时调整隧道开挖支护工艺，而极易导致隧道塌方事故发生；另一方面由于灯光昏暗、空气污浊使开挖工人在开挖作业中很难看清隧道顶部围岩的松动或脱落情况，而导致隧道顶部岩石下落伤人的安全事故。

2.长大隧道、长斜井通风方案及选择

2.1工程概况

合福铁路北武夷山隧道全长14629.09m，最大埋深约1110m，为全线重点控制隧道工程之一。笔者所在项目部负责省界至出口段的施工，即DK528+450～DK534+913段，长度6463m；设计两座斜井：竹坪斜井和麻子坑斜井，五个工作面掘进，其中竹坪斜井通道长1340m。

北武夷山隧道地质条件较复杂，发育有断层破碎带及其影响带、岩性接触带，岩体坚硬，弱风化，高地温、有岩爆，局部地段强富水等。见表1：

本文以北武夷隧道竹坪斜井作为计算实例，竹坪斜井长1340m，正洞开挖最大长度2450m，通过对该作业面风量计算，设备选型等，确定长大隧道合理的通风方案。

2.2隧道施工规范要求

根据《铁路隧道施工规范》（TB10204-2002）规定，隧道内施工须满足要求：⑴空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。⑵粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。⑶瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于0.5%；总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%；开挖面瓦斯浓度大于1.5%时，所有人员必须撤至安全地点。防止瓦斯积聚的风速不宜小于1m/s。⑷有害气体最高容许浓度：①一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3；但工作时间不得大于30min。②二氧化碳按体积计不得大于0.5%。③氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3。⑸隧道内气温不得高于28℃。⑹隧道内噪声不得大于90dB。⑺隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量，每人应供应新鲜空气3m3/min，采用内燃机械时，供风量不宜小于3m3/（min·kW）。（8）隧道施工通风的风速，全断面开挖时不应小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不应小于0.25m/s。⑼每100m平均漏风率不应大于2%。

2.3通风方案的确定

隧道施工通风主要采用机械通风，其通风方式按风道类型一般分为巷道式和管道式两种，其中后者按送风方式不同又可分为压入式、吸出式和混合式三种。它们各有其优缺点（见表2）。