长大瓦斯隧道施工通风控制技术

郝超斌

摘 要：施工通风直接影响长大瓦斯隧道的施工安全和质量，是瓦斯隧道施工中必须解决的关键问题。结合瓦斯隧道实体工程，详细阐述了瓦斯隧道的施工通风技术，为解决瓦斯隧道施工通风问题积累了技术资料。

关键词：瓦斯隧道；施工；通风

中图分类号：U453.5 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）03-0087-02

1 工程概况

隧道洞身DK101+736.97～DK103+911.99段2175.02m长位于半径R=2000m的左偏曲线上，其余地段均位于直线上，全隧分布为5.4‰，5.1‰的上坡。隧区上覆地层为第四系全新弃填层（Q4ml2）、坡洪积层（Q4dl+pl）、坡残积层（Q4dl+el）、崩坡积层（Q4dl+col）；基岩为侏罗系中下统自流井组（J1-2z），下统珍珠冲组（J1z）砂泥岩层；三叠系上统须家河组（T3xj）砂岩，页岩夹煤层；中统雷口坡组（T2l）白云岩夹泥质白云岩、灰岩；下统嘉陵江组（T1j）灰岩、白云岩、岩溶角夹岩溶角砾岩地层，为瓦斯隧道，通风为其施工的重点和难点。

2 施工通风

根据确定的施工方案和工期安排以及施工顺序情况采用长管路压入式通风形式，如图1所示。

（1）风量计算。按照隧道洞内同时工作的最多人数、同时爆破的最多炸药量、洞内燃机械作业废气的稀释及洞内允许最小风速四种情况分别计算，取其中最大的数值，再考虑漏风因素进行调整，并加备用系数后作为选择风机的依据。①按洞内同时工作的最多人数计算。工作面需要风量Q1=kmq，式中：Q—所需风量，m3/min；k—风量备用系数；常取k=1.1～1.2；m—洞内同时工作的最多人数；q—洞内每人每分钟需要的新鲜空气量，瓦斯隧道取4m3/min。②按照同时爆破的最多炸药量计算。工作面需要风量Q2= （m3/min），式中：t—通风时间（min）；G—同时爆破炸药用量（kg）；S—隧道断面积（m2）；L—掌子面满足下一循环施工的长度（m）。③按内燃机作业废气稀释的需要计算。Q3=niAi，式中：ni—洞内同时使用内燃机作业的总KW数；Ai—洞内同时使用内燃机每KW所需的风量，一般按照3m3/min计算。④按洞内允许最小风速计算。Q4=60VS，式中：V—洞内允许最小风速m/s，全断面开挖时为0.15m/s，分部法开挖为0.25m/s；S—坑道断面积（m2）。计算结果见表1。根据风量的计算结果，隧道工作面所需风量取其中最大的数值Q=2130m3/min。在用管道压入式通风中考虑漏风因素，根据漏风系数计算风机风量：Q太供=，式中：β-为常数；L-为通风管道长度；Q-隧道工作面所需风量，结果见表2。

（2）风压计算。①管道阻力系数。风阻系数Rf=6.5aL/D5，摩阻系数，取软管直径D=1.5m。管道长度L=980m、1525m、1020m。②风管直径选择。根据以往的施工经验，为减小全管路通风阻力，减小风管压力，减少风管接头数量，风管漏风及管内摩擦阻力，选用风管直径为1.5m的高强低阻止燃PVC增强维纶布拉链式软管，节段长度50～100m。③管道阻力损失。管道阻力损失Hf=RfQjQi/3600+HD+H其他，式中：Qj—通风机供风量，取设计风量，m3/min；Qi—管道末端流出风量，m3/min；HD—隧道内阻力损失取50；H其他—其他阻力损失取60；风机设计全压H=Hf=RfQjQi/3600+110；计算结果见表3。

（3）风机功率计算。风机功率计算公式：W=QHK/60η；式中：Q—风机供风量；H—风机工作风压；η—风机工作效率，取80%，K—功率儲备系数，取1.05；计算结果见表4。通风管分别采用φ1500的高强长纤维布基拉链式软风管。风管节长100m，其漏风系数小于0.02，平均百米静压损失不大于70Pa。本隧道进口工区采用2台SDF（c）-NO14轴流风机，横洞工区采用3台SDF（c）-NO13轴流风机，出口工区2台SDF（c）-NO14轴流风机，各有一台为备用。

（4）通风设备的选择。根据上述风量与风压计算结果，隧道施工通风采用SDF（c）型隧道轴流风机。风机具体参数见表5。

（5）高压供风。高压风采用螺杆式空压机电动空压机组成的移动压风站集中供风方式，移动压风站随着正洞隧道的掘进移动，空压机的位置距开挖面的距离始终保持在1km范围以内。高压风采用电动空压机组成压风站集中供风方式为主。高压风管采用φ150mm无缝钢管，进洞后采用托架法安装在边墙上，沿全隧道水沟上50cm位置布置，高度以不影响仰拱及铺底施工为宜。主管道每隔300m分装闸阀和三通，以备出现涌水时作为排水管使用，管道前段距开挖面30m距离主风管头接分风器，用高压软管接至各风动工具。隧道为双线隧道，正洞断面比较大，每个作业面考虑安排15台风枪；横洞断面较小，每个作业面考虑安排10把风枪，进入正洞后，每个作业面考虑安排15把风枪。每台耗风按3.5m3/min计，喷射混凝土湿喷机耗风量按16m3/min计。根据计算所得总耗风量，隧道进口工区、横洞工区和出口工区空压机站均采用6台20m3/min空压机。

3 结语

瓦斯隧道除了通风方案设计正确，风机、风管选择合理外，关键要加强管路的安装、维护与管理，在“防漏降阻上下功夫”，使全管路的平均百米漏风率控制在1%以下；风管安装做到平顺、挺直、紧扎、安稳，风管破损及时修补，以减少接头、破损漏风和降低局部阻力。采用上述方法，安全顺利地完成了该瓦斯隧道的施工，表明采用的通风技术是成功的，可供同类工程参考。

参考文献

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