斜井辅助双洞施工的通风方法

摘要

发明具体涉及一种斜井辅助双洞施工的通风方法，包括以下步骤：A分析污染源以及确定通风标准；B设计通风系统；C隧道通风参数计算，选定风机，实施方案；所述步骤B中的通风系统具体为，在斜井施工阶段和斜井施工完成后并且隧道洞口与斜井间未贯通阶段，在斜井外洞口设置轴流风机，采用独头压入式通风方式，风管伸入到工作面通风；在隧道洞口与斜井间贯通后阶段，隧道洞口与斜井联通采用射流巷道式通风方式，安全隧道与主隧道均为进风通道，斜井为排风通道。本发明斜井辅助双正洞施工中的通风方法解决了单纯的压入式通风无法解决的长距离问题，通风效率高、效果好，缩短了通风时间，提高了施工效率，省电、节约风管，维护方便。

权利要求

1.一种斜井辅助双洞施工中的通风方法，包括以下步骤：

A分析污染源以及确定通风标准；

B设计通风系统；

C隧道通风参数计算，选定风机，实施方案；

其特征在于，所述步骤B中的通风系统具体为，在斜井施工阶段和斜井施工完成后并且隧道洞口与斜井间未贯通阶段，在斜井外洞口设置轴流风机，采用独头压入式通风方式，风管伸入到工作面通风；在隧道洞口与斜井间贯通后阶段，隧道洞口与斜井联通采用射流巷道式通风方式，安全隧道与主隧道均为进风通道，斜井为排风通道，所述射流巷道式通风方式为：在安全隧道洞口并联布置多台轴流风机，安全隧道和主隧道与斜井对应的横通道及离主隧道开挖面最近的一个横通道是联通的，其他横通道均为设有风墙或风门封闭，安全隧道内设置有分别向安全隧道和主隧道工作面送风的轴流风机并匹配有风管，所述向主隧道工作面送风的轴流风机所匹配的风管穿过离主隧道工作面最近的横通道伸向主隧道工作面送风，安全隧道内每隔一段距离设置有射流风机，其射流方向与进风方向一致，斜井内设置有射流风机，其射流方向为斜井洞口。

2.如权利要求1所述的斜井辅助双洞施工中的通风方法，其特征在于：在斜井施工阶段，所述独头压入式通风方式为：在斜井外洞口设置轴流风机，并匹配风管深入斜井工作面送风。

3.如权利要求1所述的斜井辅助双洞施工中的通风方法，其特征在于：斜井施工完成，且隧道洞口与斜井间未贯通前阶段，所述独头压入式通风方式为：在斜井外洞口设置与隧道内工作面数目相同的轴流风机，轴流风机均匹配风管深入隧道向工作面送风。

4.如权利要求1所述的斜井辅助双正洞施工中的通风方法，其特征在于：所述安全隧道内射流风机之间的距离为900米。

5.如权利要求1中所述的斜井辅助双正洞施工中的通风方法，其特征在于：所述安全隧道内轴流风机安装在安全隧道的一侧，所述安全隧道内的轴流风机匹配风管的长度为300米，所述风管的吊挂高度不小于4.2米。

6.如权利要求1所述的斜井辅助双正洞施工中的通风方法，其特征在于：所述安全隧道洞口轴流风机位于外洞口的上风向外置，并距离外洞口为30m-50 m。

7.如权利要求1、2或3中所述的斜井辅助双正洞施工中的通风方法，其特征在于：所述风管的出风口距开挖工作面的距离为10-50m。

8.如权利要求1所述的斜井辅助双正洞施工中的通风方法，其特征在于：所述轴流风机配备有双回路电源。

9.如权利要求1所述的斜井辅助双正洞施工中的通风方法，其特征在于：步骤A中洞内3

空气流通风速为0.5m/s，供风量保证每人供应新鲜空气不小于3m ，出风口到工作面的拟定计算长度为120m。

说明书

斜井辅助双洞施工的通风方法

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道施工通风技术，具体涉及一种斜井辅助双洞施工的通风方法。

背景技术

[0002] 随着国民经济的发展，铁路建设中长大隧道的修建数量日益增多。在隧道施工中钻爆发开挖仍被广泛采用，由于开挖断面大，且施工机械化程度日益提高，爆破后及内燃机械作业过程中产生的有害气体造成的隧道内作业环境恶化，越来越成为制约工程进度，影响工程工期及危害洞内作业人员身体健康的关键因素。

[0003] 隧道通风是钻爆法建造隧道的关键工序，该工序施工技术的优劣直接影响到隧道施工的整体布局和经济效果，是工程施工成败的关键。隧道施工通风的形式有各种各样，主要有管道式通风和巷道式通风。但对于斜井辅助双正洞施工中的通风，因各个阶段的施工环境和施工工况不同，采取单纯的管道通风和单纯的巷道通风均会受限并存存在不足和不合理的地方。因此，如何解决斜井辅助双正洞施工中的通风问题一直是施工单位的重点和难题。

发明内容

[0004] 为了更好解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种斜井辅助双正洞施工中的通风方法。

[0005] 为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是：一种斜井辅助双洞施工中的通风方法，包括以下步骤：

[0006] A分析污染源以及确定通风标准；

[0007] B设计通风系统；

[0008] C隧道通风参数计算，选定风机，实施方案；

[0009] 所述步骤B中的通风系统具体为，在斜井施工阶段和斜井施工完成后并且隧道洞口与斜井间未贯通阶段，在斜井外洞口设置轴流风机，采用独头压入式通风方式，风管伸入到工作面通风；在隧道洞口与斜井间贯通后阶段，隧道洞口与斜井联通采用射流巷道式通风方式，安全隧道与主隧道均为进风通道，斜井为排风通道。

[0010] 在斜井施工阶段，所述独头压入式通风方式为：在斜井外洞口设置轴流风机，并匹配风管深入斜井工作面送风。

[0011] 斜井施工完成，且隧道洞口与斜井间未贯通前阶段，所述独头压入式通风方式为：在斜井外洞口设置与隧道内工作面数目相同的轴流风机，轴流风机均匹配风管深入隧道向工作面送风。

[0012] 在隧道洞口与斜井间贯通后施工阶段，所述射流巷道式通风方式为：在安全隧道洞口并联布置多台轴流风机，安全隧道和主隧道与斜井对应的横通道及离主隧道开挖面最近的一个横通道是联通的，其他横通道均为设有风墙或风门封闭，安全隧道内设置有分别向安全隧道和主隧道工作面送风的轴流风机并匹配有风管，所述向主隧道工作面送风的轴流风机所匹配的风管穿过离主隧道工作面最近的横通道伸向主隧道工作面送风，安全隧道内每隔一段距离设置有射流风机，其射流方向与进风方向一致，斜井内设置有射流风机，其射流方形为斜井洞口。

[0013] 所述安全隧道内射流风机之间的距离为900米。

[0014] 所述安全隧道内轴流风机安装在安全隧道的一侧，所述安全隧道内的轴流风机匹配风管的长度为300米，所述风管的吊挂高度不小于4.2米。

[0015] 所述安全隧道洞口轴流风机位于外洞口的上风向外置，并距离外洞口为30m-50 m。

[0016] 所述风管的出风口距开挖工作面的距离为10-50m。

[0017] 所述轴流风机配备有双回路电源。

[0018] 步骤A中洞内空气流通风速为0.5m/s，供风量保证每人供应新鲜空气不小于3 m3，所述出风口到工作面的拟定计算长度为120m。

[0019] 本发明具由有益的技术效果：

[0020] 1.本发明斜井辅助双正洞施工中的通风方法解决了单纯的压入式通风无法解决的长距离问题，通风效率高、效果好，缩短了通风时间，提高了施工效率。通常钻爆法开挖的隧道采用压入式通风只能达到3公里的长度，当隧道掘进超过3公里后，仅仅采用压入式通风就无法满足隧道内施工通风要求，本发明的施工通风方法的使用不受隧道施工进程的限制，且根据施工阶段的不同情况而转换通风方式，使得整个工程通风效率高，通风效果好，缩短通风时间，提高了施工效率。

[0021] 2.本发明通风方法省电、节约风管，维护方便。如果采用常规的压入式通风，需要的风机功率大、风管多，从而导致维护困难、通风时间长，效率低，耗电量大等问题，而本发明根据各个阶段的不同情况而转换通风方法节省用电、节约风管、维护方便。

附图说明

[0022] 图1是本发明实施例隧道工程中各辅助斜井的正洞施工任务量示意图；

[0023] 图2是本发明实施例斜中井施工阶段通风示意图；

[0024] 图3是本发明实施例中斜井施工完成后并且隧道洞口与斜井间未贯通阶段通风示意图；

[0025] 图4是本发明实施例中斜井施工阶段斜井断面放大示意图；

[0026] 图5是本发明实施例中仅安全隧道洞口与斜井间贯通阶段通风示意图；

[0027] 图6是本发明实施例中安全隧道和主隧道洞口均与斜井间贯通阶段通风示意图；

[0028] 在图中，斜井1、主隧道2、安全隧道3、隧道洞口4、斜井外洞口5、斜井内洞口6、风墙7、工作面8、轴流风机9、射流风机10、风管11、新鲜风12、横通道13、污风14。

具体实施方式

[0029] 下面结合附图、通过具体实施例对本发明作进一步详述。以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本发明的保护范围。

[0030] 实施例1

[0031] 本实施例以乌兹别克斯坦安革连（Angren）～琶布（Pop）铁路库拉米隧道1#斜井为例，安革连（Angren）～琶布（Pop）铁路设计时速为40km/h，主隧道长度为19.3km，同时修建与主隧道平行的安全隧道（长19.3km），主隧道与安全隧道中心距29m。主隧道与安全隧道之间采用联络通道连接，联络通道间距300m。隧道须于2016年9月1日修建完成，为满足工期需求，设置3座斜井辅助施工。隧道须于2016年9月1日修建完成，为满足工期需求，设置3座斜井辅助施工。各辅助斜井的正洞施工任务量如表1-1和图1所示。

[0032] 表1-1 库拉米隧道各工区施工任务量及送风长度表

[0033]

[0034] 下面以该隧道工程中1#斜井为例详细说明斜井辅助双洞施工中的通风设计，其中对施工通风风量、风压、通风系统布置、风机选择等作出了详细设计，其概括步骤为：

[0035] A分析污染源以及确定通风标准，其中洞内空气流通风速为0.5m/s，供风量保证每人供应新鲜空气不小于3 m3，所述出风口到工作面的拟定计算长度为120m。

[0036] B设计通风系统；

[0037] C隧道通风参数计算，选定风机，实施方案；

[0038] 所述通风系统具体为，在斜井1施工阶段和斜井1施工完成后并且隧道洞口4与斜井1间未贯通阶段，在斜井外洞口5设置轴流风机9，采用独头压入式通风方式，风管11伸入到工作面8通风；在隧道洞口4与斜井1间贯通后阶段，隧道洞口4与斜井1联通采用射流巷道式通风方式，安全隧道3与主隧道2均为进风通道，斜井1为排风通道。所述风管11的出风口距工作面8距离为10-50m。

[0039] 具体的施工步骤为：

[0040] A分析污染源以及确定通风标准

[0041] 隧道施工中的主要污染源分析，污染源主要有爆破污染源、机械污染源、围岩释放污染源、作业人员所产生的污染源等。

[0042] 隧道施工作业环境的标准为：

[0043] 1）隧道中氧气含量按体积百分含量计不得小于20%。

[0044] 2）粉尘最高容许浓度，每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；每立方米空气中含有10%以下游离二氧化硅的粉尘浓度为4mg。

[0045] 3）有害气体最高允许浓度：

[0046] 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，但工作时间不得超过30min；

[0047] ②二氧化碳，按体积百分含量计不得大于0.5%；

[0048] ③氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；

[0049] 5）隧道内气温不得大于28℃。

[0050] 6）隧道内噪声不得大于90dB。

[0051] 7）隧道施工通风的风速不应小于0.5m/s。

[0052] B设计通风系统；

[0053] 参见图2，在斜井1施工阶段的独头压入式通风方式为：在斜井1开挖时在斜井外洞口设置1台SDF（B）-№11.5风机轴流风机9，并匹配Φ1.8m风管11深入斜井工作面8送风，风管11出口风量1734 m3/min＞1640m3/min，满足需风要求。

[0054] 参见图3、图4，斜井1施工完成后并且隧道洞口4与斜井1间未贯通阶段，该阶段共有进口方向主隧道2工作面8、出口方向主隧道2工作面8和出口方向安全隧道3工作面8三个工作面8，进口方向主隧道2工作面8施工长度888m，出口方向主隧道2工作面8施工长度1902m，出口方向安全隧道3工作面8施工长度2122m，采用独头压入式通风方式为：在斜井外洞口5安设三台轴流风机9并匹配有相应的风管11分别向三个工作面8送风，1台SDF（B）-№13风机并匹配Φ1.8m风管11向进口方向主隧道2工作面8送风，风管11出口风量1963m3/min＞
1640m3/min，满足需风要求；1台SDF（B）-№14风机并匹配Φ1.8m风管11向出口方向主隧道2工作面8送风，风管11出口风量1834 m3/min＞1640m3/min，满足需风要求；1台SDF（B）-№11.5
3
风机并匹配Φ1.6m风管11向出口方向安全隧道3工作面8送风，风管11出口风量1037m/min＞651m3/min，满足需风要求。

[0055] 参见图5，在安全隧道3的隧道洞口4与斜井1间贯通，而主隧道2隧道洞口4与斜井1间未贯通阶段，所述所述隧道洞口4与斜井1联通采用射流巷道式通风方式为：在距离安全隧道3外洞口为30m-50 m的上风向外置，并排设置有四台轴流风机9，安全隧道2和主隧道3与斜井1对应的横通道13和离主隧道工作面8最近的横通道13是联通的，其他横通道13均为设有风墙7或风门封闭，安全隧道3内设置有一台SDF（B）-№11风机并匹配Φ1.4m风管11向安全隧道3工作面8送风和两台SDF（B）-№11.5风机并匹配Φ1.8m风管11分别向主隧道2出口方向和进口方向工作面8送风，所述向主隧道2两个方向工作面8送风的轴流风机9所匹配的风管11各自穿过离主隧道2方向工作面8最近的横通道13伸向主隧道2工作面8送风，安全隧道3内每隔900米设置有一台射流风机10，其射流方向与进风方向一致，斜井1内设置有射流风机10，其射流方形为斜井洞口5；安全隧道2和主隧道3与斜井1对应的横通道13安全隧道端设置一台射流风机10调节压力，使该横通道安全隧道端形成正压区，减少和避免主隧道2污风进入安全隧道3。

[0056] 参见图6，在安全隧道3和主隧道2隧道洞口4与斜井1间贯通后阶段，所述隧道洞口4与斜井1联通采用射流巷道式通风方式为：在距离安全隧道3外洞口为30m-50 m的上风向外置，并排设置有四台轴流风机9，安全隧道2和主隧道3与斜井1对应的横通道13和离主隧道工作面8最近的横通道13是联通的，其他横通道13均为设有风墙7或风门封闭，安全隧道3内设置有一台SDF（B）-№11风机并匹配Φ1.4m风管11向安全隧道3工作面8送风和一台SDF（B）-№11.5风机并匹配Φ1.8m风管11向主隧道2工作面8送风，所述向主隧道2工作面8送风的轴流风机9所匹配的风管11穿过离主隧道2工作面8最近的横通道13伸向主隧道2工作面8送风，安全隧道3内每隔900米设置有一台射流风机10，其射流方向与进风方向一致，斜井1内设置有射流风机10，其射流方形为斜井洞口5；在斜井内洞口6进口方向第一个横通道主隧道2端设置一台射流风机10，使得该横通道主隧道1端形成正压风幕，减少污风循环，安全隧道2和主隧道3与斜井1对应的横通道13安全隧道端设置一台射流风机10调节压力，使该横通道安全隧道端形成正压区，减少和避免主隧道2污风进入安全隧道3。

[0057] 所述安全隧道3内的轴流风机9安装在安全隧道3的一侧，所述轴流风机匹配风管11的长度为300米，所述风管11的吊挂高度不小于4.2米。

[0058] 所述风管11的出风口距开挖工作面8的距离为10-50m。

[0059] 所述轴流风机9配备有双回路电源。

[0060] C隧道通风计算

[0061] 隧道施工作业面所需通风量应根据隧道内同时工作的最多人数所需要的通风量，一次起爆炸药量所产生的有害气体降低到允许浓度所需要的通风量，隧道内同时作业的内燃机械产生的有害气体稀释到允许浓度所需要的通风量，并取其中的最大值作为隧道施工作业面的需风量，最后按最低风速进行验算。

[0062] （1）需风量计算参数

[0063] 根据隧道内施工组织方案确定了风量计算的参数，见表3-1。

[0064] 表3-1 风量计算参数

[0065]

[0066] （2）风量计算结果

[0067] ① 按洞内同时作业最多人数计算，安全隧道工作面8需风量为90m3/min，正洞和斜井工作面8需风量为150m3/min；

[0068] ②按工作面8爆破排烟计算需风量为：安全隧道工作面8排烟需风量为552.7m3/min，斜井工作面8排烟需风量为774m3/min，正洞工作面8排烟需风量为1050m3/min；

[0069] ③按稀释内燃机废气计算需风量为：安全隧道有轨运输不考虑内燃机械，斜井和正洞工作面8需风量均为1640m3/min；

[0070] ④按最低风速计算需风量为：安全隧道工作面8最小风量为651m3/min，斜井和正洞工作面8最小风量均为1032m3/min；

[0071] 根据以上计算结果：安全隧道按最低风速计算需风量为控制风量，安全隧道工作面8需风量为651m3/min；斜井和正洞按内燃机械废气计算需风量为控制风量，工作面8需风量均为1640m3/min。另外，从安全隧道超前增开的正洞工作面8采用有轨运输出碴，所以以爆破排烟需风量为控制风量，为1050m3/min。

[0072] 主要通风设备

[0073] 1#斜井工区的风机风管配置型号和数量见表6-1。

[0074] 表6-1 通风设备配置表

[0075]

[0076] 通风效果的检测与评价

[0077] 通风方案实施以后，实施的方案能否达到设计要求，或者设计本身是否存在问题，这些都需要通过温度、湿度、管路的进出口风量、管路的百米漏风率、通风阻力以及工作面有害气体浓度变化等项目的测试，来检查方案落实情况（主要是通风管路安装质量），评价设计方案。要求技术人员在方案实施后尽快测试，以便对存在的问题及时修正。另外，也要求技术人员对通风效果（主要工作面的有害气体浓度变化情况）进行经常性的检测，以检查通风管路的安装维护质量。

[0078] 须由专业技术人员对现场通风效果进行检测，测定大气参数、风速、风量、一氧化碳、硫化氢等参数，必要时需对风机性能进行测定，根据检测结果及时调整通风机的运行状态。

[0079] 风管式通风检测：用1.5m比托管、精密数字气压计以五环10点法测试管道全压和静压，用1.5m比托管、DGM-9型补偿式微压计测试通风管内风流的速压，并通过速压计算风量。

[0080] 大气参数测量：用数字式温度计测试管道内、外气温，用空盒气压表、干湿球温度计测试巷道内各点气压的湿度值。

[0081] 隧道内炮烟及有害气体含量测试：用P-5型数字粉尘计自动记录各测点烟尘每分钟浓度值。TX2000测隧道内一氧化碳、氮氧化物浓度。用O2测试仪、H2S测试仪、SO2测试仪测隧道内氧气、硫化氢、二氧化硫的浓度。检测设备见表8-1。

[0082] 表8-1 通风检测设备

[0083]

[0084] 1#斜井工区施工作业环境检测结果见表9-1所示。

[0085] 表9-1 1#斜井工区施工作业环境检测结果

[0086]

[0087] 从上表施工作业环境检测结果可以看出：主洞开挖面和安全洞开挖面均在进行喷浆作业，安全洞开挖面和斜井底均不存在CO浓度超标现象，安全洞开挖面和主洞开挖面O2浓度满足要求，开挖面附近区域温度满足要求。

[0088] 施工通风安全保障措施

[0089] （1）为了保证通风机能够正常启动和运转，必须为通风机提供合适的供电设备，按规定要配备双回路电源。

[0090] （2）加强日常通风检测，保证足够的风量和风压，并且要爱护通风管路，避免对通风管路的破坏，降低漏风率。

[0091] （3）洞口风机需要安设在距离洞口30m以外的上风向，避免发生污风循环；风管出风口距开挖工作面的距离不超过5m。

[0092] （4）因为所选择的风管直径较大，必须保证隧道断面有足够的净空，避免过往车辆和机械刮破风管而影响施工。

[0093] （5）采用无轨运输时，运输车辆的尾气排放口可安设净化装置，以降低对隧道内施工环境的污染程度。

[0094] 污染防治措施

[0095] 为了达到相关规定和规范标准，必须对作业环境进行定期检测，同时施工中必须采取必要的措施来改变施工环境，可采取防污染的主要措施有：

[0096] （1）采用湿式凿岩机，严禁使用干式凿岩机；采用湿式凿岩与干式凿岩相比，可降低80%的粉尘。

[0097] （2）喷射混凝土采用湿喷法，用湿喷法比干喷法可降低粉尘85%。

[0098] （3）水幕降尘：把水雾化成湿水滴喷射到空气中，使之与空气中的粉尘碰撞，则尘粒附于水滴上，潮湿的尘粒凝聚成大颗粒，从而加快其降落速度，从而达到除尘的目的。爆破后及出渣中的降尘有明显的效果。

[0099] （4）机械通风：通风要保证有足够的风量、风压、风筒基本完好无损且吊挂平、顺、直。因此，施工中采取了适当的通风方法来确保达到上述目标。

[0100] （5）机械净化：主要是调整喷油嘴的喷油效果，采用涡轮增压器原理，使燃油燃烧更充分，产生的有害气体更少，并且在尾气排放装置上安装尾气净化器。

[0101] （6）个人防护：按规定佩带防尘口罩等安全防护用品。

[0102] 另外，在隧道路面上定期洒水，防止车辆运行时或爆破冲击波而造成积尘二次飞扬。隧道施工时在洞内对施工机械，如空气压缩机，送风机等加设消音器等设施。