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摘要 本文通过奉云高速公路凤凰梁特长隧道采用巷道式二次通风技术的应用，解决了长大隧道施工通风的技术难题，取得通风效果明显。本文着重介绍此通风技术的原理及设备配套选型，可供以后此类工程的施工通风模式参考。
关键词 隧道 通风 风机风管 配套选型
1 工程概况
奉云高速公路凤凰梁隧道由中铁隧隧道集团二处有限公司承建进口段施工，其中左线起讫里程：ZK79+780～ZK82+160（全长2380米）；右线起讫里程：YK79+765～YK82+160（全长2395米）。隧道设计采用“新奥法”施工，无轨运输，隧道净宽10.25米，净高7米，进口段位于曲线上，左线R-780m，右线R-800m，左右线掘进方向分别位于1.22%和1.886%的上坡，左右线之间平均每250米设人行通道1个，每750米设车行通道1个。
2 施工通风设计
2.1 施工通风难点
1、大断面公路隧道，且左右线同时掘进。
2、无轨运输，车辆尾气污染严重。
3、检铺底和衬砌同时施工，对施工通风影响很大。
4、隧道上坡施工，不利于灰尘排放。
2.2 通风质量标准确定
1、温度一般不应超过28℃。
2、最低风速不应小于0.1m/s，最大风速不得大于4m/s。
3、爆破后通风30分钟，满足质量标准要求。
4、隧洞施工作业人员每分钟供新鲜空气量3m3/min。
2.3 施工通风方案确定
针对凤凰梁隧道进口端的施工条件，施工通风设计采用了三个阶段。即第一阶段为1号车行通道未使用前，主要各自采用常规独立的管道压入式通风。；第二阶段为1号车行通道使用后，2号车行通道使用前，采用射流风机，新风从左洞进入，污风从右洞排出，各掌子面则采用管道压入式通风。（见图1）；第三阶段为2号车行通道使用后，通风方式与第二阶段基本相同，但随着隧道的向前掘进，需不断增加射流风机数量。（见图2）。
图1 凤凰梁隧道洞内通风设计示意图（一）
图2 凤凰梁隧道洞内通风设计示意图（二）
轴流风机和射流风机均布置在左线，新鲜风由左线进入、污风由右线排出，左右线掌子面分别由轴流风机通过软风管压送新鲜风，械线产生的污风被射流风机经横通道压入右线集中排出洞外。要求施工运输车辆及机械由右线进出，需要进入左线时必须通过开放的行车横通道进出。随着隧道的不断推进，当下一个行车横通道贯通时风机整体前移，增设射流风机，同时必须将后面的横洞及时封闭。
2.4 风量和风阻计算
2.4.1 风量计算
风量计算是按洞内同时工作最多人数所需风量、洞内最小风速要求风量、开挖面爆破排放烟所需风量和内燃机械作业所需风量分别计算，取其中最大值作为控制风量。[错误，应该是内燃机加人员、和其他几项比较，选最大的。]
①按洞内同时作业最多人数需要的新鲜空气计算风量：
Q=K.m.q=1.15×60×3=207m3/min
K-风量备用系数取1.1～1.15；
m-洞内同时工作的最多人数；
q-洞内每人1分钟需要3 m3空气.
②按最小风速计算风量：
Q=60×S×V=60×168.66×0.15=1517.94m3/min
S-开挖工作面断面积（m2），按实际条件取值；
V-最低风速（m/s），全断面开挖时内速不小于0.15 m/s，半断面开挖时风速不小于0.25 m/s.
③按开挖面爆破排烟所需风量计算采用下式进行。
Q0=
式中：Q0-爆破排放烟所需风量（m3/min）；t-爆破后的通风时间，（min），取30分钟；A-开挖工作面一次爆破炸药消耗量290（kg），（每循环进尺按3.5米计算）；F-开挖断面积（m2），（不包括仰拱及填充取81.53m2）；L-通风换气长度（m），经验公式为L=15+A/5（两洞组成的巷道式通风，一般则取两个横通道的间距作为通风距离，L≥2m）取73米。
Q0=
=520 m3/min
④内燃机械作业所需风量计算时应满足供风量不小于3m3/（min·KW），主要参数见表一。
内燃机械主要参数表 表一
序号 机械种类 机械名称 型号 台数 功率
1 装碴机械 装载机 CZ50 2 160KW
2 汽车类 汽车 一汽东风 8 191.1KW
3 其他 罐车 红岩 2 205.8KW
注：1马力=0.735千瓦。
Q=K×Qk，式中：Q----供风总量；K----内燃机洞内总功率；Qk---内燃机每千瓦供风量，取3 m3/min。经计算中 Q=908×3=2724m3/min左右，所以取最大值2724m3/min作为控制风量。
2.5 设备选型
通风设备的选择要在通过计算的基础上选择具风效高、噪音低、能耗低的风机。
1、风机风量的计算采用下式：
Q0=k×Q/（1-βL/100）=1.2×2724/（1-0.02×2000/100）=5448 m3/min，式中：Q0-风机的风量（m3/min）；k-风量备用系数（取1.2）；Q-工作面所需风量（m3/min）；β-风管百米漏风率（取0.02）；L-风管长度（m）（取L=2000m）；所以所用风机的通风量应不小于5448 m3/min。
2、风机的选型：
根据以上通风量的计算，并考虑后续施工的要求，轴流风机选择了具有高效、节能、低噪特点的SDF（c）-N012.5型变极多速通风机2台，射流风机选择SDS-N012.5型小功率风机3台，两台轴流风机均开高速时供风量达到5824 m3/min，大于计算值5448 m3/min。风管选择便于装卸和维修的PVC。通风设备主要参数见表二。
通风设备主要参数表 表二
序号 设备名称 型号 技术参数
功率（KW） 风量（m3/min） 风压（Pa）
1 轴流风机 SDF（c）-N012.5 110×2 1550～2912 1378～5355
2 射流风机 SDS-N012.5 30（1台） 风速34m/s
3 软风管 PVCФ1200mm 平均百米漏风率β100≤0.02、摩阻系数λ≤0.02
3 结束语
本文通过凤凰梁隧道采用巷道式二次通风技术在施工中的应用，大大改善了洞内施工环境，提高了生产效率，有效地保证了洞内施工人员身体健康，并使我们对长大隧道二次通风技术风机、风管的配置、施工通风管理水平等认识有了很大提高，为类似隧道的施工通风参考借鉴。
参考文献
[1]李永生，罗占夫，赵军喜.浅析射流通风技术在园梁山隧道施工通风中的应用[J]. 中铁隧道集团有限公司第三届学术交流会论文集，2004（12）：257-261.
[2]罗占夫.客运专线隧道有关施工通风问题的探讨[J].中铁隧道集团有限公司第四届学术交流会论文集，2006（12）：255-257.
[3]杨立新.隧道施工通风中射流风机位置對风量的影响[J].中铁隧道集团有限公司第二届学术交流会论文集，2002（12）：203-209.
[4]罗占夫， 肖元平.南水北调西线隧洞独头通风14 km方案研究[J].隧道建设，2011 Vol.31 （增刊1）：354-357.
关键词 隧道 通风 风机风管 配套选型
1 工程概况
奉云高速公路凤凰梁隧道由中铁隧隧道集团二处有限公司承建进口段施工，其中左线起讫里程：ZK79+780～ZK82+160（全长2380米）；右线起讫里程：YK79+765～YK82+160（全长2395米）。隧道设计采用“新奥法”施工，无轨运输，隧道净宽10.25米，净高7米，进口段位于曲线上，左线R-780m，右线R-800m，左右线掘进方向分别位于1.22%和1.886%的上坡，左右线之间平均每250米设人行通道1个，每750米设车行通道1个。
2 施工通风设计
2.1 施工通风难点
1、大断面公路隧道，且左右线同时掘进。
2、无轨运输，车辆尾气污染严重。
3、检铺底和衬砌同时施工，对施工通风影响很大。
4、隧道上坡施工，不利于灰尘排放。
2.2 通风质量标准确定
1、温度一般不应超过28℃。
2、最低风速不应小于0.1m/s，最大风速不得大于4m/s。
3、爆破后通风30分钟，满足质量标准要求。
4、隧洞施工作业人员每分钟供新鲜空气量3m3/min。
2.3 施工通风方案确定
针对凤凰梁隧道进口端的施工条件，施工通风设计采用了三个阶段。即第一阶段为1号车行通道未使用前，主要各自采用常规独立的管道压入式通风。；第二阶段为1号车行通道使用后，2号车行通道使用前，采用射流风机，新风从左洞进入，污风从右洞排出，各掌子面则采用管道压入式通风。（见图1）；第三阶段为2号车行通道使用后，通风方式与第二阶段基本相同，但随着隧道的向前掘进，需不断增加射流风机数量。（见图2）。
图1 凤凰梁隧道洞内通风设计示意图（一）
图2 凤凰梁隧道洞内通风设计示意图（二）
轴流风机和射流风机均布置在左线，新鲜风由左线进入、污风由右线排出，左右线掌子面分别由轴流风机通过软风管压送新鲜风，械线产生的污风被射流风机经横通道压入右线集中排出洞外。要求施工运输车辆及机械由右线进出，需要进入左线时必须通过开放的行车横通道进出。随着隧道的不断推进，当下一个行车横通道贯通时风机整体前移，增设射流风机，同时必须将后面的横洞及时封闭。
2.4 风量和风阻计算
2.4.1 风量计算
风量计算是按洞内同时工作最多人数所需风量、洞内最小风速要求风量、开挖面爆破排放烟所需风量和内燃机械作业所需风量分别计算，取其中最大值作为控制风量。[错误，应该是内燃机加人员、和其他几项比较，选最大的。]
①按洞内同时作业最多人数需要的新鲜空气计算风量：
Q=K.m.q=1.15×60×3=207m3/min
K-风量备用系数取1.1～1.15；
m-洞内同时工作的最多人数；
q-洞内每人1分钟需要3 m3空气.
②按最小风速计算风量：
Q=60×S×V=60×168.66×0.15=1517.94m3/min
S-开挖工作面断面积（m2），按实际条件取值；
V-最低风速（m/s），全断面开挖时内速不小于0.15 m/s，半断面开挖时风速不小于0.25 m/s.
③按开挖面爆破排烟所需风量计算采用下式进行。
Q0=
式中：Q0-爆破排放烟所需风量（m3/min）；t-爆破后的通风时间，（min），取30分钟；A-开挖工作面一次爆破炸药消耗量290（kg），（每循环进尺按3.5米计算）；F-开挖断面积（m2），（不包括仰拱及填充取81.53m2）；L-通风换气长度（m），经验公式为L=15+A/5（两洞组成的巷道式通风，一般则取两个横通道的间距作为通风距离，L≥2m）取73米。
Q0=
=520 m3/min
④内燃机械作业所需风量计算时应满足供风量不小于3m3/（min·KW），主要参数见表一。
内燃机械主要参数表 表一
序号 机械种类 机械名称 型号 台数 功率
1 装碴机械 装载机 CZ50 2 160KW
2 汽车类 汽车 一汽东风 8 191.1KW
3 其他 罐车 红岩 2 205.8KW
注：1马力=0.735千瓦。
Q=K×Qk，式中：Q----供风总量；K----内燃机洞内总功率；Qk---内燃机每千瓦供风量，取3 m3/min。经计算中 Q=908×3=2724m3/min左右，所以取最大值2724m3/min作为控制风量。
2.5 设备选型
通风设备的选择要在通过计算的基础上选择具风效高、噪音低、能耗低的风机。
1、风机风量的计算采用下式：
Q0=k×Q/（1-βL/100）=1.2×2724/（1-0.02×2000/100）=5448 m3/min，式中：Q0-风机的风量（m3/min）；k-风量备用系数（取1.2）；Q-工作面所需风量（m3/min）；β-风管百米漏风率（取0.02）；L-风管长度（m）（取L=2000m）；所以所用风机的通风量应不小于5448 m3/min。
2、风机的选型：
根据以上通风量的计算，并考虑后续施工的要求，轴流风机选择了具有高效、节能、低噪特点的SDF（c）-N012.5型变极多速通风机2台，射流风机选择SDS-N012.5型小功率风机3台，两台轴流风机均开高速时供风量达到5824 m3/min，大于计算值5448 m3/min。风管选择便于装卸和维修的PVC。通风设备主要参数见表二。
通风设备主要参数表 表二
序号 设备名称 型号 技术参数
功率（KW） 风量（m3/min） 风压（Pa）
1 轴流风机 SDF（c）-N012.5 110×2 1550～2912 1378～5355
2 射流风机 SDS-N012.5 30（1台） 风速34m/s
3 软风管 PVCФ1200mm 平均百米漏风率β100≤0.02、摩阻系数λ≤0.02
3 结束语
本文通过凤凰梁隧道采用巷道式二次通风技术在施工中的应用，大大改善了洞内施工环境，提高了生产效率，有效地保证了洞内施工人员身体健康，并使我们对长大隧道二次通风技术风机、风管的配置、施工通风管理水平等认识有了很大提高，为类似隧道的施工通风参考借鉴。
参考文献
[1]李永生，罗占夫，赵军喜.浅析射流通风技术在园梁山隧道施工通风中的应用[J]. 中铁隧道集团有限公司第三届学术交流会论文集，2004（12）：257-261.
[2]罗占夫.客运专线隧道有关施工通风问题的探讨[J].中铁隧道集团有限公司第四届学术交流会论文集，2006（12）：255-257.
[3]杨立新.隧道施工通风中射流风机位置對风量的影响[J].中铁隧道集团有限公司第二届学术交流会论文集，2002（12）：203-209.
[4]罗占夫， 肖元平.南水北调西线隧洞独头通风14 km方案研究[J].隧道建设，2011 Vol.31 （增刊1）：354-357.