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摘要：随着我国在铁路、公路以及水利等基础建设中修建隧道的数量和长度日益增加，隧道洞内的施工通风问题显得尤为重要。隧道施工通风能够沟通隧道洞内外空气，为隧道施工提供安全作业环境，是隧道内施工作业人员以及机械的“生命线”，特别对瓦斯、高温以及有毒气体等隧道而言，施工通风是降低洞内有害物质的浓度进而避免瓦斯爆炸、高温、毒害等灾害的发生的最直接手段，可为隧道施工人员提供安全、可靠、舒适的工作环境，必须密切关注。
关键词：特长隧道隧道施工通风方案
中图分类号：U45文献标识码： A
一、隧洞通风污染源及安全标准
钻爆法隧道施工中常见的有害气体包括:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、甲烷((CH4)以及粉尘等。这些污染物来源有，爆破炮烟、柴油机废气、扬尘以及地质条件自然产生的瓦斯、天然气等易燃易爆气体，具体见表l-1
表1-1洞内主要污染源
1、爆破炮烟
隧道内一个循环进尺炸药爆炸产生炮烟中含有大量有害气体(见表1-2)，其中成分和含量与炸药种类和爆炸效果有关。有害气体中，NO浓度可通过洒水有效降低，CO不溶于水，因此CO浓度常被用来衡量隧道通风效果
表1-2每公斤炸药产生气体(L/kg)
2、柴油机废气
柴油机的废气成分很复杂，它是柴油在高温高压下燃烧时所产生的各种有毒有害气体的混合物。隧道内使用的机械被限定为低污染的柴油機，柴油机废气中有害物质有氮氧化合物、含氧碳氢化合物、低碳氧化合物和油烟等，主要是NOX 、 CO和油烟.柴油机排放废气量影响因素众多，并没有统一标准，可参考坑内矿用柴油机废气排放指标，见表1-3
表1-3坑内矿用柴油机废气排放指标
3、岩体中的气体与粉尘
在某些岩层中蕴含一些有害气体，如CH4, C2H6, H2S等，当隧道开挖通过这些岩层时这些气体就会被释放出来，影响隧道正常施工。其中甲烷气体易燃易爆，H2S则有毒。参照水工建筑物地下开挖工程施工技术规范，地下开挖空间内有害气体浓度限值，见表1-4
表1-4空气中有害气体的最高容许浓度
粉尘来源于隧道施工中的掘进、钻孔、出渣运输以及喷锚支护等过程中产生的一些微粒悬浮物，空气中粉尘安全浓度，见表1-5
表1-5空气中粉尘容许浓度
二、隧洞施工通风方式
隧道的施工通风就是将新鲜空气送入工作面，稀释隧道内有害的气体与粉尘，并有效排除。合理的通风方式需要根据隧道的形态、规模以及施工方法进行考虑。
隧通的通风方式根据动力不同可分为自然通风与机械通风两种。
1、自然通风
自然通风是指在没有辅助动力条件下，利用气压条件和温度条件等自然因素，使隧道内空气自由流动的现象。
自然通风方式的优点:一但这种通风力一式能够在适宜的气候条件和风压规律中应用于隧道施工中，即可极大的节省能源消耗，对环境的影响最小。但其不足于:一，限制因素众多，如自然条件和施工方法等;二，排污周期长，影响进度;三，排污不够充分，对工作人员的健康危害大。因此，自然通风方式在隧道施工中的应用几率很小，主要出现在部分短隧进的运营通风中。
2、机械通风
机械通风，是指通过风机等辅助设务提供机械风压，使风流沿肴设计风路流动。
机械通风又根据通风管道不通分为风管式(压入式、抽出式和复合式)通风和巷道式通风，具体通风方式的选择要根据隧道的尺寸条件和地质条件的不通来确定。
1）、风管压入式通风
风管压入式通风(如图2-1)是将风机设备位置设在隧道洞口或者空气质量较好处，通过风机提供的风压通过风管送入施工掌子面处，再将稀释污染物后的气体通过隧道洞身引出洞外的方式。
图2-1压入式通风
此外，压入式通风一般选择柔性风价，原因是压入式通风风管内为正压,选择较软的柔性风管也不会因管内风压而变形，因此成本也较低。
2）、风管抽出式通风
风管抽出式通风(如图2-2)的风机位置设置在隧道出口处，通过风机提供的管道风压将施工掌子面的污染物吸入管道，排至洞外，新鲜风则会由于掌子面被抽出造成的负压由隧道洞身引入至掌子面。
图2-2抽出式通风
3、风管复合式通风
复合式通风就是将风管压入式和风管压出式共同使用，通过两条风管同时工作，分别利用压入排出两种方式，一条风管供应新鲜风，另一条风管将污风排出。这种通风方式兼具了以上两种风管通风方式的优点，但缺点是:两条风管的存在是隧道洞身空间占用率大，可能会干扰运输，同时会给洞身的衬砌等施工带来不便。适用于通风质量要求较高的隧道施工。
(1)以压入为般的复合通风方式(如图2-3)，以柔性风管为主
图2-3以压入为主的复合通风方式
（2）以抽出为主的复合通风方式(如图2-4)，以刚性风管为主。
图2-4以抽出为主的复合通风方式
可通过不同隧道的地质条件、结构特征以及工作面环境要求等因素来选择合适风管通风方式。
4、巷道式通风
巷道式通风，是指长大隧道施工中在地质条件允许的状况下，开设通风辅助坑道(如平导洞、斜井和竖井等)，与隧道洞身联通形成通风回路的通风方式。利用辅助风道进行通风可以减小独头掘进距离，降低隧道施工的通风成本。
三、隧道施工射流通风中横通道的风流控制问题
按横通道射流风机的安设及作用，控制横通道风流的方法可分为三种，即横通道射流减阻调节法、横通道射流增阻调节法和横通道无射流调节法。
1、横通道射流减阻调节法
该方法是在横通道中安设射流风机，射流流向与横通道内的风流方向一致，射流风机起减小阻力的作用。
2、横通道射流增阻调节法
该方法在横通道中安设射流风机，射流流向与横通道内的风流方向相反，射流风机起增大阻力的作用。
3、横通道无射流调节法
该方法横通道中不安设射流风机，横通道内的风流通过A号洞中两组射流风机来调节。
射流风机布置如图3.1所示。第1组射流风机安设在A洞第1区段内，第2组射流风机安设在A洞第2区段内，要求横通道X中风流由A洞流向B洞。主风流由A洞进入，B洞排出。
图3.1无射流调节法射流风机布置
四、隧道施工射流通风技术
某隧道全长11068m，平导与正洞中线间距30m，每隔410m左右设一个横通道，共计26个。隧道进出口工区分界里程为DK355+820。进口工区长4355m，约10个横通道;出口工区长6713m。进出口工区均为钻爆法施工、有轨运输。
1、施工通风布置
某隧道进口工区通风布置如图4.1、图4.2、图4.3、图4.4所示，设备配备见表4.1;出口工区通风布置如图4.5、图4.6、图4.7、图4.8所示，设备配备见表4.2。两工区通风均分为四个阶段。
第一阶段，当正洞和平导之间的横通道连通前，进出口工区的正洞和平导各自采用独立的管道压入式通风。
第二阶段，当横通道连通正洞和平导构成通风回路时，则采用射流通风，新风从平导口进入，污风从正洞口排出，各掌子面则采用管道压入式通风。当平导揭煤时，则从正洞分风加大平導工作面的风量。
第三阶段，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。当正洞揭煤，应加大该整洞工作面的风量，其他工作面可暂停掘进。
第四阶段，通风方式与第二阶段基本相同。若增开第四个工作面，因受平导断面的制约，该工作面必须与其他工作面共用一台风机和部分管路，这两个丁作而就存存相互制约的问题，特别是放炮时间必须错开。
图4.4进口工区第四阶段设计通风布置示意图
图4.5出口工区第一阶段设计通风布置示意图
图4.6出口工区第二阶段设计通风布置示意图
图4.7出口工区第三阶段设计通风布置示意图
图4.8出口工区第四阶段设计通风布置示意图
表4-1
表4-2
2、通风方案实施与效果
通风方案的实施基本上是根据设计图进行的，但施工单位通常都有一些现成的设备，需要将这些设备充分利用，以免造成不必要的浪费;通风机的安设位置也需要根据现场的具体情况，进行适当调整，因此实施结果和设计图有一定的出入，通风效果与预期的结果也有一定的差别，但基本上能够满足施工的需要。下面就通风方案的实施和通风的实际效果，进、出口工区分别加以说明。
2.1进口工区的实施与效果
(1)第一阶段
施工通风布置:正洞开始段为双线隧道，采用SDF一No11风机通过管路为工作面供风，平导用SDF-No6.5风机通过管路为工作面供风。该阶段通风直观感觉良好，未进行测试。
(2)第二阶段
①通风系统布置
施工通风布置如图4.9所示。
②通风效果
第二阶段通风方案完成以后，分别对平导作业面、三通正洞作业面和四通正洞作业面放炮过后CO浓度的变化情况进行了测试，结果见图4.10。从测试结果可以看出，基本可以在20min时间内，把CO浓度降到国际上普遍的标准以下，通风效果良好。
图4.10进口工区第二阶段炮后各作业面CO浓度变化曲线
2.2出口工区的实施与效果
(1)第一阶段
其实施与设计图基本相同。通风效果感觉良好，未进行测试.
(2)第二阶段
①通风系统布置
25横通道连通正洞及平导后，平导和正洞之间能构成进、出风流回路，开始实施第二阶段通风方案。实施后通风布置如图4.11所示。
图4.11出口工区第二阶段施工通风布置示意图
②通风效果
在平导内射流风机停机，其他风机全开的情况下，分别对正洞和平导工作面放炮过后，CO浓度进行了测试。正洞一次爆破炸药消耗量192kg，测点距掌子面20m;平导一次爆破炸药消耗量约92kg，测点距掌子面1 0m的中线高1.5m处。CO浓度随诵风时间的夸化见图4.12
图4.12出口工区第二阶段炮后各作业面CO浓度变化曲线
结语：
由于施工通风专业化管理模式的建立和推行，使通风设计方案真正落到了实处，通风效果得到充分的体现。新型风机和风管的推广应用以及施工通风技术的不断提高，为特长隧道搞好施工通风创造了有利的条件。但要真正搞好通风，还必须建立一支专业化的施工通风队伍，建立一个专业化的管理体系。
参考文献：
[1]刘红伟等，瓦斯隧道施工中的射流通风技术，世界隧道2000年第3期
[2]罗占夫，巷道式通风系统可靠性分析，铁道工程学报2002年第1期
[3]李永生等，谈射流通风技术在某隧道施工通风的应用，隧道建设2004年第2期
关键词：特长隧道隧道施工通风方案
中图分类号：U45文献标识码： A
一、隧洞通风污染源及安全标准
钻爆法隧道施工中常见的有害气体包括:一氧化碳(CO)、二氧化氮(NO2)、二氧化硫(SO2)、甲烷((CH4)以及粉尘等。这些污染物来源有，爆破炮烟、柴油机废气、扬尘以及地质条件自然产生的瓦斯、天然气等易燃易爆气体，具体见表l-1
表1-1洞内主要污染源
1、爆破炮烟
隧道内一个循环进尺炸药爆炸产生炮烟中含有大量有害气体(见表1-2)，其中成分和含量与炸药种类和爆炸效果有关。有害气体中，NO浓度可通过洒水有效降低，CO不溶于水，因此CO浓度常被用来衡量隧道通风效果
表1-2每公斤炸药产生气体(L/kg)
2、柴油机废气
柴油机的废气成分很复杂，它是柴油在高温高压下燃烧时所产生的各种有毒有害气体的混合物。隧道内使用的机械被限定为低污染的柴油機，柴油机废气中有害物质有氮氧化合物、含氧碳氢化合物、低碳氧化合物和油烟等，主要是NOX 、 CO和油烟.柴油机排放废气量影响因素众多，并没有统一标准，可参考坑内矿用柴油机废气排放指标，见表1-3
表1-3坑内矿用柴油机废气排放指标
3、岩体中的气体与粉尘
在某些岩层中蕴含一些有害气体，如CH4, C2H6, H2S等，当隧道开挖通过这些岩层时这些气体就会被释放出来，影响隧道正常施工。其中甲烷气体易燃易爆，H2S则有毒。参照水工建筑物地下开挖工程施工技术规范，地下开挖空间内有害气体浓度限值，见表1-4
表1-4空气中有害气体的最高容许浓度
粉尘来源于隧道施工中的掘进、钻孔、出渣运输以及喷锚支护等过程中产生的一些微粒悬浮物，空气中粉尘安全浓度，见表1-5
表1-5空气中粉尘容许浓度
二、隧洞施工通风方式
隧道的施工通风就是将新鲜空气送入工作面，稀释隧道内有害的气体与粉尘，并有效排除。合理的通风方式需要根据隧道的形态、规模以及施工方法进行考虑。
隧通的通风方式根据动力不同可分为自然通风与机械通风两种。
1、自然通风
自然通风是指在没有辅助动力条件下，利用气压条件和温度条件等自然因素，使隧道内空气自由流动的现象。
自然通风方式的优点:一但这种通风力一式能够在适宜的气候条件和风压规律中应用于隧道施工中，即可极大的节省能源消耗，对环境的影响最小。但其不足于:一，限制因素众多，如自然条件和施工方法等;二，排污周期长，影响进度;三，排污不够充分，对工作人员的健康危害大。因此，自然通风方式在隧道施工中的应用几率很小，主要出现在部分短隧进的运营通风中。
2、机械通风
机械通风，是指通过风机等辅助设务提供机械风压，使风流沿肴设计风路流动。
机械通风又根据通风管道不通分为风管式(压入式、抽出式和复合式)通风和巷道式通风，具体通风方式的选择要根据隧道的尺寸条件和地质条件的不通来确定。
1）、风管压入式通风
风管压入式通风(如图2-1)是将风机设备位置设在隧道洞口或者空气质量较好处，通过风机提供的风压通过风管送入施工掌子面处，再将稀释污染物后的气体通过隧道洞身引出洞外的方式。
图2-1压入式通风
此外，压入式通风一般选择柔性风价，原因是压入式通风风管内为正压,选择较软的柔性风管也不会因管内风压而变形，因此成本也较低。
2）、风管抽出式通风
风管抽出式通风(如图2-2)的风机位置设置在隧道出口处，通过风机提供的管道风压将施工掌子面的污染物吸入管道，排至洞外，新鲜风则会由于掌子面被抽出造成的负压由隧道洞身引入至掌子面。
图2-2抽出式通风
3、风管复合式通风
复合式通风就是将风管压入式和风管压出式共同使用，通过两条风管同时工作，分别利用压入排出两种方式，一条风管供应新鲜风，另一条风管将污风排出。这种通风方式兼具了以上两种风管通风方式的优点，但缺点是:两条风管的存在是隧道洞身空间占用率大，可能会干扰运输，同时会给洞身的衬砌等施工带来不便。适用于通风质量要求较高的隧道施工。
(1)以压入为般的复合通风方式(如图2-3)，以柔性风管为主
图2-3以压入为主的复合通风方式
（2）以抽出为主的复合通风方式(如图2-4)，以刚性风管为主。
图2-4以抽出为主的复合通风方式
可通过不同隧道的地质条件、结构特征以及工作面环境要求等因素来选择合适风管通风方式。
4、巷道式通风
巷道式通风，是指长大隧道施工中在地质条件允许的状况下，开设通风辅助坑道(如平导洞、斜井和竖井等)，与隧道洞身联通形成通风回路的通风方式。利用辅助风道进行通风可以减小独头掘进距离，降低隧道施工的通风成本。
三、隧道施工射流通风中横通道的风流控制问题
按横通道射流风机的安设及作用，控制横通道风流的方法可分为三种，即横通道射流减阻调节法、横通道射流增阻调节法和横通道无射流调节法。
1、横通道射流减阻调节法
该方法是在横通道中安设射流风机，射流流向与横通道内的风流方向一致，射流风机起减小阻力的作用。
2、横通道射流增阻调节法
该方法在横通道中安设射流风机，射流流向与横通道内的风流方向相反，射流风机起增大阻力的作用。
3、横通道无射流调节法
该方法横通道中不安设射流风机，横通道内的风流通过A号洞中两组射流风机来调节。
射流风机布置如图3.1所示。第1组射流风机安设在A洞第1区段内，第2组射流风机安设在A洞第2区段内，要求横通道X中风流由A洞流向B洞。主风流由A洞进入，B洞排出。
图3.1无射流调节法射流风机布置
四、隧道施工射流通风技术
某隧道全长11068m，平导与正洞中线间距30m，每隔410m左右设一个横通道，共计26个。隧道进出口工区分界里程为DK355+820。进口工区长4355m，约10个横通道;出口工区长6713m。进出口工区均为钻爆法施工、有轨运输。
1、施工通风布置
某隧道进口工区通风布置如图4.1、图4.2、图4.3、图4.4所示，设备配备见表4.1;出口工区通风布置如图4.5、图4.6、图4.7、图4.8所示，设备配备见表4.2。两工区通风均分为四个阶段。
第一阶段，当正洞和平导之间的横通道连通前，进出口工区的正洞和平导各自采用独立的管道压入式通风。
第二阶段，当横通道连通正洞和平导构成通风回路时，则采用射流通风，新风从平导口进入，污风从正洞口排出，各掌子面则采用管道压入式通风。当平导揭煤时，则从正洞分风加大平導工作面的风量。
第三阶段，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。当正洞揭煤，应加大该整洞工作面的风量，其他工作面可暂停掘进。
第四阶段，通风方式与第二阶段基本相同。若增开第四个工作面，因受平导断面的制约，该工作面必须与其他工作面共用一台风机和部分管路，这两个丁作而就存存相互制约的问题，特别是放炮时间必须错开。
图4.4进口工区第四阶段设计通风布置示意图
图4.5出口工区第一阶段设计通风布置示意图
图4.6出口工区第二阶段设计通风布置示意图
图4.7出口工区第三阶段设计通风布置示意图
图4.8出口工区第四阶段设计通风布置示意图
表4-1
表4-2
2、通风方案实施与效果
通风方案的实施基本上是根据设计图进行的，但施工单位通常都有一些现成的设备，需要将这些设备充分利用，以免造成不必要的浪费;通风机的安设位置也需要根据现场的具体情况，进行适当调整，因此实施结果和设计图有一定的出入，通风效果与预期的结果也有一定的差别，但基本上能够满足施工的需要。下面就通风方案的实施和通风的实际效果，进、出口工区分别加以说明。
2.1进口工区的实施与效果
(1)第一阶段
施工通风布置:正洞开始段为双线隧道，采用SDF一No11风机通过管路为工作面供风，平导用SDF-No6.5风机通过管路为工作面供风。该阶段通风直观感觉良好，未进行测试。
(2)第二阶段
①通风系统布置
施工通风布置如图4.9所示。
②通风效果
第二阶段通风方案完成以后，分别对平导作业面、三通正洞作业面和四通正洞作业面放炮过后CO浓度的变化情况进行了测试，结果见图4.10。从测试结果可以看出，基本可以在20min时间内，把CO浓度降到国际上普遍的标准以下，通风效果良好。
图4.10进口工区第二阶段炮后各作业面CO浓度变化曲线
2.2出口工区的实施与效果
(1)第一阶段
其实施与设计图基本相同。通风效果感觉良好，未进行测试.
(2)第二阶段
①通风系统布置
25横通道连通正洞及平导后，平导和正洞之间能构成进、出风流回路，开始实施第二阶段通风方案。实施后通风布置如图4.11所示。
图4.11出口工区第二阶段施工通风布置示意图
②通风效果
在平导内射流风机停机，其他风机全开的情况下，分别对正洞和平导工作面放炮过后，CO浓度进行了测试。正洞一次爆破炸药消耗量192kg，测点距掌子面20m;平导一次爆破炸药消耗量约92kg，测点距掌子面1 0m的中线高1.5m处。CO浓度随诵风时间的夸化见图4.12
图4.12出口工区第二阶段炮后各作业面CO浓度变化曲线
结语：
由于施工通风专业化管理模式的建立和推行，使通风设计方案真正落到了实处，通风效果得到充分的体现。新型风机和风管的推广应用以及施工通风技术的不断提高，为特长隧道搞好施工通风创造了有利的条件。但要真正搞好通风，还必须建立一支专业化的施工通风队伍，建立一个专业化的管理体系。
参考文献：
[1]刘红伟等，瓦斯隧道施工中的射流通风技术，世界隧道2000年第3期
[2]罗占夫，巷道式通风系统可靠性分析，铁道工程学报2002年第1期
[3]李永生等，谈射流通风技术在某隧道施工通风的应用，隧道建设2004年第2期