论文部分内容阅读
【中图分类号】R456.3【文献标识码】A【文章编号】1632-5281（2015）6
兰渝铁路图山寺单线隧道是兰渝铁路高风险隧道之一，长3216 m，位于四川省南充市境内，由中铁一局集团承建。截止2010年7月8日已掘进1264米。为评价现阶段通风效果，并对已选用的四种大孔径风管作性能测试与比较，笔者于7月10日对隧道进口的通风现状与爆破后有害气体的排出情况作了测试，现将测试结果报告如下：
目前该隧道进口仍采用一台PF-110sw55kw轴流风机，通过孔径为1.3m、总长为1190.5m的柔性风管作压入式通风，风管分别由江苏、隧道局、十五局与一局金属结构厂提供。其中接近风机处装有9.0m的江苏产负压风管、其后为359.5m长的隧道局风管厂生产的pvc拉链式接头柔性风管（每节长10m），接着为424m长的十五局机械厂生产的pvc塑布软风管（每节长30m），最后为总长407m的一局金属结构厂生产的软风管（每节长20m）。
一、各测点管道通风测定结果与分析
经实测现安装的一台日本PF-110sw55kw对旋式风机，其供风风压为182.35mmH2O，仅为额定风压的36.47%，风量为1346.88m3/min，为额定风量的184.69%。而6月5日监测的同类型风机的风压为274.61mmH2O，说明现在用的风机供风风压偏小，因此通过1190.5m的柔性风管其末端风压仅为16.96mmH2O，静压仅为9.14 mmH2O，显然继续加大供风距离是有困难的。按照风机串联应在静压损失1/2处串接的一般原则，如要确保施工应在距洞口800m处串联一台同类型风机（图二），或加大风机供风风压。
由于风机性能需要在风机前后两端设点，分别测定其动压与静压，分别计算其代数和才能确定，因此建议施工单位尽早在风机前端设置长10m的钢性风管。
二、四种柔性通风管道通风效果的比较
结果表明，在图山寺隧道施工中选用直径均为1.30m的柔性风管，由于风管的选材、接头连接方式及现场安装情况的不同，其通风效果与风管性能有明显差异。综合有效风量率、百米漏风率、百米风阻、百米静压损失与摩擦阻力系数五项评价指标，以十五局机械厂生产的风管最好，其次为隧道局风管厂提供的风管，以江苏产负压风管与一局金属结构厂生产的风管最差。十五局提供的风管不仅材质摩阻系数低，风阻与静压损失小，而且每节长30m，接头少，漏风率低。隧道局风管厂提供的拉链式接头的柔性风管，性能也较为优异，其百米风阻与百米静压损失与实测摩阻系数与十五局风管基本相同，由于现用的风管每节长10m，而且悬吊不平直出现多处弯曲与皱折，导致这次实测其风管性能与通风效果稍逊于十五局风管。江苏产负压风管在6月5日实测中发现这种风管阻力大、摩擦阻力系数、百米静压损失、百米漏风率均高于其他风管，现在这种风管已被淘汰；一局金属结构厂生产的风管，这次实测中其性能也很差，其原因一是风管采用套环接头方式，漏风严重，二是每节风管两端固定金属环材质钢性不够，由于悬吊风管自重与爆破冲击使金属环变形，经实地观察，在407m的风管内有9处严重变形，整个风道内形成多处人为阻力，不但加大了风道内的通风阻力，增加了其静压损失，而且导致严重漏风。
在风机工作静压为164.89 mmH2O的条件下，如果应用十五局风管可供风1600米，应用隧道局风管可供风1362米，而选用一局风管仅能供风941米，如果选用工作静压为330 mmH2O 的风机，上述供风距离理论上可以加大一倍。
同种性能的风管，由于安装与悬吊的情况不同，其通风效果也会有明显差异（表3）。
同为十五局提供的风管，只是由于施工单位为了停止供风时风管自然下垂，凿岩台车进洞划破风管，而在风管外加了多个周长小于4.08米的金属环，人为加大了风管阻力，使百米风阻增大了2.17倍，百米静压损失增大了3倍，而且由于风管有破损导致百米漏风率由0.39%加大到1.52%。所以在选用性能优异的风管的同时，也要加强风管安装的科学性。
三、 炮烟扩散情况
为了了解管道通风的通风效果，我们对爆破后炮烟扩散情况做了实际观察与co测定。在一次爆破用药400-450kg的情况下，放炮30分钟后炮烟开始排出洞外，此时洞口炮烟co浓度平均为629.4mg/m?，距洞口217米处co降至174.53 mg/m?，距洞口540米即降至82.5 mg/m? ，600～807米、900～1080米为达标区域（51 mg/m?以下）。810米处co浓度达168.86 mg/m?。从1090米至导坑齐头约135米范围为炮烟聚集区，co平均浓度达553.75 mg/m?。
结果表明，由于爆破炮烟的冲击波，以及风机的持续供风，爆破后产生的炮烟可在爆破后30分钟开始排出洞外，并在洞口至250米处形成第一污染区，在距洞口600～807米与900～1080米处形成两个co达标区，在据洞口810～900米处形成炮烟的第二污染区，co浓度810米处达163.86 mg/m? 。在距导坑齐头约135米范围内出现炮烟聚集区。Co平均浓度高达553.75mg/m?，其原因使风管出口距齐头距离大，风管以8米/秒的风速持续供风时不可能达到导坑齐头，以致在导坑齐头形成一个炮烟死区。
四、问题与建议
图山寺隧道是一局近年施工的较长隧道。施工中产生的烟尘的净化与处理，以及确保施工人员新鲜空气的供给是施工企业必须解决的问题。目前隧道掘进1264米，虽然一台110kw风机通过风管尚可满足需要，但随着隧道的继续延伸，通风问题愈来愈突出，已经有炮烟聚集现象发生。为保证施工人员身体健康安全，根据监测结果，特提出以下建议：
1. 现用的一台PF-110sw55kw风机供风风压偏低，建议更换高工作风压风机，以加大供风距离。
2. 建议选用十五局或者隧道局的风管，减少风管连接次数，并要加强风管的科学管理，确实做到风管悬吊平直，无漏风。
3. 送风管应尽量接近齐头工作面，必要时增加局扇，以加快导坑齐头的烟尘排出，确保工作人员安全。
4. 购置CO报警仪、CO测定仪，O?监测仪加强日常监测，避免职业中毒事故发生。
兰渝铁路图山寺单线隧道是兰渝铁路高风险隧道之一，长3216 m，位于四川省南充市境内，由中铁一局集团承建。截止2010年7月8日已掘进1264米。为评价现阶段通风效果，并对已选用的四种大孔径风管作性能测试与比较，笔者于7月10日对隧道进口的通风现状与爆破后有害气体的排出情况作了测试，现将测试结果报告如下：
目前该隧道进口仍采用一台PF-110sw55kw轴流风机，通过孔径为1.3m、总长为1190.5m的柔性风管作压入式通风，风管分别由江苏、隧道局、十五局与一局金属结构厂提供。其中接近风机处装有9.0m的江苏产负压风管、其后为359.5m长的隧道局风管厂生产的pvc拉链式接头柔性风管（每节长10m），接着为424m长的十五局机械厂生产的pvc塑布软风管（每节长30m），最后为总长407m的一局金属结构厂生产的软风管（每节长20m）。
一、各测点管道通风测定结果与分析
经实测现安装的一台日本PF-110sw55kw对旋式风机，其供风风压为182.35mmH2O，仅为额定风压的36.47%，风量为1346.88m3/min，为额定风量的184.69%。而6月5日监测的同类型风机的风压为274.61mmH2O，说明现在用的风机供风风压偏小，因此通过1190.5m的柔性风管其末端风压仅为16.96mmH2O，静压仅为9.14 mmH2O，显然继续加大供风距离是有困难的。按照风机串联应在静压损失1/2处串接的一般原则，如要确保施工应在距洞口800m处串联一台同类型风机（图二），或加大风机供风风压。
由于风机性能需要在风机前后两端设点，分别测定其动压与静压，分别计算其代数和才能确定，因此建议施工单位尽早在风机前端设置长10m的钢性风管。
二、四种柔性通风管道通风效果的比较
结果表明，在图山寺隧道施工中选用直径均为1.30m的柔性风管，由于风管的选材、接头连接方式及现场安装情况的不同，其通风效果与风管性能有明显差异。综合有效风量率、百米漏风率、百米风阻、百米静压损失与摩擦阻力系数五项评价指标，以十五局机械厂生产的风管最好，其次为隧道局风管厂提供的风管，以江苏产负压风管与一局金属结构厂生产的风管最差。十五局提供的风管不仅材质摩阻系数低，风阻与静压损失小，而且每节长30m，接头少，漏风率低。隧道局风管厂提供的拉链式接头的柔性风管，性能也较为优异，其百米风阻与百米静压损失与实测摩阻系数与十五局风管基本相同，由于现用的风管每节长10m，而且悬吊不平直出现多处弯曲与皱折，导致这次实测其风管性能与通风效果稍逊于十五局风管。江苏产负压风管在6月5日实测中发现这种风管阻力大、摩擦阻力系数、百米静压损失、百米漏风率均高于其他风管，现在这种风管已被淘汰；一局金属结构厂生产的风管，这次实测中其性能也很差，其原因一是风管采用套环接头方式，漏风严重，二是每节风管两端固定金属环材质钢性不够，由于悬吊风管自重与爆破冲击使金属环变形，经实地观察，在407m的风管内有9处严重变形，整个风道内形成多处人为阻力，不但加大了风道内的通风阻力，增加了其静压损失，而且导致严重漏风。
在风机工作静压为164.89 mmH2O的条件下，如果应用十五局风管可供风1600米，应用隧道局风管可供风1362米，而选用一局风管仅能供风941米，如果选用工作静压为330 mmH2O 的风机，上述供风距离理论上可以加大一倍。
同种性能的风管，由于安装与悬吊的情况不同，其通风效果也会有明显差异（表3）。
同为十五局提供的风管，只是由于施工单位为了停止供风时风管自然下垂，凿岩台车进洞划破风管，而在风管外加了多个周长小于4.08米的金属环，人为加大了风管阻力，使百米风阻增大了2.17倍，百米静压损失增大了3倍，而且由于风管有破损导致百米漏风率由0.39%加大到1.52%。所以在选用性能优异的风管的同时，也要加强风管安装的科学性。
三、 炮烟扩散情况
为了了解管道通风的通风效果，我们对爆破后炮烟扩散情况做了实际观察与co测定。在一次爆破用药400-450kg的情况下，放炮30分钟后炮烟开始排出洞外，此时洞口炮烟co浓度平均为629.4mg/m?，距洞口217米处co降至174.53 mg/m?，距洞口540米即降至82.5 mg/m? ，600～807米、900～1080米为达标区域（51 mg/m?以下）。810米处co浓度达168.86 mg/m?。从1090米至导坑齐头约135米范围为炮烟聚集区，co平均浓度达553.75 mg/m?。
结果表明，由于爆破炮烟的冲击波，以及风机的持续供风，爆破后产生的炮烟可在爆破后30分钟开始排出洞外，并在洞口至250米处形成第一污染区，在距洞口600～807米与900～1080米处形成两个co达标区，在据洞口810～900米处形成炮烟的第二污染区，co浓度810米处达163.86 mg/m? 。在距导坑齐头约135米范围内出现炮烟聚集区。Co平均浓度高达553.75mg/m?，其原因使风管出口距齐头距离大，风管以8米/秒的风速持续供风时不可能达到导坑齐头，以致在导坑齐头形成一个炮烟死区。
四、问题与建议
图山寺隧道是一局近年施工的较长隧道。施工中产生的烟尘的净化与处理，以及确保施工人员新鲜空气的供给是施工企业必须解决的问题。目前隧道掘进1264米，虽然一台110kw风机通过风管尚可满足需要，但随着隧道的继续延伸，通风问题愈来愈突出，已经有炮烟聚集现象发生。为保证施工人员身体健康安全，根据监测结果，特提出以下建议：
1. 现用的一台PF-110sw55kw风机供风风压偏低，建议更换高工作风压风机，以加大供风距离。
2. 建议选用十五局或者隧道局的风管，减少风管连接次数，并要加强风管的科学管理，确实做到风管悬吊平直，无漏风。
3. 送风管应尽量接近齐头工作面，必要时增加局扇，以加快导坑齐头的烟尘排出，确保工作人员安全。
4. 购置CO报警仪、CO测定仪，O?监测仪加强日常监测，避免职业中毒事故发生。