長隧道施工的通風(fēng)和粉塵治理是隧道施工中的一大技術(shù)難題，而獨頭掘進(jìn)小斷面長隧道的施工通風(fēng)問題更是難中之難。文章通過在浙江溫州趙山渡引水隧道工程的監(jiān)理實踐，對施工中的通風(fēng)和粉塵治理方法進(jìn)行了較系統(tǒng)的總結(jié)
一工程概況
第三標(biāo)段共有隧道三條：分別是湯岙隧洞（2611m）；梅底隧洞前二分之一段（2165m）；宮底隧洞后二分之一段（1843m）；開挖斷面面積分別為3.8×4.08m2；5.7×5.9m2；5.6×6.03m2斷面均為城門洞形，坡度很小，除湯岙隧洞有一曲線，其他均為直線。梅底隧洞與湯岙隧洞呈“人”字相接，總長4276m，現(xiàn)場地理條件決定了各隧洞只能采取獨頭掘進(jìn)的開挖方式，而且工期要求砼襯砌與掘進(jìn)必須同時進(jìn)行，這就加大了施工通風(fēng)的難度。掘進(jìn)方法采用風(fēng)槍濕式打孔，反臺階法光面爆破，湯岙隧洞采用有軌運輸，電動裝渣機裝渣，其他兩洞采用無軌運輸，內(nèi)燃挖掘機出渣。襯砌和掘進(jìn)同時進(jìn)行時，兩工作面最小間距400m。
二 通風(fēng)方式選擇
根據(jù)本工程的特點，以壓入式通風(fēng)為主。由于湯岙隧洞180m處山體覆蓋層僅有80m，擬定挖掘至此位置時在頂部開挖豎井通風(fēng)，通風(fēng)后洞內(nèi)空氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和粉塵的允許濃度見表1、表2。
注：一般檢測粉塵濃度不得大于2mg/m3，進(jìn)入洞內(nèi)風(fēng)源含塵量不得超過上表容許濃度的30%。
三 通風(fēng)量計算
3.1 施工人員所需風(fēng)量：VP=UPmk （m3/min）式中UP：洞內(nèi)每人所需新鮮空氣量，一般按（3m3/min/人）計算，m：洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)，k：通風(fēng)備用系數(shù)?。?.1～1.5）；
3.2 爆破散煙所需風(fēng)量
（1） 按純稀釋炮煙的理論計算風(fēng)量：VL=5QB/t （m3/min）式中Q：同時爆破的炸藥量（kg），B：炸藥爆破時所構(gòu)成的折合的CO的體積（L），一般采用40L/kg ，T：通風(fēng)時間（min）；
（2） 按通風(fēng)方式計算風(fēng)量：（A壓入式通風(fēng)；B混合式壓入通風(fēng)。略）
3.3 洞內(nèi)最小風(fēng)速所需風(fēng)量：Vd≥60UminSmax （m3/min）式中Umin：洞內(nèi)允許最小風(fēng)速（大斷面掘進(jìn)≮0.15 m/s，小斷面和異型斷面掘進(jìn)≮0.25 m/s），Smax： 隧洞斷面面積（m2）；
3.4 沖淡柴油機械產(chǎn)生的有害氣體所需的風(fēng)量計算
（1）按單位功率所需風(fēng)量指標(biāo)計算：Vg=Uo N （m3/min）式中Vg：使用柴油機械時的通風(fēng)量（m3/min）Uo：單位功率需風(fēng)量指標(biāo)。一般為2.8～8.1 m3/kW.min ，N：同時在洞內(nèi)工作的柴油機械的總功率kW
（2）按平均功率耗油量計算：Vg=U1U2N/60 （m3/min），式中Vg：使用柴油機械時的通風(fēng)量（m3/min），U1：消耗1kg柴油需給的風(fēng)量，一般為500～2000 m3/kg ，U2：柴油機械耗油率，一般為0.223到0.3 m3/kW.h ，N：同時在洞內(nèi)工作的各種柴油機械的實際使用總功率kW
四 通風(fēng)設(shè)備的選擇和布置
確定了隧洞通風(fēng)所需的風(fēng)量后，再椐此計算應(yīng)設(shè)置的通風(fēng)機的工作量，并計算通風(fēng)機的工作風(fēng)壓，然后根據(jù)這二者來選擇通風(fēng)機，在進(jìn)一步確定風(fēng)管和風(fēng)機的匹配及布置。
4.1 通風(fēng)機的工作風(fēng)量Vm=（1+PL/100）V （m3/min），式中V：通風(fēng)機的工作風(fēng)量m3/min ，L：風(fēng)管的長度m ，P：100m風(fēng)管漏風(fēng)量，一般≯2%
4.2 通風(fēng)機的工作風(fēng)壓hm=hky+hP （m3/min），式中：沿程風(fēng)壓損失hky =μL（Pa），L：風(fēng)管的長度m ，μ：每米風(fēng)管沿程損失，一般≯2% ，hP ：局部風(fēng)壓損失；包括進(jìn)出口、轉(zhuǎn)彎段、漸變段、突變段等局部風(fēng)壓損失，可按沿程風(fēng)壓損失的20%～30%計。
4.3 通風(fēng)機的選擇，通過上述計算后，確定湯岙隧洞和宮底隧洞采用88—1型軸流式通風(fēng)機，梅底隧洞采用JBT-62-2型軸流式通風(fēng)機進(jìn)行通風(fēng)，其性能見表3。
4.4 風(fēng)管與風(fēng)機的布置，風(fēng)管的選用主要從風(fēng)管出口處的風(fēng)速和風(fēng)量、風(fēng)管的造價、風(fēng)管的耐用性、風(fēng)管裝拆的難易程度等方面考慮。在通風(fēng)機性能確定的前提下，風(fēng)管出口處的風(fēng)速和風(fēng)量主要和風(fēng)壓損失、管道摩阻損失、漏風(fēng)損失等因素有關(guān)，將這些損失降低到最小程度，首先保證工作面的風(fēng)量，再結(jié)合造價等因素，風(fēng)管的選擇就隨之確定了。
一工程概況
第三標(biāo)段共有隧道三條：分別是湯岙隧洞（2611m）；梅底隧洞前二分之一段（2165m）；宮底隧洞后二分之一段（1843m）；開挖斷面面積分別為3.8×4.08m2；5.7×5.9m2；5.6×6.03m2斷面均為城門洞形，坡度很小，除湯岙隧洞有一曲線，其他均為直線。梅底隧洞與湯岙隧洞呈“人”字相接，總長4276m，現(xiàn)場地理條件決定了各隧洞只能采取獨頭掘進(jìn)的開挖方式，而且工期要求砼襯砌與掘進(jìn)必須同時進(jìn)行，這就加大了施工通風(fēng)的難度。掘進(jìn)方法采用風(fēng)槍濕式打孔，反臺階法光面爆破，湯岙隧洞采用有軌運輸，電動裝渣機裝渣，其他兩洞采用無軌運輸，內(nèi)燃挖掘機出渣。襯砌和掘進(jìn)同時進(jìn)行時，兩工作面最小間距400m。
二 通風(fēng)方式選擇
根據(jù)本工程的特點，以壓入式通風(fēng)為主。由于湯岙隧洞180m處山體覆蓋層僅有80m，擬定挖掘至此位置時在頂部開挖豎井通風(fēng)，通風(fēng)后洞內(nèi)空氣衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)和粉塵的允許濃度見表1、表2。
注：一般檢測粉塵濃度不得大于2mg/m3，進(jìn)入洞內(nèi)風(fēng)源含塵量不得超過上表容許濃度的30%。
三 通風(fēng)量計算
3.1 施工人員所需風(fēng)量：VP=UPmk （m3/min）式中UP：洞內(nèi)每人所需新鮮空氣量，一般按（3m3/min/人）計算，m：洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)，k：通風(fēng)備用系數(shù)?。?.1～1.5）；
3.2 爆破散煙所需風(fēng)量
（1） 按純稀釋炮煙的理論計算風(fēng)量：VL=5QB/t （m3/min）式中Q：同時爆破的炸藥量（kg），B：炸藥爆破時所構(gòu)成的折合的CO的體積（L），一般采用40L/kg ，T：通風(fēng)時間（min）；
（2） 按通風(fēng)方式計算風(fēng)量：（A壓入式通風(fēng)；B混合式壓入通風(fēng)。略）
3.3 洞內(nèi)最小風(fēng)速所需風(fēng)量：Vd≥60UminSmax （m3/min）式中Umin：洞內(nèi)允許最小風(fēng)速（大斷面掘進(jìn)≮0.15 m/s，小斷面和異型斷面掘進(jìn)≮0.25 m/s），Smax： 隧洞斷面面積（m2）；
3.4 沖淡柴油機械產(chǎn)生的有害氣體所需的風(fēng)量計算
（1）按單位功率所需風(fēng)量指標(biāo)計算：Vg=Uo N （m3/min）式中Vg：使用柴油機械時的通風(fēng)量（m3/min）Uo：單位功率需風(fēng)量指標(biāo)。一般為2.8～8.1 m3/kW.min ，N：同時在洞內(nèi)工作的柴油機械的總功率kW
（2）按平均功率耗油量計算：Vg=U1U2N/60 （m3/min），式中Vg：使用柴油機械時的通風(fēng)量（m3/min），U1：消耗1kg柴油需給的風(fēng)量，一般為500～2000 m3/kg ，U2：柴油機械耗油率，一般為0.223到0.3 m3/kW.h ，N：同時在洞內(nèi)工作的各種柴油機械的實際使用總功率kW
四 通風(fēng)設(shè)備的選擇和布置
確定了隧洞通風(fēng)所需的風(fēng)量后，再椐此計算應(yīng)設(shè)置的通風(fēng)機的工作量，并計算通風(fēng)機的工作風(fēng)壓，然后根據(jù)這二者來選擇通風(fēng)機，在進(jìn)一步確定風(fēng)管和風(fēng)機的匹配及布置。
4.1 通風(fēng)機的工作風(fēng)量Vm=（1+PL/100）V （m3/min），式中V：通風(fēng)機的工作風(fēng)量m3/min ，L：風(fēng)管的長度m ，P：100m風(fēng)管漏風(fēng)量，一般≯2%
4.2 通風(fēng)機的工作風(fēng)壓hm=hky+hP （m3/min），式中：沿程風(fēng)壓損失hky =μL（Pa），L：風(fēng)管的長度m ，μ：每米風(fēng)管沿程損失，一般≯2% ，hP ：局部風(fēng)壓損失；包括進(jìn)出口、轉(zhuǎn)彎段、漸變段、突變段等局部風(fēng)壓損失，可按沿程風(fēng)壓損失的20%～30%計。
4.3 通風(fēng)機的選擇，通過上述計算后，確定湯岙隧洞和宮底隧洞采用88—1型軸流式通風(fēng)機，梅底隧洞采用JBT-62-2型軸流式通風(fēng)機進(jìn)行通風(fēng)，其性能見表3。
4.4 風(fēng)管與風(fēng)機的布置，風(fēng)管的選用主要從風(fēng)管出口處的風(fēng)速和風(fēng)量、風(fēng)管的造價、風(fēng)管的耐用性、風(fēng)管裝拆的難易程度等方面考慮。在通風(fēng)機性能確定的前提下，風(fēng)管出口處的風(fēng)速和風(fēng)量主要和風(fēng)壓損失、管道摩阻損失、漏風(fēng)損失等因素有關(guān)，將這些損失降低到最小程度，首先保證工作面的風(fēng)量，再結(jié)合造價等因素，風(fēng)管的選擇就隨之確定了。