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摘要：作为公路建设和铁路建设很重要的一部分的隧道施工作业中，长大隧道的通风问题是施工作业中很重要的一部分，通风效果的好坏直接会影响到整个隧道施工的空气质量，进而影响到各个作业面施工人员的身体健康，而通风技术的选择是影响通风效果好环的直接决定因素。本文首先分析了长大隧道施工通风的必要性，然后结合具体工程案例详细阐述了长大隧道施工通风技术的要点。
关键词：长大隧道；施工通风；风量；通风机
中图分类号：U45文献标识码： A
一、長大隧道施工通风的必要性
隧道施工中，洞内有害气体的来源主要有钻眼粉尘、爆破烟尘、运输车辆的尾气及汽车扬尘、喷射混凝土产生的粉尘、水雾等。就现阶段施工现状看，在长大隧道施工中若没有一个好的隧道通风方案，必将存在着极大的施工质量隐患和安全隐患，处理不好的话很容易造成安全质量事故；同时还会加大动力机械设备
的耗油量，造成内燃机机械燃烧不充分，产生大量有毒的一氧化碳气体，加大机械设备的磨损，减少机械设备的使用寿命。
通风质量差，必然会导致在隧道施工中空气浑浊，尤其是隧道开挖掌子面空气浑浊，光线不够明亮，将会造成隧道开挖施工中开挖工人和工程技术人员无法准确掌握隧道掌子面围岩的变化情况：一方面使我们的工程技术人员无法根据隧道围岩变化而及时调整隧道开挖支护工艺，而导致隧道塌方质量事故；另外一方面使我们的开挖工人在开挖施工中无法看清隧道顶部围岩的松动情况，而导致隧道顶部岩石下落伤人的安全事故。1
同时由于隧道中的空气浑浊，使我们的隧道监测人员无法对已开挖支护成型的隧道进行准确地量测，进而使我们无法掌握隧道已开挖成型部分的围岩变化情况———甚至隧道可能已出现细微的裂缝，我们却没有掌握隧道业已变化的实际情况，造成没有对出现裂缝段的隧道进行加强支护，导致隧道坍塌和人员伤亡的安全质量事故。
另外如果隧道中的通风不够良好，空气浑浊，将会导致我们在隧道施工当中不得不进行长时间的通风，从而浪费大量的电力能源，使工程施工成本进一步加大。尤其在当今全国性电力普遍缺乏的情况下，电力供应紧张与工程施工之间的需求矛盾进一步加大，又制约了工程施工进度；同时由于隧道通风效果不够理想，造成工程施工的人员工作效率降低，机械设备的磨损加大，机械设备的利用率降低，进一步加大工程施工成本。
二、长大隧道施工通风技术要点
（一）工程概况
某工程隧道起全长 9271m，为单线铁路隧道。隧址处属低山河谷地貌，地形起伏较大，沟谷深切，相对高差约 500m，地势呈北高南低，进、出口处自然坡度较陡。隧道共分为进口、1# 斜井、2# 斜井、出口四个工区，各承担 2270 米、2768 米、1773 米、2460 米，其中进口及出口均为独头掘进。1# 斜井及 2# 斜井由斜井进入正洞后，分两个掌子面掘进，1# 斜井井身长 606.4 米，最大坡度为 13.5%；2#斜井长 510.65 米，最大坡度为 22%。 2
（二）通风方式的选择
1、一般通风方式
（1）排风式（或称吸出式）通风
该方式是将吸风口置于工作面附近，通过风机将废尘废气等有害物质吸出并排到洞外，而洞外新鲜空气则顺坑道进入洞内。这种方式的优点在于能及时排走污染物，不会污染已建洞身；缺点是必须经过较长时间工作面才能得到较多的新鲜空气，作业人员不能及早进入工作面，从而影响到下一工作循环的快速展开。
（2）送风式（或称压入式）通风
该种方式是将风机置于有新鲜空气的地方（一般离开洞口一定距离），通过管道直接将新鲜空气压送到工作面附近，从而将污染物排出洞外。此方式的优点是工作面能在较短的时间内得到足够的新鲜空气，有利于下一工作循环的尽早展开，从而提高工作效率，得到较高的经济效益。其缺点是：污染物从全洞断面排出，对已完洞身将造成污染，并对后续的其他作业如锚杆打设、喷浆、防水层的施作、二次混凝土衬砌等有很大的影响。
（3）送排混合通风方式
送排风方式兼有以上两种方式的优点，即有一路为压入式通风，主要作用是送入新鲜空气；另一路为排风方式，主要作用是吸出污染物，从而达到快速降尘的目的。它的缺点是必须在洞内同时铺设两路风管，在洞内狭小的空间内将会干扰施工运输、混凝土衬砌等其他作业的开展；同时，风管管路的续接、维护工作量大大增加。因此，一般只在隧道很长、对通风要求高以及希望加快施工进度等情况下才考虑使用。
2、本工程的通风方式
隧道采用无轨运输，人工钻爆法开挖，由于钻眼、炸药爆破、装碴、喷射混凝土、内燃机械和运输汽车的排气、开挖时地层中放出有害气体，使洞内空气中氧气含量大大减少，且混杂各种有害气体与粉尘，造成洞内空气污浊，施工通风难度大。考虑这些因素，该隧道进口、出口采用独头通风，施工通风采用先进的 SDF(C)12.5 型大功率轴流风机（高效风量 2912m3/min，全压为 5355Pa，电机功率 110×2Kw），由洞口压入通风，一台风机一路通风至掌子面，通风管使用 Φ1500 高强度拉链式软风管。
隧道1# 斜井、2 斜井在进入正洞施工后，各有两个工作面，通风设备配置与进口、出口相同，但需各自在正洞与斜井交汇处设置一座风门，三岔口洞顶设置一台送风局扇风机。
（三）风量计算
按洞内最多工作人数计算风量Q=4N=224m3/min，式中：N 为洞内同时工作最高人数。
按洞内允许最低风速计算 Q=VA=391.68m3/min，式中：V 为保证洞内稳定风流之最小风速，全断面开挖取 0.15m/s；A 为开挖最大断面积。
按排除炮烟计算：漏风系数 P=1/(1-l×p100/100)=1.56，式中：L 为隧道长度，P100为平均百米漏风率；临界长度 L临=12.5Gbk/Ap2=421.2m，式中：G 为次总装药量，b 为炸药爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取 b=40，k为紊流扩散系数，取 0.57；
需风量，
式中：φ 为淋水系数，沿干燥岩层掘进的巷道取0.5。按稀释内燃废气计算 Qm=Q0NTi=1061m3/min，式中：Q0为单位功率所需风量指标，采用3.0～4.0（m3/min·KW）；N 为各种内燃机设备的总功率；Ti为柴油机利用率系数，K=0.45。
综合上述计算情况，稀释内燃废气需风量最大，取其作为隧道需风量的标准，则要求通风机供风量为：Qx=PQ=1655.16m3/min。
（四）通风机选型
根据以上计算情况，通风机选用 SDF（C）-No12.5 型轴流风机（高效风量为 2912m3/min，全压为 5355Pa，电机功率为 110×2kw），采用一台风机一路通风管直通掌子面，以满足掌子面所需空气。Q 机供=2912＞1655m3/min，P 机供=5355＞1665.2Pa，通风机风量风压均能满足需要，合理可行。
但由于压入式通风向工作面压入新鲜空气时，工作面的污浊空气将流经整个隧道，对隧道后部造成污染，从而影响隧道后部工序的施工(仰拱、衬砌施工)，为解决该问题，在隧道顶部悬挂五台射流风机，利用隧道本身作为风道，加快隧道内污风的排烟速度，通风条件有了明显改善。
（五）保证施工通风质量的措施
1、保证通风方案的合理
隧道通风方案的关键在于通风系统的设计是否合理、风机与通风管的能力能否互相匹配。如果片面追求高效率、大风量的风机，而风管的直径小，阻风系数高，漏风严重，则不会取得好的通风效果；另一方面，若风管直径较大，而风机风量小，风压太低，也难以保证通风能取得良好效果。
2、对风管的要求
我们对风管的要求有：风阻系数低，漏风率低，合适的直径。通常风管可分为维尼龙胶布风管、镀锌薄钢板风管、玻璃钢风管等。由于玻璃钢风管、铝合金板风管造价昂贵，运输和存放困难，加工、接长不便等，因此较少采用，除在排风式（或吸出式）通风情况下必须采用刚性风管外，一般送风式（或压入式）通风全部采用维尼龙胶布风管，它具有运输存放容易和方便、接长简单（用拉链即可连接），其他施工作业时可方便地挪移等优点。
3、加强对风管的维护和修补
施工时对于轻微破损的管节，采用快干胶粘贴的方法修补，对于严重破损的
管节，及时更换。粘补风管时视破损情况确定，破损口小于 15cm 时，直接粘补；破损口大于 15cm 时，先将破口缝合后再行粘补，粘补面积应大于破损面积 30～40%；粘补后 10min 内不得送风；因洞内渗水和温度变化的影响，风管会有积水，应每月排水一次，以减少风管承重和阻力；为克服长期使用后因风管疲劳造成的长度延伸、挠度增大，每月进行一次系统检查，每 200m 为一个检查调整段，风管拉紧后去除多余部分增设钢筋接头，绑捆牢固。
4、划分合理的施工区域
施工区域划分要合理，根据辅助通风坑道的位置，合理划分隧道施工区域，对每个施工区域采用与其相适应的、有效合理的通风方案，改善施工环境。目前隧道施工有害气体的排放主要是施工机械产生的，内燃机械作业排除的废气量是决定隧道通风方案的关键因素，因此，在平时的日常施工中，需加强机械维护，采用有效的尾气净化技术，减少污染源至关重要。
5、采用洒水降尘的方法综合防尘
隧道全面采用湿式打钻，喷射混凝土采用湿喷技术，以减少回弹率，降低粉尘含量。选用低污染柴油机驱动设备加强机械管理，降低柴油废气排放量，减少空气污染。洞内定时洒水养护，减少和降低车辆在运输过程中产生的粉尘。
参考文献
[1]王树军.长大隧道施工通风降尘技术的探讨[J]. 科技创新导报. 2010(20)
[2]李志远,王宇铮,蒋勇军. 官田特长公路隧道通风方案比选[J]. 城市建筑. 2014(04)
关键词：长大隧道；施工通风；风量；通风机
中图分类号：U45文献标识码： A
一、長大隧道施工通风的必要性
隧道施工中，洞内有害气体的来源主要有钻眼粉尘、爆破烟尘、运输车辆的尾气及汽车扬尘、喷射混凝土产生的粉尘、水雾等。就现阶段施工现状看，在长大隧道施工中若没有一个好的隧道通风方案，必将存在着极大的施工质量隐患和安全隐患，处理不好的话很容易造成安全质量事故；同时还会加大动力机械设备
的耗油量，造成内燃机机械燃烧不充分，产生大量有毒的一氧化碳气体，加大机械设备的磨损，减少机械设备的使用寿命。
通风质量差，必然会导致在隧道施工中空气浑浊，尤其是隧道开挖掌子面空气浑浊，光线不够明亮，将会造成隧道开挖施工中开挖工人和工程技术人员无法准确掌握隧道掌子面围岩的变化情况：一方面使我们的工程技术人员无法根据隧道围岩变化而及时调整隧道开挖支护工艺，而导致隧道塌方质量事故；另外一方面使我们的开挖工人在开挖施工中无法看清隧道顶部围岩的松动情况，而导致隧道顶部岩石下落伤人的安全事故。1
同时由于隧道中的空气浑浊，使我们的隧道监测人员无法对已开挖支护成型的隧道进行准确地量测，进而使我们无法掌握隧道已开挖成型部分的围岩变化情况———甚至隧道可能已出现细微的裂缝，我们却没有掌握隧道业已变化的实际情况，造成没有对出现裂缝段的隧道进行加强支护，导致隧道坍塌和人员伤亡的安全质量事故。
另外如果隧道中的通风不够良好，空气浑浊，将会导致我们在隧道施工当中不得不进行长时间的通风，从而浪费大量的电力能源，使工程施工成本进一步加大。尤其在当今全国性电力普遍缺乏的情况下，电力供应紧张与工程施工之间的需求矛盾进一步加大，又制约了工程施工进度；同时由于隧道通风效果不够理想，造成工程施工的人员工作效率降低，机械设备的磨损加大，机械设备的利用率降低，进一步加大工程施工成本。
二、长大隧道施工通风技术要点
（一）工程概况
某工程隧道起全长 9271m，为单线铁路隧道。隧址处属低山河谷地貌，地形起伏较大，沟谷深切，相对高差约 500m，地势呈北高南低，进、出口处自然坡度较陡。隧道共分为进口、1# 斜井、2# 斜井、出口四个工区，各承担 2270 米、2768 米、1773 米、2460 米，其中进口及出口均为独头掘进。1# 斜井及 2# 斜井由斜井进入正洞后，分两个掌子面掘进，1# 斜井井身长 606.4 米，最大坡度为 13.5%；2#斜井长 510.65 米，最大坡度为 22%。 2
（二）通风方式的选择
1、一般通风方式
（1）排风式（或称吸出式）通风
该方式是将吸风口置于工作面附近，通过风机将废尘废气等有害物质吸出并排到洞外，而洞外新鲜空气则顺坑道进入洞内。这种方式的优点在于能及时排走污染物，不会污染已建洞身；缺点是必须经过较长时间工作面才能得到较多的新鲜空气，作业人员不能及早进入工作面，从而影响到下一工作循环的快速展开。
（2）送风式（或称压入式）通风
该种方式是将风机置于有新鲜空气的地方（一般离开洞口一定距离），通过管道直接将新鲜空气压送到工作面附近，从而将污染物排出洞外。此方式的优点是工作面能在较短的时间内得到足够的新鲜空气，有利于下一工作循环的尽早展开，从而提高工作效率，得到较高的经济效益。其缺点是：污染物从全洞断面排出，对已完洞身将造成污染，并对后续的其他作业如锚杆打设、喷浆、防水层的施作、二次混凝土衬砌等有很大的影响。
（3）送排混合通风方式
送排风方式兼有以上两种方式的优点，即有一路为压入式通风，主要作用是送入新鲜空气；另一路为排风方式，主要作用是吸出污染物，从而达到快速降尘的目的。它的缺点是必须在洞内同时铺设两路风管，在洞内狭小的空间内将会干扰施工运输、混凝土衬砌等其他作业的开展；同时，风管管路的续接、维护工作量大大增加。因此，一般只在隧道很长、对通风要求高以及希望加快施工进度等情况下才考虑使用。
2、本工程的通风方式
隧道采用无轨运输，人工钻爆法开挖，由于钻眼、炸药爆破、装碴、喷射混凝土、内燃机械和运输汽车的排气、开挖时地层中放出有害气体，使洞内空气中氧气含量大大减少，且混杂各种有害气体与粉尘，造成洞内空气污浊，施工通风难度大。考虑这些因素，该隧道进口、出口采用独头通风，施工通风采用先进的 SDF(C)12.5 型大功率轴流风机（高效风量 2912m3/min，全压为 5355Pa，电机功率 110×2Kw），由洞口压入通风，一台风机一路通风至掌子面，通风管使用 Φ1500 高强度拉链式软风管。
隧道1# 斜井、2 斜井在进入正洞施工后，各有两个工作面，通风设备配置与进口、出口相同，但需各自在正洞与斜井交汇处设置一座风门，三岔口洞顶设置一台送风局扇风机。
（三）风量计算
按洞内最多工作人数计算风量Q=4N=224m3/min，式中：N 为洞内同时工作最高人数。
按洞内允许最低风速计算 Q=VA=391.68m3/min，式中：V 为保证洞内稳定风流之最小风速，全断面开挖取 0.15m/s；A 为开挖最大断面积。
按排除炮烟计算：漏风系数 P=1/(1-l×p100/100)=1.56，式中：L 为隧道长度，P100为平均百米漏风率；临界长度 L临=12.5Gbk/Ap2=421.2m，式中：G 为次总装药量，b 为炸药爆炸时有害气体生成量，岩层中爆破取 b=40，k为紊流扩散系数，取 0.57；
需风量，
式中：φ 为淋水系数，沿干燥岩层掘进的巷道取0.5。按稀释内燃废气计算 Qm=Q0NTi=1061m3/min，式中：Q0为单位功率所需风量指标，采用3.0～4.0（m3/min·KW）；N 为各种内燃机设备的总功率；Ti为柴油机利用率系数，K=0.45。
综合上述计算情况，稀释内燃废气需风量最大，取其作为隧道需风量的标准，则要求通风机供风量为：Qx=PQ=1655.16m3/min。
（四）通风机选型
根据以上计算情况，通风机选用 SDF（C）-No12.5 型轴流风机（高效风量为 2912m3/min，全压为 5355Pa，电机功率为 110×2kw），采用一台风机一路通风管直通掌子面，以满足掌子面所需空气。Q 机供=2912＞1655m3/min，P 机供=5355＞1665.2Pa，通风机风量风压均能满足需要，合理可行。
但由于压入式通风向工作面压入新鲜空气时，工作面的污浊空气将流经整个隧道，对隧道后部造成污染，从而影响隧道后部工序的施工(仰拱、衬砌施工)，为解决该问题，在隧道顶部悬挂五台射流风机，利用隧道本身作为风道，加快隧道内污风的排烟速度，通风条件有了明显改善。
（五）保证施工通风质量的措施
1、保证通风方案的合理
隧道通风方案的关键在于通风系统的设计是否合理、风机与通风管的能力能否互相匹配。如果片面追求高效率、大风量的风机，而风管的直径小，阻风系数高，漏风严重，则不会取得好的通风效果；另一方面，若风管直径较大，而风机风量小，风压太低，也难以保证通风能取得良好效果。
2、对风管的要求
我们对风管的要求有：风阻系数低，漏风率低，合适的直径。通常风管可分为维尼龙胶布风管、镀锌薄钢板风管、玻璃钢风管等。由于玻璃钢风管、铝合金板风管造价昂贵，运输和存放困难，加工、接长不便等，因此较少采用，除在排风式（或吸出式）通风情况下必须采用刚性风管外，一般送风式（或压入式）通风全部采用维尼龙胶布风管，它具有运输存放容易和方便、接长简单（用拉链即可连接），其他施工作业时可方便地挪移等优点。
3、加强对风管的维护和修补
施工时对于轻微破损的管节，采用快干胶粘贴的方法修补，对于严重破损的
管节，及时更换。粘补风管时视破损情况确定，破损口小于 15cm 时，直接粘补；破损口大于 15cm 时，先将破口缝合后再行粘补，粘补面积应大于破损面积 30～40%；粘补后 10min 内不得送风；因洞内渗水和温度变化的影响，风管会有积水，应每月排水一次，以减少风管承重和阻力；为克服长期使用后因风管疲劳造成的长度延伸、挠度增大，每月进行一次系统检查，每 200m 为一个检查调整段，风管拉紧后去除多余部分增设钢筋接头，绑捆牢固。
4、划分合理的施工区域
施工区域划分要合理，根据辅助通风坑道的位置，合理划分隧道施工区域，对每个施工区域采用与其相适应的、有效合理的通风方案，改善施工环境。目前隧道施工有害气体的排放主要是施工机械产生的，内燃机械作业排除的废气量是决定隧道通风方案的关键因素，因此，在平时的日常施工中，需加强机械维护，采用有效的尾气净化技术，减少污染源至关重要。
5、采用洒水降尘的方法综合防尘
隧道全面采用湿式打钻，喷射混凝土采用湿喷技术，以减少回弹率，降低粉尘含量。选用低污染柴油机驱动设备加强机械管理，降低柴油废气排放量，减少空气污染。洞内定时洒水养护，减少和降低车辆在运输过程中产生的粉尘。
参考文献
[1]王树军.长大隧道施工通风降尘技术的探讨[J]. 科技创新导报. 2010(20)
[2]李志远,王宇铮,蒋勇军. 官田特长公路隧道通风方案比选[J]. 城市建筑. 2014(04)