隧道施工工程机械有害气体排放特性及防护措施

隧道施工工程机械有害气体排放特性及防护措施

李朝松

云南交投集团公路建设第三工程有限公司云南普洱665000

摘要：为了使隧道施工空气质量符合隧道施工技术要求，应重视隧道施工机械对空气质量的影响。

关键词：隧道；施工机械；有害气体；防护措施

前言

云南思澜高速公路1合同段，由云南交投集团公路建设有限公司负责承建。澜沧江特长隧道，是该合同段控制性工程之一。隧道施工，是在缺氧的环境中进行的，缺氧会导致施工机械燃油燃烧不充分，从而产生有害气体。为确保施工人员的安全，应重视隧道施工机械对空气质量的影响和通风措施。

一、澜沧江特长隧道工程简介

澜沧江特长隧道进口位于S309省道K77+100右侧150米处，进洞段地表覆盖层较薄，埋深较浅。出口段位于糯扎渡进场道路右侧，地势陡峭。隧道为左、右线，分别于公路测设里程ZK52+646～ZK56+498、K52+641～K56+535，为曲线型长隧道、半径R=1100，纵坡为-1.35%；左幅进口高程为714.722，出口高程为663.107,；右幅进口高程为715.049，出口高程为663.152；隧道洞身左线长3852米，右线长3894米；该隧道最大埋深约568米，工程地质主要以流纹岩、英安岩、硅质岩为主。

二、施工进度计划本工程计划2016年10月开工，2019年12月完工，总工期39个月。

三、通风计算

钻爆法施工正洞所需风量应按洞内作业人员所需风量、一次爆破后40min内排除掌子面炮烟所需的风量、洞内要求最小风速、稀释和排除内燃机废气所需风量4种情况进行计算，取其中的最大值设计风量。通风风量按照独头通风2000m的风量计算：

4按照稀释和排除内燃机废气所需风量计算应用公式：式中：ni—洞内同时使用内燃机作业的总kW数；A—洞内同时使用内燃机每kw所需的风量，一般用4.5／min；Ti—柴油机利用率系数，取挖掘机0.6、装载机0.5、自卸汽车0.45,、砼罐车0.5；取以上四种计算得到的最大通风量作为设计通风量,Q=Max(Q1,Q2,Q3,Q4)；Ni-假设洞内有装载机1台，功率为145kW，挖掘机1台，功率为110kW，自卸汽车3台，功率为3×75kW，砼罐车2台，单机85KW；Q4=4.5×（0.5×145+0.6×110+0.45×3×75+0.5×2×85）=1461m3/min。

5取最大风量1461m3／min为设计风量，按漏风量计算隧道供风量：Q隧=P.Q=1.18×1461=1724m3/min＜Q风机（2667m3/min），选择通风机械型号为SDDY-ⅢN012.5（110KW）6台，2台作为备用。

四、通风方案

（一）通风方式的选择

隧道围岩等级为Sf3a时主要采用全断面开挖，循环进尺3.5m左右，开挖断面面积为82.38㎡，炸药单位耗按1.0kg/m3左右，每循环炸药用量为288kg。采用无轨运输，采用压入式的通风方式。

（1）进口端通风布置：隧道正洞大小里程方向大于150m时，左、右洞均采用1台通风机压入式通风。当风筒压入通风超过1500m时，为确保压入风流速，采取风筒接轴流风机串联通风，隧道间隔1000m安装1台射流风机辅助通风。

（2）出口端通风布置：

①第一阶段：出口端地势陡峭不利于设备进场，设置施工辅助通道与右幅右侧K56+157.361处与主洞交叉，施工辅助通道全长234.17m，采用1台通风机压入式通风。

②第二阶段：辅助通道施工至隧道右幅主洞后向两头掘进，在辅助通道外5m配置2台通风机，均采用压入式通风，风带设至主洞向两头分叉布置，并在辅助通道与主洞交叉处安装1台射流风机辅助通风。

③第三阶段：隧道右幅主洞向出口端掘进20m后，停止向进口端掘进，在出口端20m处设置施工辅助通道向左幅主洞掘进，然后再同时向出口端掘进，在辅助通道外5m配置2台通风机，均采用压入式通风，风带设至主洞向左、右洞分叉布置，并在左、右洞间辅助通道安装1台射流风机，在右洞与施工辅助通道交叉处安装1台射流风机辅助通风。

④第四阶段：施工辅助通道至隧道出口段隧道贯通后将辅助通道安装的两台风机移至隧道出口，隧道左、右幅洞外5m各设置一台，当风筒压入通风超过1500m时，为确保压入风流速，采取风筒接轴流风机串联通风，隧道间隔1000m安装1台射流风机辅助通风。

（2）隧道进出口各配置一台除尘雾炮机，在爆破后或在出碴前和出碴过程中用除尘雾炮机对洞内粉尘进行高压喷射，喷射出的水雾与粉尘结合凝聚成团，在重力的作用下达到降尘的效果。

（二）通风机械型号的选择

五、隧道施工工程机械排放有害气体的防护措施

1、风机安装

①风机支架应稳固结实，避免运行中振动，风机出口处设置加强型柔性管与风管连接，风机与柔性管结合处应多道绑扎，减少漏风。

②通风机前后5m范围内不得堆放杂物，通风机进气口应设置铁箅，并应装有保险装置。

③当巷道内的风速小于通风要求最小风速时，可布设射流风机来卷吸升压，提高风速。

2、风管安装

①风管必须有出厂合格证，使用前进行外观检查，保证无损坏，粘接缝牢固平顺，接头完好严密。通风管应优先采用高强、抗静电、阻燃的软质风管。

②风管挂设应做到平、直，无扭曲和褶皱。在平行导坑作业时，先由测工在拱顶测出中线位置，然后用电钻打眼，安置膨胀螺栓；在正洞作业时，衬砌地段根据衬砌模板缝每5m标出螺栓位置，未衬砌地段，先由测量工在边墙上标出水平位置，然后用电钻打眼，安置膨胀螺栓。布8号镀锌铁丝，用紧线器张紧。风管吊挂在拉线下。为避免铁丝受冲击波振动、洞内潮湿空气腐蚀等原因造成断裂，每10m增设1个尼龙绳挂圈。

结束语

在隧道施工过程中，加强预报、检测和施工通风的前提下，区别不同地段的不同情况，采取适当的安全防范措施，确保施工安全。

参考文献：

［1］张玉伟.高海拔寒区隧道施工粉尘及有害气体监测与控制技术［J］.隧道建设，2014（8）：190-192.

［2］张玉伟，赵飞舟，李又云．高海拔寒区隧道施工粉尘及有害气体监测与控制技术［J］．隧道建设，2016，34.