導航：安全管理網(wǎng)>> 安全論文>> 建筑安全論文>>正文

長距離隧道施工通風問題研究

文檔作者：岳磊文檔來源：中鐵二十局集團第六工程有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年03月23日
下載地址：點擊這里	文件大?。?219.24 KB 共2頁	文檔格式： PDF	下載點數(shù)： 1 點（VIP免費）

全屏查看

內(nèi)容預覽 [文件共2頁]

本文件共2頁，如需編輯使用，請下載。

注：預覽效果可能會出現(xiàn)部分文字亂碼（如口口口）、內(nèi)容顯示不全等問題，下載是正常的。

	文件大小：219.24 KB 共2頁文件格式：PDF 下載點數(shù)：1 點（VIP會員免費）

下一篇：建筑工程中的采暖通風技術(shù)分析

上一篇：雙層幕墻通風設(shè)計的探討

文本預覽

僅提取頁面文字內(nèi)容，供快速閱讀使用。

長距離隧道施工通風問題研究
岳磊
(中鐵二十局集團第六工程有限公司， 陜西咸陽712000)
中圖分類號：G322 文獻標識碼：B 文章編號1007-6344(2018)02—0362—02
摘要：近幾年，我國以地鐵為主城市地下交通、以及鐵路網(wǎng)的優(yōu)化發(fā)展迅速，長距離隧道施工通風技術(shù)作為隧道施工的重要環(huán)
節(jié)，日益引起了國內(nèi)專家學者的重視。本文以新沙壩隧道為背景并結(jié)合其具體設(shè)計施工情況，首先論述長距離隧道施工通風的重要
性，然后分析長距離隧道施工通風設(shè)計、施工技術(shù)等關(guān)鍵問題，為設(shè)計、施工單位決策提供參考。
關(guān)鍵詞： 長距離隧道；通風
0前言
近年來，隨著我國經(jīng)濟的迅速發(fā)展，城鎮(zhèn)化進程的加快，我國加速了以地鐵
為主要代表的城市地下交通發(fā)展速度，同時加快了原有鐵路交通網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化的步
伐。在交通網(wǎng)絡(luò)的建設(shè)過程中，碰到復雜的山體、丘陵地形，為縮短里程距離、
減少地形和高程阻礙，多數(shù)采用挖掘隧道的方式。與此同時，我國交通網(wǎng)絡(luò)的高
速發(fā)展，留給現(xiàn)有地鐵、鐵路發(fā)展空間越來越狹小，提出的設(shè)計、施工要求也越
來越高，作為其中長距離隧道施工中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，通風問題的研究也成為了當下
研究熱點。
新沙壩隧道位于重慶市黔江區(qū)黔江鎮(zhèn)內(nèi)，中心里程ZDK283+779，全長8638m，
最大埋深約534m，隧道進口ZDK279+456．64～ZDK279+909．14、出口
ZDK287+597．14一ZDK288+107．54段均為半徑1200m的左偏曲線，其余段位于直線
上，設(shè)計縱坡為lo％。、3‰ 、一4％。的人字形坡。本文以新沙壩隧道為背景論述長距
離隧道的通風問題。
1長距離隧道施工通風的重要性及影響因素分析
1．1長距離隧道施工通風的重要性
隧道通風技術(shù)是隧道施工過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，它是施工安全、運營安
全的重要保障。隧道內(nèi)有害物質(zhì)主要包括煙塵、有害氣體、粉塵三部分。煙塵主
要來自炮煙、柴油機排出的煤煙、電焊機煙霧；有害氣體主要來自炮煙、內(nèi)燃機
廢氣等；粉塵主要來自隧道鉆孔、爆破、裝碴、運輸作業(yè)過程中產(chǎn)生的細散顆粒。
有害物質(zhì)的出現(xiàn)，會危害坑洞內(nèi)施工人員的身體健康，嚴重的會危害施工人員的
生命安全。同時煙霧、粉塵會造成施工環(huán)境能見度的降低。隨著我國隧道施工機
械化程度越來越高的狀況下，長距離隧道通風施工不僅可以減少施工環(huán)境的污染，
也可以保障施工人員的健康。
長距離隧道施工通風對整個隧道項目工期起著絕對重要的作用。首先通風水
平的高低，是決定隧道掘進速度的關(guān)鍵技術(shù)之一，同時隧道掘進速度的快慢也是
影響工期的關(guān)鍵因素，我國現(xiàn)有的掘進技術(shù)大多為多頭掘進，多頭掘進的組織規(guī)
模取決于通風技術(shù)是夠為通風是夠為其提供工作環(huán)境，通風距離的有效延長，也
相應(yīng)延長了掘進的工作距離，對于加快施工進度、減少工作量有很大的促進作用。
其次通風方案的選擇也是施工組織設(shè)計、施工方案選擇的重要因素，好的通風技
術(shù)方案，對于施工機械的選擇、掘進速度控制的重要性不言而喻。
長距離隧道通風的運營費用在整個項目的施工及運營階段占比非常高，且基
本與隧道距離的長短成正比，前期運營維護費用可以占到整個隧道項目投資的
15％～25％，投產(chǎn)后的維護費用可以占到整段隧道管理費用的70％ 80％。運營期
間，良好的通風設(shè)施可以有效減少火災等重大災害的發(fā)生概率，從經(jīng)濟角度出發(fā)，
長距離隧道施工通風值得引起相關(guān)利益方的重視。
1．2長距離隧道施工通風影響因素分析
1．2．1輔助坑道的設(shè)置對通風的影響
為了加快隧道施工進度，實現(xiàn)多作業(yè)面施工，改善通風條件、施工排水、改
善不良地質(zhì)地段等，隧道施工時，新沙壩隧道采用“新建進口平導+新建出口斜井”
的輔助坑道通常需要設(shè)置輔助坑道來滿足這些需求。
“進口平導”可縮短獨頭送風距離，通風距離的縮短，通風能耗節(jié)約明顯，
經(jīng)濟效益可觀。新沙壩隧道設(shè)置平行導坑，可以增開開挖工作面，在超前正洞一
定距離后，以橫通道的方式拐人正洞開創(chuàng)新的工作面。新建進EI無軌單車道平導，
設(shè)于增建二線左側(cè)30m處，全長1456m，平導主要采用噴錨襯砌，v級圍巖段及
交叉口位置采用復合襯砌，平導與正洞之間設(shè)置4個橫通道，均采用無軌單車道斷
面，各通道與平導均以45。相交。隧道竣工后，平導用作隧道防災救援的緊急出
15。設(shè)置平導可以使正洞與平導之間形成一進一出的單向行車，加快了行車速度，
提高運輸能力，縮短了施工時間，加快了施工進度。
“出口斜井”靈活多變，能有效地保證施工進度。新建出口無軌單車道斜井
設(shè)于增建二線ZDK286+150處右側(cè)，斜井按45。向線路右前方引出，并沿新舊隧
道之間約240m后，再斜向上跨既有隧道，而后下坡于既有線右側(cè)約270m處出洞。
最大縱坡11．71％o，平長704m，坑底高程較對應(yīng)正洞內(nèi)軌頂面低0．6m。斜井主要
采用噴錨襯砌，v級圍巖段及交叉口位置采用復合襯砌。
1．2．2通風方式因素
我國長距離隧道施工通風方式主要有以下幾種，壓人式通風，巷道式通風和
風室接力通風方式通風。為解決施工工期、出碴、通風問題，并滿足防災救援需
要，新沙壩隧道采用“新建進口平導+新建出口斜井的輔助坑道，也就是巷道式通
風方式，它可以提供更長距離的通風，其主要特點是，隨著挖掘的深入，阻力不
斷增大，需要不斷向前推動風機和通風管道，同時增加風機的數(shù)量。
巷道式通風主要應(yīng)用于具有輔助通道或者雙線隧道的情況，其工作原理是利
用輔道或雙線隧道形成排風回路，確保隧道中的有毒氣體可以正常排出，新鮮空
氣正常進入，相對于壓人式通風，它對通風網(wǎng)絡(luò)的要求更高，它的優(yōu)點是通風時
間短，可減少一次性通風距離，可有效減少施工成本。
2長距離隧道施工通風的關(guān)鍵問題分析
2．1設(shè)計問題
長距離隧道一般地質(zhì)和水文條件比較復雜，施工難度大，技術(shù)標準高，因此
設(shè)計難度和標準相應(yīng)提高，在設(shè)計過程中，需要考慮斷層、爆破對工程的重大影
響，通風方案的選擇對于工程投資、防火、工程工期有重大影響。
新沙壩隧道首先要加強前期地質(zhì)勘查工作，地質(zhì)勘探是設(shè)計的基礎(chǔ)，面對地
質(zhì)條件復雜的工程，設(shè)計部門和決策部門都嚴格按照規(guī)范要求進行審核。
新沙壩隧道基本正交進洞、正交出洞。隧道進15地形正交，縱坡陡峻且存在
危巖落石，設(shè)置雙耳墻式明洞門及14m長特殊明洞襯砌，洞門結(jié)構(gòu)按國防要求采
取設(shè)防措施，為保證施工及既有隧道結(jié)構(gòu)安全，于ZDK279+473處線路右側(cè)加設(shè)
預加固樁。出口地形正交且臨近橋臺，設(shè)置端墻式洞門。本隧III級圍巖級別7135m、
Ⅳ級圍巖級別270m、V級圍巖級別286m，全隧均采用臺階法開挖、復合式曲墻
襯砌結(jié)構(gòu)。
其次，新沙壩隧道通風設(shè)計考慮以下幾種因素，一是自然風對長隧道通風的
影響，它是由隧道內(nèi)外的溫差導致，在規(guī)范中要求，將自然風作為阻力考慮。其
計算公式如下：
APm=l+∈e+ rLDr p 2 v 2n
式中：△Pm— — 自然風阻力fN，m21．
u n一自然風作用引起的洞內(nèi)風速(m／烏)，可取2～ 3 nl／s；
∈e一隧道人口損失系數(shù)； 廣__隧道壁面摩阻損失系數(shù)
P— — 空氣密度(kg／m3)；Dr～ 隧道斷面當量直徑(瑚)
二是隧道需風量的計算，新沙壩隧道斷面較小，洞內(nèi)車輛通行、臺車行走、
管線鋪設(shè)、通風排煙等交叉干擾較大。該隧道獨頭掘進長度大，隧道進口工區(qū)(含
平導)承擔3935m，斜井往進口方向掘進1868m，出口工區(qū)獨頭掘進2835m，長
距離施工通風是本隧道的難點。新沙壩隧道施工通風需風量的計算按照作業(yè)人員
呼吸需風量、爆破排煙需風量、允許最低風速計算風量、稀釋和排出內(nèi)燃機廢氣
計算供風量，有瓦斯涌出時還要按瓦斯涌出量計算風量，取各計算需風量最大值
為實際需風量。此外新沙壩隧道通風設(shè)計考慮通了風系統(tǒng)和通風設(shè)備的選擇。計
算公式如下。
(1)按隧道內(nèi)同時作業(yè)的最多人數(shù)計算：
Q rI kmq (1)
式巾： 為風鬟備用系數(shù)，常取1 l～1 2：m為隧道
內(nèi)同時作業(yè)的最多人數(shù)： 為澗內(nèi)每人每分鐘需甍
新鮮空氣爨，通常按3 nl ／ 訓 算
(2)按嗣時爆破的最多炸藥量計罐，采l{j管道
涵風方式中的壓入式：
Q蛇 ~ Gi(．4Lo)- (2)
式中 為通風時問(min)： 為? 次爆破時的炸藥
餐(kg)： 為掘進隧道開挖的斷阿積(m )：L。為炮
煙拋擲長度(m)
(下轉(zhuǎn)第349頁)
： 2 -z-、j~
式中 和a2分別表示混凝土類型的影響系數(shù)和橫向鋼筋影響系數(shù)，建議
取1．0； 和 均為回歸系數(shù)；／-6 ／-t2分別表示破壞類型系數(shù)，發(fā)生延性
破壞時，“ = =1． 0；發(fā)生脆性破壞時，／6=1．6， 2=1．2；fu
2009年同濟大學的薛偉辰等人。共做21個推出實驗，研究了PBL連接件上開
孔面積和孔內(nèi)貫通鋼筋對抗剪的影響，實驗發(fā)現(xiàn)開孔PBL連接件開孔的直徑增大
其承載力增大，混凝土強度等級提高其承載力也會提高，而連接件上貫通鋼筋的
直徑的變化，對其承載力影響較小。根據(jù)試驗結(jié)果提出連接件承載力計算式：
= 2．936zc(d 一 ) +o．289 ‘10)
一t
式中 為單孔極限承載力； 為鋼筋的抗拉強度設(shè)計值； 是混凝土
的軸心抗拉強度設(shè)計值。
2010年揚州大學許燕等人。通過四組每組三個試件做推出實驗，分析研究不
開孔但不貫穿鋼筋的連接件，并通過有限元軟件ANSYS分析對比，根據(jù)分析結(jié)果
提出其承載力計算公式：
=
[0．6763A+154．373×10。]
式中 等 4 2o0㈣’60< 開
L鋼板厚度； 為
構(gòu)件系數(shù)，一般取1．0。
2010年華中科技大學黃翔、李力等人。根據(jù)實際工程中某大跨徑斜拉橋重點
研究分析連接件上開孔面積大小和連接件上貫通鋼筋等因素的影響，并提出承載
力計算式：
= 1．5(d 一 ) +1．52 ， (12)
式中 為貫通鋼筋的抗拉強度。
2015年本人通過5組共15個FRP-混凝土組合結(jié)構(gòu)試件的推出試驗，通過分
析T形不開孔試件、矩形開孔試件、T形開孔試件、T形貫穿8根鋼筋試件、T形
貫穿4根鋼筋試件的破壞形態(tài)和破壞過程，首次提出GFRP-混凝土組合結(jié)構(gòu)的連
接件抗剪承載力計算公式：
(1)無貫穿鋼筋： = ，z l (13)
1= 2Acfc (14)
Research研究探討349_
式中： ai——孔洞截面系數(shù)
，
圓 L建議取1．66； OZ2——連接件截面形
式系數(shù)，矩形連接件建議取1．o，當為T形連接件建議取取1．1～1．5； ——單
個孔洞面積；fc ——混凝土立方體抗壓強度；n——孔洞數(shù)目； 1——
單 L抗剪承載力。
(2)有貫穿鋼筋： =
式中： Z"s——GFRP開孔板剪切強度； t——連接件的厚度；
3結(jié)語
本人主要對國內(nèi)外專家學者通過試驗數(shù)據(jù)推導的計算式進行對比分析，發(fā)現(xiàn)
對剪力鍵抗剪承載力的影響主要從開孔形狀、開孔數(shù)量、混凝土類型、連接件強
度、貫穿鋼筋等影響因素去分析研究，這些公式還需要大量的試驗數(shù)據(jù)和有限元
模擬數(shù)據(jù)驗證分析，此外國內(nèi)外對FRP連接件的研究不多，多數(shù)是研究鋼一混凝土
連接件，新的FRP一混凝土組合結(jié)構(gòu)有更好力學性能和耐久性是值得研究的方向。
參考文獻
[1】葉列平，馮鵬．FRP 在工程結(jié)構(gòu)中的應(yīng)用與發(fā)展lJ】．土木工程學
報．2006．39(3)：24—36．
[2]Leonhardt E F，Andrae W,rAndrae H P,et a1．Neues vorteilhaftes verbundmittel fur
t[J]．Beton and
Stahlbetonban．1987．82(12)：325—331．
[3]Eurocade 4，Design of Composite Steel and Concrete
Structures[S]．BSI，London，1994．
[4]Oguejiofor E C，Hosain M C．Numerical analysis of push-out specimens with
perfobond rib connecto rs[J]．Computer&amp;amp;Structures，1996，62(4)：6l7—624
【5]Hosaka．T．study Oil shear strength and design method of perfobond strip[J1．J 0f
Structural Eng，JSCE，2002，48A：1265—1272
[6]宗周紅，車惠民．剪力連接件靜裁和疲勞試驗研究[J]．福州大學學報：自然科學
版．1999．27(6)：61—66．
[7 建華，侯文崎，葉梅新．PBL剪力鍵承栽力影響因素和計算公式研究[J】．鐵道
科學與工程學報，2007，4f61：12—18．
[8】張清華，李喬，唐亮．橋塔鋼一混凝土結(jié)合段剪力鍵破壞機理及極限承載力fJ】．
中國公路學報，2007，20(1)：85—90．
【9】薛偉辰，代燕，周良等．開孔板連接件受剪性能試驗研究[J]．建筑結(jié)構(gòu)學
報,2009．30(5)：103—111．
[10】許燕，曹大富等．開孔鋼板連接件承載力試驗研究『J1．特種結(jié)
構(gòu)，2010，27(5)：46—49．
[11]黃翔，李力，岳磊．某大跨徑斜拉橋鋼一混結(jié)合段PBL剪力鍵程自立研究『J]．
橋梁建設(shè)，2010(3)：19—23．
(上接第362頁)
(3)按內(nèi)燃機作業(yè)廢氣稀釋的需風量汁簿：
Qd 女ΣP (3)
式中，Σ P為闊時在洞內(nèi)作業(yè)的籜種內(nèi)燃機的功
率總和(kW)； 為內(nèi)燃機摯位功率所需風薰指標，
墩j} 4．0 ln hnin·kW。
(4)按洞內(nèi)允許最小風速計算：
( =I，·A (4)
式巾： 為隧道內(nèi)允許最低風速(瑚 )，全斷面殲
挖時為0，15 m／s，其他開挖方式為0．25 mIs： 為
隧道截晡面積(m )。
3．2施工問題
對于新沙壩隧道施工問題，主要集中在通風方案的選擇，通風方案的選擇，
其主要包括風量的計算和通風設(shè)備的選擇，通風設(shè)備的配置。在方案的選擇中。要
做到兼顧質(zhì)量、進度、成本、環(huán)保的要求，同時積極探索“長隧短打” 的施工方
案。
新沙壩隧道距既有渝懷鐵路距離較近，ZDK279+467 ZDK279+512段與營業(yè)
線距離僅有20．5—25m。況且既有隧道現(xiàn)有病害嚴重，為了營業(yè)線運營及新建隧道
施工安全，擬對既有沙壩隧道K279+473．28一K279+607．28段裂縫集中處設(shè)置lm／
榀剛拱架進行臨時加固。由于營業(yè)線天窗時間短，既有隧道洞內(nèi)設(shè)備及既有隧道
加固施工工藝復雜，既有線隧道加固也是本段施工的難點，將通過與設(shè)計單位的
溝通，結(jié)合原有隧道的施工圖紙，編制專項施工方案。
在施工組織方面，新沙壩隧道項目部建立了合理的組織結(jié)構(gòu)，量化了目標考
核機制，提高了管理水平，加強對施工單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位的技術(shù)水平和
管理水平的審查。加強合同的履約水平，通過合同保障相關(guān)利益主體的利益。同
時，組建了自有的專家?guī)?，借助外力提高項目的管理水平和技術(shù)水平。
在施工進度方面，新沙壩隧道項目部嚴格執(zhí)行規(guī)范，加強對網(wǎng)絡(luò)計劃的控制
和優(yōu)化，加強過程控制，積極落實精密化施工。在保障質(zhì)量的前提下，加快施工
進度，縮短施工工期。同時，管理人員加強了對風機設(shè)備的日常維修和管理，對
通風效果定期測定，根據(jù)檢測結(jié)果及時進行階段調(diào)整。
4結(jié)語
本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以新沙壩隧道為背景，論述了長距離隧道施工通
風問題，作為長距離隧道施工的關(guān)鍵因素，通風問題值得相關(guān)責任主體進行研究
和分析，尤其在設(shè)計及施工方面進行探索。希望本文所述，能為相關(guān)單位提供參
考和借鑒。
參考文獻
[1】趙希望．長距離隧道施工通風影響因素的分析研究『Jl建筑機械化，2012(增
刊2)：227—232．
【2】王夢恕，譚忠盛．中國隧道及地下工程修建技術(shù)fJ]．中國工程科學，2010(12)：
4-9

網(wǎng)友評論 more

建筑安全論文最新內(nèi)容

03-05