中铁十七局集团第五工程有限公司山西太原030000
摘要：在隧道施工中，由于钻眼，炸药爆破，装渣，喷射混泥土，内燃机和运输车辆的排气，洞内氧气太少，开挖时地层中放出混杂各种有害气体与岩尘，使洞内狭窄空间的空气非常混浊污浊，大大的对人体健康威胁影响严重。因此就必须要做好通风工作，文章就结合具体案例分析斜井工区施工通风方案，希望可以确保斜井工区施工通风工作的有效完成。
关键词：隧道施工；斜井工区；施工通风；通风方案
引言
隧道工程在施工的过程中，由于施工环境的限制，内部的很多气体无法正常排出，其中存在各种各样的有害气体，甚至还存在具有爆炸性能的瓦斯，给工程正常施工极大的安全性威胁，因此提高铁路隧道工程施工的通风水平就具有非常重要的意义。
1工程简介
1.1工程概况
由中铁十七局集团敦格项目经理部当金山隧道2#斜井工区负责2#斜井、2#通风竖井、平导5KM及正洞6.675KM的施工。其中2#双车道斜井长度2624米，双车道净空尺寸7.5m*6.2m(宽*高)。全标段以Ⅲ、Ⅳ级围岩为主。2#斜井与平导相交，交点里程PDK207+500，斜井底高程=内轨顶面高程-0.65m。2#通风竖井位于DK206+490左侧20m处，7号横通道内深度442米。
1.2施工任务
二号斜井工区承担的主要工程内容包括2#斜井2624米，正洞DK202+618～DK209+293段，平导PDK202+188～PDK207+500段及2#竖井工程量。
1.3总体施工方案
当金山隧道二号斜井工区分五个工作面施工。第一工作面负责2号斜井工区平导的施工。第二工作面负责正洞(DK207+500→DK209+000)段施工，第三工作面负责正洞正洞(DK207+500→DK204+933)段施工，第四工作面等第二工作面贯通后负责正洞(DK204+933→DK203+400)段施工，第五工作面等第三工作面贯通后负责正洞(DK203+400→DK202+618)段施工。
当金山隧道二号斜井工区隧道作业三队作业面划分及施工顺序见下表。
表1隧道作业三队作业面划分及施工顺序安排
2施工通风方案
根据2号斜井平导工区的施工任务，施工通风分五个阶段。
第一阶段：2号斜井平导工区施工至2号竖井完成前，在洞口分设二台电动机功率2×132kw的风机，其中一台负责隧道平导施工、另一台负责正洞大里程方向，当独头通风超过3500米时，在斜井底部各增加一台2×75kw的风机作为接力风机；详见2号斜井平导工区施工第一阶段通风示意图。
图1
第二阶段：2#斜井正洞大里程与三分部贯通后，洞口2台电动机功率2×132kw的风机全部移入正洞，一台供应平道掌子面通风，一台供应正洞小里程通风。
图2
第三阶段：2号竖井完成后，1台电动机功率2×132kw的风机移竖井底部，供平导的工作面供风，另一台2×132kw负责正洞小里程方向通风。详见2号斜井平导工区施工第三阶段通风示意图。
图3
第四阶段：2号斜井工区正洞小里程施工至第7号横通道后，将两台2×132kw通风机移至竖井底部分别负责正洞小里程、平导工作面的施工。同时配备4-6台30KW的射流风机排除废风。详见2号斜井平导工区施工第四阶段通风示意图。
图4
第五阶段：2号斜井工区平导掌子面施工至6#施工横通道时，在竖井底部增加一台电动机功率2×132kw的风机，为通过6#施工横通道新增的正洞作业面供风，平导风机按照第四阶段继续为平导供风、正洞掌子面通风机随撑子面的前进而跟进。
图5
3通风计算
3.1工作面风量
1)按洞内同一时间内工作最多人数计算:
Q=q×k×m(m3/min)
式中q——每人每分钟供应的新鲜空气标准（3m3/min）；
k——风量备用系数，取1.2；
m——同一时间内洞内工作最多人数,取60人。
Q=3×1.2×60=216m3/min
3.2按排除炮烟计算
设正洞开挖断面积50m2,循环进尺3.5m，单位炸药用量1.2kg/m3，一次爆破炸药用量G=50×3.5×1.2=210kg，临界长度L0=G/5+15=57，爆破后通风时间t=20min，则排除炮烟所需工作面风量
Q正=7.8/t（G（AL0）2）1/3
=7.8/20（210×（50×57）2）1/3=656m3/min
设平导开挖断面积35m2,循环进尺3.0m，单位炸药用量1.2kg/m3，一次爆破炸药用量G=35×3.0×1.2=126kg，临界长度L0=G/5+15=41，爆破后通风时间t=20min，则排除炮烟所需工作面风量
Q导=7.8/t（G（AL0）2）1/3
=7.8/20（126×（35×41）2）1/3=299m3/min
3）按允许最低风速计算
QV正=0.15×50×60=450m3/min
QV导=0.25×35×60=525m3/min
QV斜=0.25×55×60=825m3/min
4）考虑高原修正系数(海拔3107m)
KV=（1-Z/44300）4.256=（1-3107/44300）4.256=0.734
工作面所需风量应增加（KV）-1/2倍
Q正=656×0.734-1/2=1001m3/min
小结：考虑到高原影响，无论正洞和斜井都以工作面所需风量1000m3/min，平导工作面所需风量650m3/min为设计依据。
3.3稀释内燃废气所需风量
2#斜井最大通风长度是在施工初期，即斜井施工至平导与竖井贯通之前，最大通风长度约4000米。
设装碴过程中工作量有装碴机一台150kw，装碴循环时间为6分钟/车，重车在洞中平均速12KM/h，则车间距1200m，段内有重车6辆，设备负荷率0.85，利用率0.9，空车负荷率0.5，则实际运行的内燃设备总工率
∑P=0.85×0.9×（150+6×230）+0.5×0.9×3×230
=1481KW
稀释内燃设备废气的所需风量
Q=3×∑P=1481×3=4442m3/min
3.4通风机风量
斜井施工中通风机风量取3000m3/min
中后期工作面压入式风机设计风量取2400m3/min
3.5通风管直径选择
正洞大里程作业面，取通风软管直径1.8m，4000m管道的风阻系数
Rf=（6.5αL）/D5=（6.5×0.0019×4000）/18.9
=2.61NS2/m8
管道通风压入损失漏风50%
Hf=RfQ2=2.61×50×25=3267Pa
通风机全压Ht=1.05×3267=3430Pa
平导小里程作业面，取斜井2638米通风软管直径1.8m，平导1500米通风软管直径1.5m，4100m管道的风阻系数
Rf=（6.5αL）/D5+（6.5αL）/D5=（6.5×0.0019×2638）/18.9+（6.5×0.0019×1500）/10.6
=3.46NS2/m8
管道通风压入损失漏风50%
Hf=RfQ2=3.46×50×15=2595Pa
通风机全压Ht=1.05×3712=2724Pa
3.6通风设备选择
斜井施工前期选择通风机设计风量3000m3/min，设计全压4100Pa，电动机功率2×132kw，双级调速，配用风管直径1.8m。本施工阶段配备两台2×132kw分别负责斜井完成后的正洞及平导施工，直至竖井完成具备通风条件。
中后期增加一台设计风量2400m3/min，设计全压2000Pa，电动机功率110kw通风机，双级调速，配用风管直径1.5m。原配备2台电动机功率2×132kw通风机，配用风管直径1.8m，分别用于平导工作面及超前的正洞工作面。同时配备4～6台30KW射流风机用于排除废风。
结语
通过上文的研究，我们不难看出隧道施工斜井通风施工的难度，为了提高隧道施工通风的能力水平，我们需要对铁路隧道工程的瓦斯情况和通风状态进行综合性评估，并根据工程的具体情况设置通风方案，确保工程顺利开展。
参考文献
[1]通风工程:TJ304-1974[S].1974.
[2]孙进玲.隧道通风斜井与主洞交叉口施工方法探讨[J].公路交通科技(应用技术版),2015(03):235-236.