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隧道通风设计与施工技术研究

作者

张飞飞

中铁上海工程局集团第七工程有限公司  陕西西安  710016

1 工程概况

衙岭隧道工程起点设在大白县桃川镇双岔子移明村北侧区域,线路走向基本为东西向,横跨秦岭主脊,最终抵达大白县北村沟。该隧道采用分离式曲线设计,具备双向四车道通行能力。左洞施工桩号范围从 ZK53+603 延伸至ZK62+580 ,总长度达到 8,977 米,属于特长隧道范畴。其起始点海拔高度为1,428.04 米,终点处海拔升至 1,606.00 米,隧道底板最大埋置深度为 430 米。右洞桩号区间为 YK53+587 至 YK62+555 ,全长8,968 米,同样被划分为特长隧道。右洞起始高程为1,427.65 米,终点高程1,605.91 米,底板最大埋深达439 米。左右两洞中心线之间的最大水平距离约为40 米。

2 分离巷道及风管联合式通风设计

隧道施工过程中,通风系统的构建需依据洞内所需风量进行动态规划。基于隧道断面及路径的演变特征,将整体通风设计划分为三个递进阶段,旨在实现成本优化。初始阶段聚焦于斜井施工,而通风系统的核心设计则集中在后续两个阶段。在斜井顶部安装隔离板,实现新鲜气流与污浊气流的分流处理。气流输送至风仓后,通过远端设置的轴流风机进行加压,进而向隧道进出口提供稳定气流。当第三阶段通风系统投入运行后,需在正洞与斜井交汇处设置风仓,并确保其具备良好的密封性能。

3 隧道通风施工技术

3.1 施工准备

针对隧道通风工程的基础状况,对其施工工艺展开深入探讨,具体分析如下:(1)强化前期技术交底环节。为确保通风施工工艺的恰当运用,在施工前必须进行充分的技术交底。开展技术交底前,需对设计图纸进行严格审查,并完成施工图纸的优化调整,从而增强技术交底的实际效果。在技术交底过程中,既要严格把控施工质量,也要积极采用创新技术和先进工艺,以此推动施工水平的整体提升。(2)在施工过程中,要重点做好预留预埋环节,确保该工序的顺利实施,从而有效提升隧道通风施工的整体质量。(3)在通风施工前,需对设备运行状态进行全面检查,并评估设备是否存在故障隐患,确保通风设备符合施工标准,进而提高通风设计的施工质量。

3.2 风管制作预制

(1)在通风工程实施过程中,风管的预先制作是确保施工质量的关键环节。制作前需对材料特性进行详细评估,优先选用符合工程标准的预制构件,同时加强对柔性风管的管控,确保各部件均达到规范要求。(2)风管预制工作应严格遵循行业技术规范,通过标准化操作提升制作质量。(3)在风管预制过程中,不仅要依据系统设计图和大样图进行技术分析,还需对施工人员进行全面的质量管理和工艺培训,确保风管制作符合实际工程需求。(4)掌握柔性风管的技术特性是预制工作的基础。(5)风管咬合部位应确保严密性,咬口宽度需均匀一致。在施工过程中,直管段的纵向咬合缝应进行错位处理。通过以上措施,可有效提升风管预制质量,确保其满足隧道通风施工的技术要求。

3.3 风管支撑系统

在实施施工技术过程中,风管支撑结构的合理布置至关重要,具体操作流程如下:(1) 支撑结构的设置是确保风管系统稳定运行的核心要素,其类型选择需依据风管截面尺寸进行优化,同时严格参照工程图纸进行施工,以达到提升工程质量的目的。(2) 风管的固定方式可采用横向或纵向布置,这种多样化选择有助于提高安装精度。同时,需对各类支撑构件的规格进行严格把控,确保其符合工程要求,从而提升支撑系统的整体性能。此外,还需深入研究风管及其配套部件的安装工艺,重点关注气流调节装置、排气设备的安装质量,以及通风系统的性能优化,以此实现隧道通风工程的技术要求,确保通风效果达到预期标准。

3.4 斜井供风巷道的密封

为确保斜井供风巷道的密闭性,必须配置适当的分隔装置,这些装置主要固定在横梁部位,以实现与巷道壁之间的无缝隙结合。

首要步骤是借助斜井顶部的拱形区域构建供风通道,该通道的横截面积需超过最大通风需求。采用压入式通风系统时,其通风管道面积同样需要满足最大风量要求,且所有独立压入式通风管道的总截面积必须确保能够满足隧道内

车辆通行的需要。

在供风巷道的隔离处理中,彩钢板是常用的分隔材料。由于彩钢板的宽度需根据斜井的隔离断面来定制,因此板材间的重叠部分应保持 15 厘米的宽度。彩钢板通过横梁进行固定,其两侧在与墙壁接触后需向下弯曲约 10 厘米,并采用膨胀螺栓进行锚固,螺栓之间的间隔应保持在1 米左右。

4 隧道施工中通风管理措施

4.1 通风技术管理

在实施通风系统管控时,必须对相关操作人员进行系统化的入职培训,确保其具备该领域的专业素养。所有从业人员须通过严格考核,持证上岗是基本要求。建议对隧道施工中的通风管理人员和技术骨干开展不定期的安全技能培训,以提升其安全意识和通风管理能力。同时,需对通风设计方案进行全方位优化,确保隧道施工期间的通风效能。

4.2 通风管道与设备管理

在通风系统运行过程中,必须确保风道与风机之间的协同运作达到最佳状态,保持气流通道的完整性,防止空气泄漏现象的发生。一旦发现风道出现破损或漏气问题,应立即采取修复措施。此外,隧道内的风机设备需要建立完善的定期检查机制,确保其持续稳定运行。当风机出现运行故障时,需及时进行专业维护,恢复其正常功能。作为隧道通风系统的核心动力装置,风机的稳定运行直接关系到整个通风系统的效能,只有确保其持续正常工作,才能实现特长公路隧道的最佳通风效果。

4.3 通风状态监控

为确保隧道工程的安全运营,亟需构建一套完善的周期性监测机制,对隧道内部气流参数进行系统性采集与分析。该监测体系应当涵盖隧道全断面的空气动力学特征,通过多维度数据采集来精准把握通风系统的实际效能。在公路隧道施工阶段,通风监测的核心功能在于实时追踪气流分布状态,一旦发现通风效果偏离预期指标,需立即启动问题排查与整改程序。这种动态监控不仅能够优化隧道施工环境的安全系数,更能有效维护作业人员的职业健康。因此,实施科学、规范的通风监测方案,是保障隧道工程安全性的关键举措。

结论

对隧道通风的施工技术进行探讨,主要对施工准备、风管的加工预制、风管支吊架等内容进行分析,使施工技术发挥相应的作用,推动隧道通风水平的提升,满足施工对隧道通风的使用需求。本研究成果可为相关领域的学者和工程技术人员提供参考,以推动我国隧道工程建设的健康发展。

参考文献:

[1] 王梦恕 , 谭忠盛 . 中国隧道及地下工程修建技术 [J]. 中国工程科学 ,2010,12(12):4–10.

[2] 武 新 耀 . 隧 道 通 风 设 计 与 施 工 技 术 研 究 [J]. 工 程 建 设 与 设计 ,2023(20):144–146.

[3] 刘安民 . 贵南铁路大方山隧道出口施工通风设计 [J]. 河南科技 ,2023,42(9):92–95.

[4] 李轲 . 特长公路隧道通风设计存在问题与对策分析 [J]. 交通科技与管理 ,2023,4(5):138–140.