[發明專利]隧道輔助導坑洞內調壓分配室通風施工方法

有效

• 申請號: 200810231732.6
• 申請日: 2008-10-14
• 公開（公告）號: CN101368483A
• 公開（公告）日: 2009-02-18
• 發明（設計）人: 許鐵力;曹生學;汶文釗
• 申請（專利權）人: 中鐵一局集團有限公司
• 主分類號: E21F1/00
• 分類號: E21F1/00
• 代理公司: 西安創知專利事務所
• 代理人: 李子安

技術領域

本發明涉及鐵路隧道施工技術領域，尤其是涉及一種隧道輔助導坑洞內調壓分配室通風施工方法。

背景技術

現如今國內外長大隧道采用鉆爆法進行施工時，一般都需設置輔助導坑，如平行導坑、斜井、豎井等，其輔助導坑在施工起到探明地質和提供施工工作面并有效減少單口掘進長度的作用。但出于減少工程投資的目的，一般輔助導坑均采用較小的開挖斷面，如隧道的開挖斷面積一般在70-160m²，而輔助導坑的成型斷面積多為30m²左右。眾所周知，隧道施工中的通風是一道關鍵工序，其作用是從洞外向洞內輸送足夠的新鮮空氣，排出洞內爆破和運輸產生的炮煙和有害氣體，以最終保證洞內作業人員和機械對新鮮空氣的需要，使洞內空氣達到國家和行業規定的標準。在長大隧道施工中通風效果的好壞，直接影響到工程的進度和作業人員的身體健康。

目前，國內外隧道施工通風大多采用管道壓入式的通風方式，在洞口外設置軸流風機，該軸流風機通過與其相連的通風管道即柔性風管將新鮮空氣送至隧道掘進工作面，洞內的污濁空氣在送入洞內新鮮空氣的擠壓作用下，沿已開挖好的洞身排至洞外。此種通風方式隨著國內外軸流風機和通風管道性能的提高，可以解決隧道由洞口兩端向前掘進的通風，通過安裝單個軸流風機可以通風3km左右，國內多采用直徑為1-2m的柔性風管，國外采用柔性風管5的直徑為1.5-3m。在隧道較長時，采用多個軸流風機并、串聯的方式以提高風量和送風距離。

而在采用輔助導坑進行隧道施工時，施工通風則較為困難，特別是在通過輔助導坑施工的工作面與進出口掘進工作面沒有貫通時，一般仍采用管道壓入式通風方式，而與進出口工作面貫通后可采用巷道通風與管道通風相結合的方式。具體如下：在通過輔助導坑進行正洞掘進且沒有與進出口掘進工作面貫通前，采用管道壓入式通風，此時由于輔助導坑成型斷面的面積有限，如一般平導、橫通道、斜井的成型斷面積在30m²左右，即：高度不超過6m，寬度在5m左右；而輔助導坑上要擔負洞內出碴、運進材料、供應高壓風和水、電等工作，因而上述設施占據了輔助導坑有限斷面面積的相當部分，使通風管即柔性風管的直徑受到極大的限制，而通風管的直徑大小直接關系到施工通風的效果。在輔助導坑成型斷面積為30m²左右的情況下，從其中扣除上述各部分所需要的空間尺寸后，剩余通風管占據空間非常小，其所能容納通風管的直徑一般不超過1.3m，這樣就極大地限制了施工期內向洞內送入的新鮮風量和輸送距離。因為根據流體力學的原理，送風系統的管道摩擦阻力與管道直徑的五次方成反比，而管道摩擦阻力又是通風系統的主要阻力，一般要占到總阻力的90％以上，因而，如何克服管道阻力是做好長大隧道施工通風的關鍵所在。而在隧道通過輔助導坑進行正洞掘進且與進出口工作面貫通后，此時由于可以利用貫通的隧道洞身進行送風和排煙，因而能夠使施工通風工作簡化，能夠輕易取得較好的通風效果。

綜上，設計長度在6km以上且采用鉆爆法進行施工的交通隧道(鐵路、公路)，一般都設計有輔助導洞，包括斜井、橫洞、豎井、橫通道洞等，這些輔助導洞都要承擔正洞的開挖掘進任務，但輔助導洞的斷面均遠遠小于正洞的施工斷面。如果輔助導洞的長度較長，在到達與正洞的交匯處后且要承擔向兩個方向的掘進任務時，僅用一個風機不能夠將空氣送到正反向的兩個掘進工面；而采用兩個以上風機串聯，則由于風壓匹配不好，造成通風不暢；而且，由于受到輔助導洞巷道斷面大小的限制，施工中通風受到極大的制約，長距離的管道阻力消耗了風機所提供的功能，使得洞內得不到足夠的新鮮空氣，影響工程進行。而解決此問題的一般常用辦法：一是加大通風管直徑，減小風管的阻力；二是提高通風機的功率；還有就是增加通風管道的數量。但由于受到輔助導洞斷面的限制，通風管的直徑不可能隨意增大，也不可能增減通風管道的數量；而增加通風機功率，則受到國內風機設備生產廠的制約，同時將會造成較高的耗能。因而，通過這幾個渠道解決通風問題是難以做到的。