0 引言
近年來，隧道設(shè)計越來越長，施工通風難度日益增大，同時，由于科技不斷進步，出現(xiàn)特長隧道專用通風機，且功率不斷增大，使我們在解決特長隧道施工通風問題上除了傳統(tǒng)的接力式通風系統(tǒng)外又開拓了新的思路。
1 工程概況
蘭渝鐵路是國家《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》中西北至西南的區(qū)際新通道，其中咽喉性控制工程西秦嶺特長隧道采用兩座單線隧道設(shè)計方案，兩座隧道中心線間距40m，線路整體呈西北—東南走向，全長28.234千米。
隧道共設(shè)3座輔助坑道，其中店子坪一號斜井自身長1816m，綜合坡率11.29%，穿過左線經(jīng)施工橫通道（橫通道長32m）進入右線正洞后主攻方向（重慶方向）施工長度1500m，副攻方向（蘭州方向）施工長度1020m。斜井為單車道斷面（高*寬：6米*5米），按照設(shè)計初步計劃斜井井身范圍內(nèi)安裝兩條Φ1.5m風管，正洞內(nèi)安裝Φ1.8m風管或Φ1.5m風管。
2 斜井進入右線正洞內(nèi)所需風量計算
2.1 按洞內(nèi)同時工作的最多人數(shù)計算風量
q—洞內(nèi)每人每分鐘所需新鮮空氣量，《隧規(guī)》規(guī)定按每人每分鐘3m3計算；m—洞內(nèi)同時工作最多人數(shù)，副攻方向按45人考慮,主攻方向按60人考慮；K—風量調(diào)整系數(shù)，取1.10～1.15。
計算結(jié)果為副攻方向需風量148.5m3/min，主攻方向需風量198m3/min。
2.2 按滿足洞內(nèi)允許最小風速要求計算風量
S—隧洞開挖斷面，70m2；V—允許最小風速，全斷面開挖取0.15m/s。
計算結(jié)果為主、副攻方向均需風量630m3/min。
2.3 按同時爆破的最多炸藥量計算
t—通風時間，30min；A—一次爆破炸藥消耗量,192kg；b一公斤炸藥爆破時所構(gòu)成的一氧化碳體積（L），一般采用b=40L。
計算結(jié)果為主、副攻方向均需風量1280m3/min。
2.4 按爆破后稀釋CO至許可最高濃度計算
A、t、b符號意義同前。K—風量備用系數(shù)，取1.10。
計算結(jié)果為主、副攻方向均需風量528m3/min。
2.5 按壓入式通風30分鐘內(nèi)將齊頭工作面爆破產(chǎn)生的有害氣體濃度稀釋到允許濃度計算
S—隧道斷面積，70m2； L—通風區(qū)段長度，取100m，即掌子面向洞口方向100m范圍內(nèi)；A、t符號同前。
計算結(jié)果為主、副攻方向均需風量549m3/min。
2.6 按稀釋內(nèi)燃機排放廢氣中有害氣體濃度至許可濃度計算
Q—柴油機廢氣排量。假定當一個工作面出碴時，洞內(nèi)有自卸車6輛，（柴油發(fā)動機排氣量9.3L，轉(zhuǎn)速1900rpm），3量重車，3量空車。ZL50C裝載機1臺（柴油發(fā)動機排氣量7.6L，轉(zhuǎn)速2100rpm），取重車及裝載機的負荷率0.9，轉(zhuǎn)速系數(shù)1.0，空車負荷率0.3，轉(zhuǎn)速系數(shù)0.8；δ—稀釋系數(shù)，10.6；η—安全系數(shù)，1.5。
計算結(jié)果為主、副攻方向均需風量1771m3/min。
取上述風量的最大值作為設(shè)計風量，故工作面所需風量應大于1771m3/min。
3 斜井施工段所需風壓計算
3.1 采用普通功率風機接力式通風時風壓計算
3.1.1 考慮漏風因素后所需風量
據(jù)風管廠提供的技術(shù)指標，百米漏風率正常時可控制在1.5%以內(nèi)。交叉口處通風距離考慮主攻方向1500m，副攻方向1020m，據(jù)此計算漏風系數(shù)
L—通風距離，主攻方向1500m，副攻方向1020m；P100—百米漏風率，取1.5%。
計算結(jié)果為P主攻=1.29，P副攻=1.18
故計算結(jié)果為主、副攻方向需最大風量Qmax主:2284m3/min和Qmax副:2089m3/min。
3.1.2 交叉口處系統(tǒng)風壓計算
管道摩擦阻力：
λ—管道摩阻系數(shù)，0.015；ν0—管道內(nèi)平均風速， ，主攻方向ν=13.18m/s，副攻方向ν=12.61m/s；L,γ,Qmax，Q符號意義同前；d—風管直徑。
計算結(jié)果h主：1303Pa，h副：810Pa。
3.1.3 斜井井口處系統(tǒng)風壓計算
斜井自身長1805m，通過計算漏風系數(shù)為P=1.37，故知斜井井口處所安置的風機需提供風量為:
Qmax主=2284*1.37=3129m3/min, Qmax副:2089*1.37=2862m3/min。
因井身受斷面限制，設(shè)置兩條Φ1.5m風管。故斜井井口處需風壓為H主=9415Pa，H副=4352Pa。
3.2 采用超大功率風機獨頭壓風式通風時風壓計算
3.2.1 考慮漏風因素后所需風量
采用超大功率通風機獨頭壓風時，通風距離考慮主攻方向3320m，副攻方向2840m，據(jù)此計算漏風系數(shù)
計算結(jié)果為P主2.04，P副=1.77
故計算結(jié)果為主、副攻方向需最大風量Qmax主:3612m3/min和Qmax副:3134m3/min。
3.2.2斜井井口處系統(tǒng)風壓計算
計算結(jié)果h主：10611Pa，h副：9209Pa
4 系統(tǒng)布置及風機選型
接力通風方案系統(tǒng)布置見圖1，風機選型見配套見表1，超大功率風機獨頭式壓風方案系統(tǒng)布置見圖2，風機選型及配套見
圖1 接力通風方案系統(tǒng)布置圖
Fig. 1 Layout of the program of general blowers relay
圖2 超大功率風機壓風方案系統(tǒng)布置圖
Fig. 2 Layout of the program of ultra-high-power blower
表1 接力通風方案系統(tǒng)設(shè)備配置表
Table 1 Device Configuration of the program of general blowers relay
2 接力通風方案系統(tǒng)設(shè)備配置表
Table 2 Device Configuration of the program of ultra-high-power blower
5 方案對比
兩種方案優(yōu)缺點對比見表3
表3 方案對比表
Table 3 Comparison and contrast between different ventilation schemes
6 最終方案及實際通風效果
根據(jù)施工實際情況，最終選定普通風機接力通風方案，同時，為了便于日常維護，將F1，F(xiàn)2風機定型為SDF(B)-No15型風機。風箱采用L50*5角鋼做骨架，Φ6鋼筋網(wǎng)片左箱板，外披防水板進行加工，具體加工圖見圖2。
圖3 風箱（長*寬*高：2.5m*3.0m*2.0m）加工示意圖
Fig. 3 Layout of Bellows（L*W*H：2.5m*3.0m*2.0m） processing
西秦嶺隧道店子坪斜井施工段目前重慶（主攻）方向已完成掘進1000米，蘭州（副攻）方向完成掘進590米，采用接力式通風系統(tǒng)，同時施工中采取噴霧降塵，濕噴混凝土及減少漏風等加強措施，根據(jù)在距兩個掌子面50米，100米的作業(yè)人員較集中地段爆破后通風30分鐘時段空氣質(zhì)量檢測，游離態(tài)二氧化硅濃度平均分別為1.9毫克/米3（50米地段），2.0毫克/米3（100米地段），風速分別為0.20米/秒（重慶方向），0.17米/秒（蘭州方向），CO，NO濃度均符合國家標準，實際運行效果良好。
7、結(jié)論
通過西秦嶺隧道店子坪斜井施工段通風系統(tǒng)實施實踐，證明在特長隧道專用超大功率通風機出現(xiàn)后，傳統(tǒng)的接力式通風系統(tǒng)依舊是解決目前特長隧道施工通風的優(yōu)選方案。但隨著社會生產(chǎn)力不斷發(fā)展，特長隧道必將發(fā)展成為“超長隧道”，超大功率通風機也勢將成為解決施工通風難題的科技發(fā)展方向。今后的施工中，在條件允許的情況下，我們將試著采用超大功率通風機通風方案，以便通過實踐來檢驗該方案的實際效果。
參考文獻：
參考文獻
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