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【摘 要】在隧道工程中，长斜井的通风施工往往是施工中的难点，因此，应保证隧道施工通风效果，使隧道的施工环境得到改善，确保快速施工，本文主要以西秦岭隧道斜井施工通风为例，对长斜井施工方案、通风设计以及效果检测等方面进行详细分析。
【关键词】长斜井；正洞通风；施工设计
随着我国经济的不断发展，铁路隧道建设工程数量也随之日益增多，在隧道进行长距离独头掘进与长斜井多个工作方面施工过程中，注重对通风环境的改善以及减小因施工对隧道结构带来的影响已经成为隧道工程施工的主要课题。尤其在无轨运输隧道工程中，改善通风环境对整个工程更加重要。对该隧道通风方案的选择以及相应的通风措施十分重要，对现场进行观察和总结试验等工作，对隧道的通风设计进行理论实践相结合的计算，同时分析隧道通風状况对隧道本身所产生的影响，经过对隧道的通风状况进行多种方法的计算，采取有效的通风措施，可以使隧道的通风环境得到相应的改善。
1.西秦岭隧道的工程概况
西秦岭隧道坐落在新建造的兰州-重庆铁路线中段部分，地属甘肃省东南部的陇南市境内，总长度约30千米，该隧道主要有两条单线。在隧道范围内共有两处斜井设置，其中的罗家理斜井设计为双车道永久性斜井，其宽度为730米；高度为634米，斜长度达2500米左右，与重庆方向相交形成85°夹角，断面形式为直墙拱形断面。当该斜井进入正洞后应按合同上有关内容进行多个作业面施工，该工程属于斜井进入双正洞的无轨运输特长隧道，通过计算可知，斜井独头掘进距离最长可高达5千米，甚至更长，在施工过程中，由于受到斜井断面的净空与其他诸多因素的限制，导致难以对作业面布置路风管，通风施工难度极大，因此要对风量的分配问题重点考虑。
2.通风施工的备选方案
通过对该工程特点结合并进行分析，对通风方案进行初步设计，并给出具体备选方案，具体如下：
（1）斜井断面采取隔板隔出的方式，在斜井段形成中隔板风道式通风格局，在斜井隔板的风道内部设置射流风机，进行空气引流，从隔开的上端面抽入新鲜空气，污浊的空气从隔板隔出的下方断面排放，隔板向正洞内延伸，并在井底附近完成上断面与风机之间的密封连接，通过风机经过风管向上端面不断引入新鲜空气并压送到开挖面。西格二线的某些隧道已经成功运用该方案。
（2）在斜井口放置两台大功率的轴流风机，通过大直径的软风管进行压入式通风，同时将新鲜空气送到井底风室，在井底风室中还需添置三台轴流风机，向多个开挖面进行送风工作。
3.对备用施工方案进行对比
3.1方案1
目前已经有最大实用长度为2300米的斜井，需要在斜井段安设8台射流风机进行新鲜空气的引流工作，以目前的工艺来看，在长距离安装过程中容易出现一些不良状况，如：隔板的漏风率较大，并存在较大的风阻力，风机之间的配合工作容易出现较多的不确定客观因素。
3.2方案2
在斜井井口安设两台大功率轴流风机，通过两趟大直径的通风管将新鲜空气送进正洞风室中，在大风室中使用刚配来配合浆砌来进行封堵，通过这种方法不但能够使施工进度加快，还能使风机的安装更加便捷，通过接力等方式使局部的通风管道长度有所缩短，这样即减小了风阻力也减少了风的损失量，从而使风机运行速率得到保障，并保证了风量供应能力。
3.3对两种方案进行各方面经济性对比
方案一的一次性投资以及固定消费都要比方案二高，因此，方案二是经济性较好的最佳方案，其投资少，经费节约的较多。
3.4对方案的选定
通过上述分析，应对两方面进行考虑，一是考虑对风室向前移动，减少通风管道的长度，从而有效的提高风机的工作效率，同时能够最大限度满足施工要求，二是要充分考虑在降低对通风管理与维护强度的同时还要注意选择具有良好的经济性方案，因此，我们应重点采取第二种方案。
4.长斜井通风设计的标准
由于隧道施工过程中常常进行钻爆、运输、装卸以及喷混凝土等工作，因此将产生多种有害气体和烟尘，在挖方的同时也会产生大量的有害气体，从而使隧道施工环境受到了一定的污染，因此，务必要采取机械通风等有效方法来改善施工环境，向洞口输送新鲜空气，稀释有害气体，降低烟尘浓度。在隧道施工过程中，施工环境应满足以下的卫生标准，具体如下：
（1）隧道在施工过程中的氧气含量应保持在常规大气中氧气的含量，同时要保证隧道内温度在三十摄氏度以下，如若温度高于三十摄氏度，应及时地采取相应的降温措施才能继续进行施工。
（2）在隧道施工过程中，应保持隧道内的游离二氧化硅含量每立方米含量不得超过2毫克，体积分数在10%以下的游离二氧化硅每立方米的含量不能超过4毫克。在游离二氧化硅含量接近限度时就应该采取相关的处理措施，以保证施工环境的卫生系数。
（3）要加强对有害气体浓度的控制工作。在施工环境内要将一氧化碳的含量限制在允许的每立方米30毫克以内。在一氧化碳含量较高的情况下，施工人员的工作时间要限制在三十分钟以内，以确保施工人员的安全，同时要保持二氧化碳的体积分数在千分之五以下。二氧化氮体积量也应在每立方米五毫克以下。
（4）根据上述情况，进行计算并得出最大数值来作为风量计算的主要依据，具体计算公式如下：
Qmax=maxQi=210,1001.4,1069.938=1069m3/min
由上式可得：风机要求提供量为:
Q供=nKQmax=1.10×1×1069=1175.9m3/min
该算式中的K为高原修正系数；n为储备系数，其取值一般为1.10；Q为通风及要求提供量，单位是立方米/分钟。在这里所计算的Q供通常是指一个作业面风的需求量，一般来说，三个工作面同时进行出渣作业无论在通风设备的需求上还是在经济性方面都是不够科学合理的。同时，按照三个工作面进行配置施工资源工作对成本节约十分不利，因此，应将三个作业面的出渣作业相互错开，从而实现成本的节约，井底风室的新鲜空气需求量应按照两个作业面来同时进行出渣工作，另一个作业面同时进行钻眼作业以及支护作业，风机的转速达到中速就可以满足需求。除此之外，在计算机设备的配置与选型工作进行时，要重点考虑几个不同作业面之间的距离，在该工程施工过程中，还应充分考虑斜井延伸到正洞中不同作业面的施工组织，左线兰州段施工应优先进行，当施工距离达到200米左右，右侧兰州线施工方可进行。
5.结束语
综上所述，由于该工程所处的地理位置较为独特，加之，长斜井的施工一直是隧道工程中的难点，因此在该工程的长斜井到正洞施工过程中应注重各个环节的设计工作，既要保证施工环境又要保证施工人员的健康，目前为止，经过对上述施工方法的有效采取，本工程的罗家理斜井独头掘进最长达到5千米左右，并且通风效果较为理想。
【参考文献】
［１］豆小天，陈庆怀.大风室接力通风在长斜井隧道施工中的应用[J].隧道建设，2011，（02）.
［２］王海峰．乌鞘岭特长隧道斜井施工通风技术[J]．科技情报开发与经济，2007，(15).
［３］罗占夫，职常应，乐晟.管教隧道施工通风斜井分隔技术研究[J].隧道建设，2009，（29）.
［４］甘建国，罗卫华，仇玉良等.雪峰山隧道通风数值模拟研究[J].中南公路工程，2006，（01）.
［５］方磊.长大公路隧道通风物理模拟试验研究[D].西安：长安大学，2005.
【关键词】长斜井；正洞通风；施工设计
随着我国经济的不断发展，铁路隧道建设工程数量也随之日益增多，在隧道进行长距离独头掘进与长斜井多个工作方面施工过程中，注重对通风环境的改善以及减小因施工对隧道结构带来的影响已经成为隧道工程施工的主要课题。尤其在无轨运输隧道工程中，改善通风环境对整个工程更加重要。对该隧道通风方案的选择以及相应的通风措施十分重要，对现场进行观察和总结试验等工作，对隧道的通风设计进行理论实践相结合的计算，同时分析隧道通風状况对隧道本身所产生的影响，经过对隧道的通风状况进行多种方法的计算，采取有效的通风措施，可以使隧道的通风环境得到相应的改善。
1.西秦岭隧道的工程概况
西秦岭隧道坐落在新建造的兰州-重庆铁路线中段部分，地属甘肃省东南部的陇南市境内，总长度约30千米，该隧道主要有两条单线。在隧道范围内共有两处斜井设置，其中的罗家理斜井设计为双车道永久性斜井，其宽度为730米；高度为634米，斜长度达2500米左右，与重庆方向相交形成85°夹角，断面形式为直墙拱形断面。当该斜井进入正洞后应按合同上有关内容进行多个作业面施工，该工程属于斜井进入双正洞的无轨运输特长隧道，通过计算可知，斜井独头掘进距离最长可高达5千米，甚至更长，在施工过程中，由于受到斜井断面的净空与其他诸多因素的限制，导致难以对作业面布置路风管，通风施工难度极大，因此要对风量的分配问题重点考虑。
2.通风施工的备选方案
通过对该工程特点结合并进行分析，对通风方案进行初步设计，并给出具体备选方案，具体如下：
（1）斜井断面采取隔板隔出的方式，在斜井段形成中隔板风道式通风格局，在斜井隔板的风道内部设置射流风机，进行空气引流，从隔开的上端面抽入新鲜空气，污浊的空气从隔板隔出的下方断面排放，隔板向正洞内延伸，并在井底附近完成上断面与风机之间的密封连接，通过风机经过风管向上端面不断引入新鲜空气并压送到开挖面。西格二线的某些隧道已经成功运用该方案。
（2）在斜井口放置两台大功率的轴流风机，通过大直径的软风管进行压入式通风，同时将新鲜空气送到井底风室，在井底风室中还需添置三台轴流风机，向多个开挖面进行送风工作。
3.对备用施工方案进行对比
3.1方案1
目前已经有最大实用长度为2300米的斜井，需要在斜井段安设8台射流风机进行新鲜空气的引流工作，以目前的工艺来看，在长距离安装过程中容易出现一些不良状况，如：隔板的漏风率较大，并存在较大的风阻力，风机之间的配合工作容易出现较多的不确定客观因素。
3.2方案2
在斜井井口安设两台大功率轴流风机，通过两趟大直径的通风管将新鲜空气送进正洞风室中，在大风室中使用刚配来配合浆砌来进行封堵，通过这种方法不但能够使施工进度加快，还能使风机的安装更加便捷，通过接力等方式使局部的通风管道长度有所缩短，这样即减小了风阻力也减少了风的损失量，从而使风机运行速率得到保障，并保证了风量供应能力。
3.3对两种方案进行各方面经济性对比
方案一的一次性投资以及固定消费都要比方案二高，因此，方案二是经济性较好的最佳方案，其投资少，经费节约的较多。
3.4对方案的选定
通过上述分析，应对两方面进行考虑，一是考虑对风室向前移动，减少通风管道的长度，从而有效的提高风机的工作效率，同时能够最大限度满足施工要求，二是要充分考虑在降低对通风管理与维护强度的同时还要注意选择具有良好的经济性方案，因此，我们应重点采取第二种方案。
4.长斜井通风设计的标准
由于隧道施工过程中常常进行钻爆、运输、装卸以及喷混凝土等工作，因此将产生多种有害气体和烟尘，在挖方的同时也会产生大量的有害气体，从而使隧道施工环境受到了一定的污染，因此，务必要采取机械通风等有效方法来改善施工环境，向洞口输送新鲜空气，稀释有害气体，降低烟尘浓度。在隧道施工过程中，施工环境应满足以下的卫生标准，具体如下：
（1）隧道在施工过程中的氧气含量应保持在常规大气中氧气的含量，同时要保证隧道内温度在三十摄氏度以下，如若温度高于三十摄氏度，应及时地采取相应的降温措施才能继续进行施工。
（2）在隧道施工过程中，应保持隧道内的游离二氧化硅含量每立方米含量不得超过2毫克，体积分数在10%以下的游离二氧化硅每立方米的含量不能超过4毫克。在游离二氧化硅含量接近限度时就应该采取相关的处理措施，以保证施工环境的卫生系数。
（3）要加强对有害气体浓度的控制工作。在施工环境内要将一氧化碳的含量限制在允许的每立方米30毫克以内。在一氧化碳含量较高的情况下，施工人员的工作时间要限制在三十分钟以内，以确保施工人员的安全，同时要保持二氧化碳的体积分数在千分之五以下。二氧化氮体积量也应在每立方米五毫克以下。
（4）根据上述情况，进行计算并得出最大数值来作为风量计算的主要依据，具体计算公式如下：
Qmax=maxQi=210,1001.4,1069.938=1069m3/min
由上式可得：风机要求提供量为:
Q供=nKQmax=1.10×1×1069=1175.9m3/min
该算式中的K为高原修正系数；n为储备系数，其取值一般为1.10；Q为通风及要求提供量，单位是立方米/分钟。在这里所计算的Q供通常是指一个作业面风的需求量，一般来说，三个工作面同时进行出渣作业无论在通风设备的需求上还是在经济性方面都是不够科学合理的。同时，按照三个工作面进行配置施工资源工作对成本节约十分不利，因此，应将三个作业面的出渣作业相互错开，从而实现成本的节约，井底风室的新鲜空气需求量应按照两个作业面来同时进行出渣工作，另一个作业面同时进行钻眼作业以及支护作业，风机的转速达到中速就可以满足需求。除此之外，在计算机设备的配置与选型工作进行时，要重点考虑几个不同作业面之间的距离，在该工程施工过程中，还应充分考虑斜井延伸到正洞中不同作业面的施工组织，左线兰州段施工应优先进行，当施工距离达到200米左右，右侧兰州线施工方可进行。
5.结束语
综上所述，由于该工程所处的地理位置较为独特，加之，长斜井的施工一直是隧道工程中的难点，因此在该工程的长斜井到正洞施工过程中应注重各个环节的设计工作，既要保证施工环境又要保证施工人员的健康，目前为止，经过对上述施工方法的有效采取，本工程的罗家理斜井独头掘进最长达到5千米左右，并且通风效果较为理想。
【参考文献】
［１］豆小天，陈庆怀.大风室接力通风在长斜井隧道施工中的应用[J].隧道建设，2011，（02）.
［２］王海峰．乌鞘岭特长隧道斜井施工通风技术[J]．科技情报开发与经济，2007，(15).
［３］罗占夫，职常应，乐晟.管教隧道施工通风斜井分隔技术研究[J].隧道建设，2009，（29）.
［４］甘建国，罗卫华，仇玉良等.雪峰山隧道通风数值模拟研究[J].中南公路工程，2006，（01）.
［５］方磊.长大公路隧道通风物理模拟试验研究[D].西安：长安大学，2005.