高原特长隧道通风方案探讨

概要：从隧道通风效果着眼，方案多样，但都趋于成熟，没有多少提升空间。长大隧道施工要解决通风效果，须采用先进、可靠的设备，以减少排污为主，以通风除尘为辅的方式最合理、可靠。

关角隧道全长32645m，是世界高海拔第一长隧，国内最长的铁路隧道。地处青藏高原东北缘，洞身海拔在3300～3400m之间，7号斜井口海拔为3678m，属高寒干旱缺氧气候；隧道为双线单洞，7#斜井长2338m，加上正洞施工任务，独头通风最长超過4700m，加之斜井进正洞后有四个施工面，通风压力巨大大。

经过多方案研讨、类比，最后采用了新型的中隔板分隔式通风的方案，以缩短管道送风距离，保证供风量。将斜井井身分隔成上下两部分（成为立体巷道），上部为进新鲜空气通道，下部为出污风通道。

1、斜井风道分隔

①斜井井身通风通道的分隔以三个阶段实施

第一阶段为建井期，从洞口分隔至斜15+00处，分隔施工完成后，将轴流风机移至此处，用压入式通风改善井身通风。

第二阶段为斜井施工至井底后，井身分隔至斜3+00处，前方留300m施工。仍用轴流风机压入式通风。

第三阶段为正洞施工期，正洞施工300m后，将风道分隔延伸至主联、副联正洞，通过主联和副联的四台轴流风机再以通风管向四个正洞作业面输送新鲜风。

②洞内所需风量流量问题的解决

在井口和斜井井身中间加射流风机的方法增加洞内的进风量。施工通风的第二阶段井身施工期间在斜井井口增加2台55KW的射流风机，在井身斜10+00处安装1台55KW的射流风机。施工通风的第三阶段分别在斜井井口、斜井800m处，斜井1600m处，斜井2200m处共设置8台射流风机解决新鲜风的流量问题。

③供风巷道面积的确定

1.以最高车辆混凝土运输车的高度3.8m为界，再预留30cm的高度，以防车辆对分隔板的破坏。

2.与4根直径1.8m的通风管相比较：4根直径1.8m通风管的供风面积为10.17m2；分隔通道供风面积为11.87m2，比通风管的供风面积大1.7m2，加之接触面减少，风阻也减小，风流量增大。

④供风通道的分隔方式

采用长5m宽1.2m厚0.3mm的彩钢板进行通道分隔，横梁采用60×60mm的方钢，以减少空间的占用；为保证通风通道的强度和刚度，横梁纵向间距设置为2.5m。

⑤分隔通道的密封

1.彩钢瓦与边墙的密封：彩钢瓦和边墙之间用弹性的聚乙烯保温板封填密实，施工完用乳化沥青密封，细小缝隙用玻璃胶密封。

2.彩钢瓦间的密封：为保证彩钢瓦密封质量，纵向用钻尾丝固定前，先涂抹一层专用彩钢瓦粘结剂进行密封。

3.平坡段处理：为保证通风道下方的净高，防止出现车辆损坏风道，平坡段采用折线变坡保证与铺底面平行。

⑥斜井口风道延长：在斜井口将分隔通道向洞口延伸15m，以保证洞内排出的污浊空气，不被重新吸入进气通道，提高进气质量。

2、斜井及正洞各阶段通风方案

第一阶段：斜井施工阶段，采用压入式通风方式。在斜井口布置1台SDF（C）-No12.5型轴流风机配1路通风管路向斜井的开挖工作面送风。新风由通风管进入，污风由斜井排出。

第二阶段：斜井施工约1500m时，采用立体巷道通风方式。将斜井分隔，1500米处安装1台SDF（C）-No12.5型轴流风机配1路通风管路向施工面通风。井口和800m处分别安装SSF -No12.5射流风机进行新鲜风的加速，新鲜风经由立体巷道进入斜井井身1500m处轴流风机，轴流风机压新鲜风进入施工面，污风由斜井下部巷道排出，施工通风布置分别见图1 《斜井井身施工通风纵断面布置示意图》。图2《斜井井身施工通风平面面布置示意图》。

第三阶段：斜井进入正洞后，将斜井分隔至主副联，分别在斜井井口、斜井距井口800m处、1600m处、2200m左右处分别设置4组（每组2台）射流风机，正洞安装4台SDF（C）-No12.5型轴流风机配4路1.8m的通风管路进行4个施工面通风。新鲜风在斜井立体巷道经过射流风机的加速后，分别通过井底轴流风机送入各施工面。污风经过井身分隔道下方排出洞外，为加快排污速度，在斜井设置两台射流风机加快污风排出速度。通风布置方案见图3《7号斜井正洞通风机布置纵断面示意图》。

三、总结

通过五年多的使用效果看，分隔式通风面积大，效果好。在斜井施工阶段完全能够满足施工需要；进入正洞施工时，正洞距离在1500m内效果理想，但随着通风长度增加，尤其是正洞超过2000m后，通风效果较差；如遇四个施工面同时出渣或全部施工时，需风量不足，通风压力大。我们根据工期需求对施工组织进行了调整，将四个施工面两个主攻，两个辅攻，根据满足主攻面的通风需求，调整辅攻面的施工生产，以保证作业面空气质量。分隔式通风也存在一些缺点，比如分隔板密封效果较差，有漏风现象；分隔板破损维修复杂、时间长，影响施工。

从隧道通风效果着眼，方案多样，但都趋于成熟，没有多少提升空间。长大隧道施工要解决通风效果，须采用先进、可靠的设备，以减少排污为主，以通风除尘为辅的方式最合理、可靠。