隧道施工通风的计算方法浅谈
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摘要：本文对隧道施工通风要点进行了详述，并对其计算方法进行了定性分析，从而确定最优施工通风方案。
关键词：隧道；施工通风；计算方法
引言：随着我国铁路建设的快速发展，高速铁路越来越多，隧道比例也随之增大，隧道施工亦是越来越多。隧道施工方法多采用无轨运输，施工期间的污染越来越严重；为解决此问题就要求设计出合理的通风方案，用以减少施工环境的污染，确保施工人员的身体健康。因此，对隧道施工通风研究时十分有必要的。
一、隧道施工通风的污染源分析
（一）洞内施工环境污染的产生
洞内施工产生的环境污染，一般分为5类：1、爆破产生的炮烟及所引起的粉尘；2、施工机械设备产生的废气及扬尘；3、洞内打钻及喷砼等施工产生的粉尘污染；4、洞内作业人员呼吸产生的CO2；5、铺设防水板时的焊烟。特殊情况下，地层中含有的瓦斯等有害气体。
当隧道埋深较大时，应考虑地温的影响，地温的计算必须考虑山区特点地下水的影响。
（二）隧道施工通风计算的目标标准，即每种环境中主要成分的允许浓度值。
1、有害气体允许浓度值：主要包括CO、氮氧化物（换算成N O2）；2、空气中的粉尘浓度：该指标以每立方米空气中游离SI O2的含量来标称；3、洞内空气成分的限定，主要是设定O2以及CO2含量；4、噪声大不于90dB；5、洞内环境温度不超过一定值，一般为28℃。
二、通风方式的布置及注意问题
（一）通风方式的布置原则
有轨运输一般采用吸出式或混合式通风；无轨运输一般采用吸入式或变向式通风；平行到坑施工宜采用巷道式通风；竖井及斜井施工一般采用自然通风或吸入式通风。
（二）通风方式的选择应注意的问题
1、避免成洞地段的二次污染
掌子面是爆破污染源，应避免采用单一吹入式通风，会使掌子面处的爆破硝烟等有害气体排至成洞段，造成成洞段二次污染，对衬砌和放水作业十分不利。应改用为变向式通风比较合理，掌子面附近采用吸出式通风、其他在作业段采用吹入式通风。
2、单独的吸出式通风，容易在掌子面形成炮烟滞留区，应在掌子面附近配置局扇，局扇的位置在吸出口以外30～50米为宜，并利用软管伸入掌子面，以防止新鲜空气无效回流。
3、有平行导坑的隧道，利用平行导坑作为通风巷道，风机设置在洞外并配合风门，能取到良好的通风效果。
当风机设置在横通道内时，应采用移动式设置风机。随着隧道掘进，主风机应相应前移；并为避免有害气体回流，可设置风门或封闭风机后的通道。
4、风机类型
风机类型着眼于风量大、风压高及较大直径的风管，这3方面也是解决大段面隧道运营通风的关键问题。
三、施工通风计算的定性分析
（一）计算前的理论假定
假定空气无粘性、假定空气在通风过程中不可压缩、假定空气在隧道中的流动是稳定流动。
通过三个假设，把空气流动近似为流体力学中不可压缩的稳定流动的理想模型。进而采用流体力学的相关计算方法进行通风计算。
作为隧道施工通风来讲，上述理论假定对通风计算的准确性的影响可以忽略不计。
（二）需要的风量分析
风量考虑的主要因素就是为施工人员提供适量的新鲜空气，并将施工期间产生的各种废气及有害气体的浓度降到允许值范围内。所以，风量计算的应考虑下几点因素。
1、洞内同时工作的最多人数，施工人员需要的氧气量供应；2、洞内风速，过小的风速则无有效通风作用；过高的风速，易致扬尘和施工人员感冒；3、洞内同时爆破的最大装药量；4、柴油机废气的最大量，该指标需要确定洞内机械设备的功率和最大值，通风新鲜空气，稀释废气，以把废气浓度降到允许值以下。
（三）施工通风期间产生的漏风分析
漏风量的计算，根据已经确定的通风方案来进行漏风计算；漏风量＝风机供风量－掌子面需要风量。
刚性风管漏风量计算，与风量、风速、风压及风管风阻有关，一般情况刚性风管主要是接头处漏风；柔性风管漏风量计算，柔性风管通风一般接头较少。一般的漏风计算及多年工程实践证明，柔性风管漏风很小，隧道施工中多采用柔性风管。
（四）施工通风提供的风压计算
根据既有的施工通风的管路布置，进行洞内出风口的风压计算。
风机风压的降低因素主要有磨擦阻力、局部阻力和正面阻力。磨擦阻力主要有风管摩擦阻力和巷道摩擦阻力造成的风压损失；局部阻力主要是风速引起的风压损失；正面阻力主要由车辆在洞内行使引起的阻力，该项阻力引起风压的损失。
其它对风流产生阻力的，主要是在巷道中模版台车马口、中槽防水板作业平台以及交通阻力等，该项中的阻力多为估算，尚无成熟得经验公式计算。
四、绘制风阻曲线确定工况点
（一）风机选型
根据计算的风量、风压选择风机，尽量选择与计算的风管直径配套的大风量风机。
（二）绘制风阻曲线
在风机性能曲线图上，绘制风阻曲线。
绘制方法根据施工通风系统管网，利用计算出的风阻总值列表计算，根据计算结果在风机特性曲线图上，点绘风阻曲线，从风阻曲线上找出合理的工况点。
五、结束语
根据施工通风计算，确定合理的工况点，从而确定最优施工通风方案。
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