第7章-隧道通风与排水

12第1节隧道通风一、隧道施工通风隧道施工通风，主要采用机械通风。按照风道类型和通风机安装位置的不同，机械通风可分为风管式和巷道式两类。1．风管式通风风管式通风是用风筒作风道，根据隧道内空气流向的不同，又可分为压入式、抽出式、混合式三种型式。3（1）压入式如图所示，通风机和局部扇风机把新鲜空气经风筒压入工作面，污浊空气沿隧道流出。风管轴流风机掘进方向应用较多，400~800m效果好，有在3km应用经验。排除工作面烟尘快，可用轻质软风筒；污浊空气流经全隧道。15m4（2）抽出式如图所示，通风机或局部扇风机经风筒把工作面的污浊空气抽出，新鲜风流沿隧洞流入。风管轴流风机掘进方向在400m左右距离应用较好，易造成洞内气压低，空气质量差。只能使用硬质风筒，特别要避免漏风。10m5（3）混合式通风混合式通风方式综合了前两种方式的优点，适合于大断面长距离隧道通风，在机械化作业时更为有利。在台阶或导坑法中应用更方便，抽出能力要大于压入20~30%。风管轴流风机掘进方向风管轴流风机掘进方向30m62．巷道式通风适用于有平行导坑的长隧道。其特点是通过最前面的横通道，使正洞和平行导坑组成一个循环风流系统，在平导洞口附近安装通风机，将污浊空气由平导抽出，新鲜空气由正洞流入，形成循环风流。掘进方向风管轴流风机掘进方向风管轴流风机7朔黄线寺铺尖隧道通风设计（左上）内昆线青山隧道施工通风（右下）8渝怀线圆梁山隧道施工通风（右上）宾阳隧道施工通风（左下）9京九线五指山隧道长距离独头施工通风乌鞘岭隧道七号斜井通风10风机和风筒11玻璃钢风管镀锌不锈钢风管12二、施工通风的风量计算掘进工作面所需风量可分别按下列方法计算，并取其最大者作为供风标准。（1）按施工隧洞内的最多人数计算风量601kNqqN—隧道内最多人数；q—每人每分钟需风量，取3m3/min；k—备用系数，k=1.1-1.25。13（2）按排除炮烟计算风量（3）按规范规定的最低允许风速计算风量tAbq122A—一次爆破炸药量，kg；b—1kg炸药产生有害气体折合成CO的体积，一般按40L计算；t—通风时间，s。Sqmin3vmin—最小风速，全断面开挖0.15m/s，导洞开挖0.25m/s；S—开挖断面积，m2。14三、隧道运营通风隧道通风方式的种类很多，按送风形态、空气流动状态、送风原理等划分如下：1.自然通风2.机械通风纵向式：射流式、风道式和喷嘴式、竖井式3.半横向式4.横向式5.混合式151.自然通风这种通风方式不设置专门的通风设备，是利用存在于洞口间的自然压力差或汽车行驶时活塞作用产生的交通风力，达到通风目的。在双向交通的隧道，交通风力有相互抵消关系，适用的隧道长度受到限制。由于交通风的作用较自然风大，因此单向交通隧道，即使隧道相当长，也有足够的通风能力。我国规定：LN600可采用自然通风。（L—隧道长度，公里；N—高峰小时交通量，辆/小时）162.纵向通风射流式纵向通风是将射流式风机设置于车道的吊顶部，吸入隧道内的部分空气，并以30m/s左右的速度喷射吹出，用以升压，使空气加速，达到通风的目的。射流式通风经济，设备费少，但噪声较大。射流式纵向通风172.纵向通风在长隧道中，常常设置竖井进行分段通风。竖井用于排气，有烟囱作用，效果良好。对向交通的隧道，因新风是从两侧洞口进入，竖井宜设于中间。单向交通时，由于新风主要自入口一侧进入，竖井应靠近出口侧设置。竖井纵向通风182.半横向通风半横向式通风的特点是新鲜空气经送风道直接吹向汽车的排气孔高度附近，直接稀释排气，污染空气在隧道上部扩散，经过两端洞门排出洞外。半横向式通风，因仅设置排风道，所以较为经济。193.横向通风横向式通风的特点是风在隧道的横断面方向流动，一般不发生纵向流动，因此有害气体的浓度在隧道轴线方向的分布均匀。该通风方式有利于防止火灾蔓延和处理烟雾。但需设置送风道和排风道，增加建设费用和运营费用。204.混合通风根据隧道的具体条件和特殊需要，由竖井与上述各种通风方式组合成为最合理的通风系统。例如，有纵向式和半横向式的组合，以及横向式与半横向式的组合等各种方式。21一、防尘的必要性在隧道施工中，凿岩、爆破、装碴、喷射混凝土等项作业都有粉尘产生，其中以凿岩和喷射混凝土产生的粉尘最多。必须采取多种措施，把粉尘浓度降到2mg/m3以下的标准。第2节隧道防尘22二、主要的防尘措施1.湿式作业湿式作业是矿山和铁路、交通、水工等隧道施工中普遍采用一项重要的防尘技术措施。主要有以下措施：(1)湿式凿岩(2)水封爆破（水炮泥）(3)装碴洒水喷雾(4)喷雾捕尘232.机械通风施工通风可以稀释隧道内的有害气体浓度，给施工人员提供足够的新鲜空气，同时也是防尘的基本方法。因此，除爆破后需要通风外，还应保持通风的经常性，这对于消除装渣运输中产生的粉尘是十分必要的。3.个人防护个人防护也是综合防尘措施之一，目前主要方法是配戴防尘口罩。在凿岩、喷混凝土等作业时还要配带防噪声的耳塞及防护眼镜等。24第3节隧道排水由于隧道所处位置的不同，所遇到的地下水的类型和埋藏条件也不相同，因此必须针对地下水存在特点，采取“排、隔、堵相结合，因地制宜，综合治理”的原则，达到防水可靠，经济合理的目的。排，就是采取措施降低地下水，或将地表水疏导排除以及人为设置排水系统，将地下水排出隧道。隔，就是利用不透水或弱透水材料，将地下水隔绝在建筑空间之外。堵，就是采取防水结构或构造封堵渗漏，以及预制构件接缝处的密封措施。25一、排水措施常用的结构排水：盲沟—泄水孔—排水沟。1．施工排水(1)洞外排水主要是做好洞口的防洪和排水设施，防止雨季到来时山洪或地面水倒流入洞。对于斜井、竖井尤应多加注意。其次是将与地下水有补给关系的洼地、沟缝用粘土回填密实，并施作截水沟截流导排。26(2)洞内排水①顺坡排水即进洞上坡，一般只需在坑道一侧挖出不小于0.5％的排水沟，水即可以沿沟顺坡排出洞外。②反坡排水即进洞下坡，方法是分段开挖反坡侧沟，在侧沟每一分段上设一集水坑，用抽水机把水排出洞外。272.人工降低地下水就是在隧道的下中部或下部的周围设置集水管，将水集中后用机械抽出排走，使隧道周围的地下水位逐步下降，一直降到抽水点的标高，形成一个疏漏漏斗区。人工降低地下水283．结构排水结构排水设施应结合混凝土衬砌来施作。其排水过程是：水从围岩裂隙进入衬砌背后的盲沟，盲沟下接泄水孔(泄水孔穿过衬砌边墙下部)，水从泄水孔泄出后，进入隧道内的纵向排水沟，并经纵向排水沟排出洞外。现分述如下：(1)盲沟盲沟的作用是在衬砌与围岩之间提供过水通道，并使之汇入泄水孔。它主要用于引导较为集中的局部渗流水（见下图）。29片石盲沟弹簧软管盲沟渗滤布盲沟30(2)泄水孔泄水孔是设于衬砌边墙下部的出水孔道，它将盲沟流来的水直接泄人隧道内的纵向排水沟。(3)排水沟排水沟承接泄水孔泄出的水，并将其排出隧道。隧道纵向排水沟，有单侧、双侧、中心式三种形式。它是根据线路坡度、路面形式、水量大小等因素确定的。31二、隔水措施隔水可以通过外加的防水层起作用，也可以把结构本身作为隔水层，后者称为结构自防水。防水层设在结构外侧的为外防水，又称正向防水；在结构内侧的为内防水，也称反向防水。常用的隔水措施有：喷射混凝土隔水，塑料板隔水，混凝土衬砌隔水。当水量大、压力大时，则可采取注浆隔水，注浆既可以隔水也可以起到加固围岩的作用。32三、堵水措施就是当防水结构或防水构造受到破坏面渗漏水时，向破坏处(孔隙、裂缝等)及其附近注入防水材料，起一个修复作用，故常称为堵漏。此外，在预制构件的接缝处，要做好密封措施，实际上也是一种堵水方法。