探討瓦斯隧道施工通風(fēng)技術(shù)
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公路隧道在穿越煤系地層時，瓦斯等有害氣體的突出是普遍現(xiàn)象。甲烷是瓦斯氣體中的主要成分，在隧道掘進(jìn)的過程中，如若遇到了煤層地系，開挖隧道過程就可能使這些區(qū)域的圍巖破碎，或者使原有的裂隙發(fā)育，讓其內(nèi)部的瓦斯氣體泄漏出來。爆炸是瓦斯氣體導(dǎo)致災(zāi)害的主要現(xiàn)象。如果瓦斯在隧道內(nèi)引發(fā)爆炸，區(qū)域內(nèi)的溫度可達(dá)到2000℃甚至以上，并且將隧道內(nèi)的氧氣快速消耗，同時生成大量有害氣體，對隧道內(nèi)部的作業(yè)人員造成人身安全的威脅。因此在隧道進(jìn)行掘進(jìn)開挖時，需要對該隧道通風(fēng)工程有一個整體的認(rèn)識并且確立合適的通風(fēng)方案，以保障隧道工程施工作業(yè)人員的人身安全，保證施工作業(yè)安全且有效率地進(jìn)行。
隧道施工通風(fēng)的必要性和現(xiàn)狀
隧道施工通風(fēng)工程的必要性
在隧道的掘進(jìn)工程中，隧道工程的各個分支項目得以開展的時候，此時隧道內(nèi)部的施工作業(yè)人員隨之開始進(jìn)入山體的深處，隧道內(nèi)部的含氧量開始逐漸降低，并且空氣中還會混雜其他有害于人體的有毒氣體，隨之隧道內(nèi)部的空氣質(zhì)量變得較差，因此隧道內(nèi)部的施工作業(yè)人員的安全會受到一定行業(yè)曲線linkindustryappraisementDOI：10.3969/j.issn.1001-8972.2020.22.029可替代度影響力可實現(xiàn)度行業(yè)關(guān)聯(lián)度真實度的威脅。所以，相應(yīng)的隧道通風(fēng)措施是隧道掘進(jìn)過程中的必要環(huán)節(jié)。對應(yīng)且適當(dāng)?shù)乃淼劳L(fēng)工程，可以將隧道內(nèi)的瓦斯等有害氣體含量降至遠(yuǎn)低于威脅人員安全的濃度水平，并且保證隧道內(nèi)的含氧量能夠達(dá)到施工作業(yè)人員在施工作業(yè)中正常呼吸的水平，在優(yōu)化作業(yè)環(huán)境的同時提高作業(yè)人員的作業(yè)效率，保證工程安全有序地完成，達(dá)到改善工程施工質(zhì)量地目的。如果在隧道工程中，沒有做好工程措施來保障較好的通風(fēng)工作，隧道內(nèi)部的氧氣濃度含量會降低，相應(yīng)地，有害氣體的濃度隨之升高。同時，因為隧道內(nèi)部的光線相對不好，這也使現(xiàn)場施工作業(yè)人員不能對現(xiàn)場的具體情況進(jìn)行全面的了解和認(rèn)識，對現(xiàn)場地質(zhì)情況的地質(zhì)情況掌握不夠全面。這樣就會造成周圍巖體的穩(wěn)定性不能及時得到技術(shù)人員地檢驗，施工工藝也不能及時的根據(jù)現(xiàn)場情況進(jìn)行相應(yīng)地調(diào)整。如果在隧道工程中無法及時發(fā)現(xiàn)巖石松動地問題，就會對現(xiàn)場施工作業(yè)人員的安全造成威脅，從而導(dǎo)致隧道施工安全事故概率的增加。
隧道施工通風(fēng)技術(shù)現(xiàn)狀
現(xiàn)目前，我國的隧道通風(fēng)技術(shù)還較為落后，這也是在隧道通風(fēng)工程中，通風(fēng)的質(zhì)量不能達(dá)到安全標(biāo)準(zhǔn)的原因所在。通風(fēng)質(zhì)量達(dá)不到安全標(biāo)準(zhǔn)也會對隧道施工帶來比較嚴(yán)重的影響。在隧道施工掘進(jìn)過程中，特別是特長隧道的施工，通風(fēng)工程的質(zhì)量問題在其中普遍存在。現(xiàn)目前，我國的隧道通風(fēng)主要采用兩種通風(fēng)方式，一種是管道通風(fēng)，另一種是巷道通風(fēng)。因為通風(fēng)方式的單一，所以我國的通風(fēng)技術(shù)和國外還存在著一定的技術(shù)差距。隧道通風(fēng)工程是環(huán)保工程中非常重要的一種，因為它包含有隧道內(nèi)部的環(huán)境保護(hù)和隧道外部的環(huán)境保護(hù)。但是由于現(xiàn)在大部分隧道的施工都在野外，隧道內(nèi)部的環(huán)境保護(hù)工作就成為了隧道通風(fēng)環(huán)保工程的重中之重。
隧道施工通風(fēng)技術(shù)要點
在合理的隧道通風(fēng)方案的制定過程中，隧道規(guī)模的大小是需要考慮的重要因素。在保證隧道內(nèi)施工通風(fēng)能供給作業(yè)人員舒適環(huán)境的基礎(chǔ)上，需要對現(xiàn)有的設(shè)備進(jìn)行充分利用，并且進(jìn)行合理的管理和適當(dāng)?shù)恼{(diào)配，進(jìn)而在提高通風(fēng)效率的同時，有效地降低成本，達(dá)到節(jié)約且節(jié)能的目的。
根據(jù)隧道的長度，選取適宜的風(fēng)機(jī)
對通風(fēng)風(fēng)機(jī)設(shè)備的科學(xué)選型，也是隧道通風(fēng)工程中的重要且關(guān)鍵的環(huán)節(jié)。通風(fēng)風(fēng)機(jī)設(shè)備的選型需要根據(jù)隧道施工段的長度來進(jìn)行選擇。如果施工隧道的長度較短，那高風(fēng)壓的通風(fēng)設(shè)備對其進(jìn)行通風(fēng)就會造成比較大的資源浪費(fèi)。但是如果施工隧道的長度比較長，較低風(fēng)壓的設(shè)備也不能保障施工隧道安全通風(fēng)的需求。所以在實際的隧道通風(fēng)工程中，應(yīng)該將多級風(fēng)機(jī)設(shè)備進(jìn)行組合運(yùn)用，并且根據(jù)現(xiàn)場不同的情況，選擇更合適的通風(fēng)風(fēng)機(jī)設(shè)備。這樣就能在保證隧道通風(fēng)的安全要求的時，也能達(dá)到資源節(jié)約，節(jié)能環(huán)保的目的。
綜合考慮，選取適宜的風(fēng)管
在選用風(fēng)管的時候，應(yīng)該首先綜合考慮技術(shù)方面和經(jīng)濟(jì)方面，確保能選擇到適宜且適合，并且質(zhì)量優(yōu)質(zhì)的風(fēng)管。在保證通風(fēng)方案比較經(jīng)濟(jì)的同時，也能對隧道內(nèi)施工時候的通風(fēng)質(zhì)量進(jìn)行保證。1）風(fēng)壓損失因素。風(fēng)壓的損失因素，關(guān)鍵取決于通風(fēng)風(fēng)管的直徑大小。一般在隧道施工的過程中為了達(dá)到施工通風(fēng)的需求，通風(fēng)風(fēng)管一般都是選用較大直徑。并且在一定情況下，風(fēng)管直徑越大，越能降低通風(fēng)過程的摩擦風(fēng)阻，并且能夠降低通風(fēng)風(fēng)機(jī)的運(yùn)行功率，降低能耗，有效的減少通風(fēng)的成本。2）管道摩阻損失因素。在對管道進(jìn)行選型時，應(yīng)該優(yōu)先選擇橡膠材質(zhì)的風(fēng)管。因為這種材質(zhì)的風(fēng)管不僅內(nèi)壁光滑，并且質(zhì)量比較好，風(fēng)管的銜接處也是用細(xì)針縫制的。風(fēng)管在進(jìn)行安裝的時候，應(yīng)該要保證風(fēng)管處于挺直和順平的狀態(tài)，這樣才能讓風(fēng)管在通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行時，更加地平穩(wěn)，順暢。3）管道漏風(fēng)損失因素。因為風(fēng)管在制作的時候會受到制作技術(shù)的影響，在銜接的位置會因為針線針頭和針眼的位置而出現(xiàn)漏風(fēng)的問題，而且在通風(fēng)運(yùn)行中也會出現(xiàn)破損并且導(dǎo)致漏風(fēng)的現(xiàn)象。所以，在風(fēng)管制作的時候，增加通風(fēng)風(fēng)管長度的同時，也要盡可能地減少風(fēng)管銜接口地數(shù)量。在風(fēng)管投入使用的時候也需要做好防風(fēng)工作，做好日常對風(fēng)管地護(hù)理，及時并且準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)風(fēng)管內(nèi)的破損漏風(fēng)位置，并用相應(yīng)且適宜的措施進(jìn)行處理。
完普通風(fēng)保障措施
在對隧道進(jìn)行掘進(jìn)施工的時候，運(yùn)用通風(fēng)工程將隧道內(nèi)部的空氣質(zhì)量改善到理想的水平是隧道通風(fēng)工程的目標(biāo)。不僅需要將更加適宜實際環(huán)境的通風(fēng)方式運(yùn)用于其中，也需要在日常的隧道通風(fēng)工作中加強(qiáng)組織管理，運(yùn)用較為全面并且有效的通風(fēng)措施。1）做好隧道施工時的防塵措施。水幕降塵是對隧道內(nèi)灰塵處理行之有效的方法。水幕降塵不僅對儀器設(shè)備的需求比較簡單，并且實用性強(qiáng)，宜操作，在達(dá)到比較好的降塵效果的同時也能優(yōu)化隧道內(nèi)部的空氣質(zhì)量。2）優(yōu)化隧道通風(fēng)系統(tǒng)。在隧道進(jìn)行通風(fēng)的時候，防止內(nèi)部通風(fēng)系統(tǒng)出現(xiàn)循環(huán)風(fēng)，保證施工過程中產(chǎn)生的有害氣體能夠及時且徹底地排除隧道內(nèi)部。3）保證風(fēng)機(jī)設(shè)備運(yùn)行時間。只有保證通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行合適地時間，才能滿足隧道內(nèi)部的空氣環(huán)境需求，不會因為通風(fēng)時間不足而導(dǎo)致有害氣體在隧道內(nèi)部積累的問題。4）保障隧道施工人員安全。在施工作業(yè)前，應(yīng)當(dāng)對施工人員進(jìn)行隧道通風(fēng)的安全知識培訓(xùn)，樹立其安全意識，重視通風(fēng)工程中安全的重要性。
施工區(qū)域的科學(xué)劃分
在隧道進(jìn)行掘進(jìn)施工的時候，需要結(jié)合施工現(xiàn)場的具體情況來將施工區(qū)域進(jìn)行科學(xué)的劃分。每一個施工區(qū)域都需要有對應(yīng)的施工方案。現(xiàn)在智能化的機(jī)械更多地用于隧道工程中，制定的隧道通風(fēng)方案和通風(fēng)過程中運(yùn)用的儀器設(shè)備數(shù)量更加具有關(guān)聯(lián)性。科學(xué)的施工區(qū)域劃分也可以有效降低施工隧道通風(fēng)的成本，但是要想進(jìn)一步的降低成本，可能還需要在隧道通風(fēng)設(shè)備運(yùn)行時。加強(qiáng)對風(fēng)機(jī)的定期檢查和維護(hù)，并盡可能地將隧道內(nèi)部地空氣壓力降低。
完善通風(fēng)管理工作
在隧道工程中，隧道通風(fēng)管理制度是其中的一項重要工作。現(xiàn)場的人員需要根據(jù)隧道工程的實際情況制定對應(yīng)的隧道通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)，并且分配專業(yè)的人員對隧道通風(fēng)的各個儀器設(shè)備進(jìn)行日常的檢查和維護(hù)。在隧道掘進(jìn)的過程中，施工爆破作業(yè)是不可避免的，所以現(xiàn)場需要作業(yè)人員在隧道工程進(jìn)行施工爆破作業(yè)的時候?qū)νL(fēng)風(fēng)管和風(fēng)機(jī)等設(shè)備進(jìn)行防護(hù)。在爆破作業(yè)后，及時拆除對風(fēng)機(jī)設(shè)備等的防護(hù)并開啟風(fēng)機(jī)設(shè)備，隨時保證施工作業(yè)人員的安全，從而保障施工的效率。
結(jié)語
在隧道施工作業(yè)前，就需要現(xiàn)場人員對施工過程中可能遇到的瓦斯風(fēng)險進(jìn)行研究，做好各種緊急預(yù)案，在加強(qiáng)施工作業(yè)人員對于通風(fēng)工程的安全教育的同時也做好瓦斯災(zāi)害的預(yù)防和防治措施，擬定出一套符合規(guī)范，符合現(xiàn)場實際作業(yè)情況的科學(xué)施工和通風(fēng)方案，使得在開挖隧道遇到瓦斯災(zāi)害時能夠從容應(yīng)對，在隧道正常開挖掘進(jìn)的時候能夠使內(nèi)部空氣達(dá)到施工作業(yè)人員正常呼吸的標(biāo)準(zhǔn)。現(xiàn)代化的隧道施工作業(yè)，不僅給施工作業(yè)人員樹立正確的通風(fēng)安全意識，也需要在施工作業(yè)時給施工作業(yè)人員推廣和應(yīng)用新技術(shù)，在保證現(xiàn)場人員安全的同時，保障隧道施工通風(fēng)工程的質(zhì)量，提高隧道掘進(jìn)的效率，使隧道工程能夠保質(zhì)保量，按時完成。
作者：王閱章 李鳴 宿成智 張立爽 閆少澤 單位：中交路橋建設(shè)有限公司
