螺旋軟風(fēng)管在隧道施工通風(fēng)中的應(yīng)用

摘? 要：為提高隧道通風(fēng)效果，降低通風(fēng)成本，隧道施工通風(fēng)應(yīng)選用新型通風(fēng)管道螺旋軟風(fēng)管，螺旋軟風(fēng)管改變以往隧道風(fēng)管直縫拼接造成布料受力膨脹，風(fēng)管中部鼓大，通風(fēng)阻力增加的弊端，改用螺旋焊接，提高軟管質(zhì)量，改善風(fēng)管受力條件，延長風(fēng)管每節(jié)長度，減少節(jié)頭漏風(fēng)，降低漏風(fēng)率，增強(qiáng)通風(fēng)效果，在有效降低隧道內(nèi)粉塵濃度及有害氣體濃度的同時，還能很大程度上降低隧道施工通風(fēng)措施成本。

關(guān)鍵詞：隧道通風(fēng);螺旋軟風(fēng)管;應(yīng)用

中圖分類號：U453.5? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A ? ? ? 文章編號：1671-2064（2019）24-0000-00

0 引言

敦當(dāng)高速公路阿爾金山隧道為敦當(dāng)高速公路控制性工程，隧道為分離式雙洞隧道，雙向四車道。右線長7527m;左線長7525m，總長度15052m，最大埋深530m，屬于高寒干旱地區(qū)石質(zhì)特長隧道。由于是特長隧道，這就給隧道施工通風(fēng)造成很大的困難，尤其是隧道掘進(jìn)到1800米后，通風(fēng)就更加困難，隧道內(nèi)粉塵濃度及有害氣體濃度在通風(fēng)不利的條件下不斷增高，嚴(yán)重危害施工作業(yè)人員的身體健康，同時粉塵加快機(jī)械設(shè)備運(yùn)動零部件的磨損，縮短設(shè)備使用壽命，嚴(yán)重時有些粉塵氣體在一定條件下發(fā)生爆炸，造成重大安全事故。因此隧道通風(fēng)措施的有效與否直接決定了隧道內(nèi)粉塵濃度及有害氣體濃度是否在安全控制范圍內(nèi)，從而保障隧道施工作業(yè)人員及設(shè)備的安全?，F(xiàn)階段阿爾金山隧道通風(fēng)措施主要為大功率風(fēng)機(jī)通過通風(fēng)管道將風(fēng)送至施工作業(yè)面，凈化隧道內(nèi)空氣質(zhì)量，從而降低粉塵濃度及有害氣體濃度，因此通風(fēng)管道的選用在很大程度上決定了隧道通風(fēng)效果的好壞。

1 隧道施工常用通風(fēng)管道的優(yōu)缺點(diǎn)

（1）通常情況下正壓風(fēng)筒是10M一節(jié)，主要組成材料為橡膠涂覆布、塑料涂覆布，中間沒有骨架，采用熱合整體一次成型工藝，縱向無接縫，橫向接縫較多，容易脫節(jié)、涂覆布撕裂、接縫開口，風(fēng)阻較大，漏風(fēng)大。風(fēng)筒直徑大于1.5米時容易造成焊縫、接縫開裂。

（2） 負(fù)壓風(fēng)筒是由無數(shù)個風(fēng)筒鋼圈配合涂覆布組成，也俗稱骨架風(fēng)筒，風(fēng)口是向里面吸風(fēng)，送風(fēng)時易轉(zhuǎn)彎，采用熱合工藝制作而成。具有阻燃、抗靜電、風(fēng)阻小、漏風(fēng)率低、強(qiáng)度高等特點(diǎn)。但缺點(diǎn)是接縫較多，容易脫節(jié)、涂覆布撕裂、接縫開口。

（3）剛性風(fēng)筒一般由厚2～3mm的鐵板卷制而成。鐵風(fēng)筒的優(yōu)點(diǎn)是堅固耐用，使用時間長，各種通風(fēng)方式均可使用。缺點(diǎn)是成本高，易腐蝕，笨重，拆、裝、運(yùn)不方便，在彎曲巷道中使用困難。鐵風(fēng)筒在隧道施工中使用日漸減少。

（4）柔性風(fēng)筒主要有帆布風(fēng)筒、膠布風(fēng)筒和人造革風(fēng)筒等。柔性風(fēng)筒的優(yōu)點(diǎn)是輕便，拆裝搬運(yùn)容易，接頭少。缺點(diǎn)是強(qiáng)度低，易損壞，使用時間短，且只能用于壓入式通風(fēng)。

2 新型通風(fēng)管道螺旋軟風(fēng)管的特點(diǎn)

（1）螺旋軟風(fēng)管采用專利螺旋焊接技術(shù)，整節(jié)風(fēng)管的橫向延伸率得到有效控制，克服了“香腸狀”現(xiàn)象，氣流不紊亂，增強(qiáng)了通風(fēng)氣流的穩(wěn)定性，減少阻力，提高通風(fēng)效率，降低風(fēng)機(jī)功率。

（2）螺旋風(fēng)管最大程度延長了每節(jié)風(fēng)管的長度，每節(jié)長度可延伸到50米，減少了風(fēng)管接頭，有效降低了風(fēng)管接頭漏風(fēng)率。

（3）螺旋軟風(fēng)管采用專利螺旋焊接技術(shù)后，整節(jié)風(fēng)管一條焊縫，漏風(fēng)小，風(fēng)管布在高壓下不易延伸，最大程度的杜絕了風(fēng)布延伸露出毛細(xì)孔滲漏風(fēng)的現(xiàn)象。

（4）螺旋軟風(fēng)管選用了高強(qiáng)度布基，抗拉，抗撕，抗老化，可以重復(fù)使用2-3次，降低使用成本。

（5）螺旋軟風(fēng)管百米漏風(fēng)率經(jīng)烏鞘嶺隧道施工通風(fēng)實測為1%，有效控制了漏風(fēng)率，提高了通風(fēng)效果。

3 螺旋軟風(fēng)管與常用通風(fēng)管道使用效果對比分析

阿爾金山隧道施工通風(fēng)前期采用的通風(fēng)管道為負(fù)壓風(fēng)筒，但是在掘進(jìn)深度至1800米后，負(fù)壓風(fēng)筒的通風(fēng)效果明顯降低，隧道內(nèi)粉塵濃度及有害氣體濃度不斷增高，嚴(yán)重危害施工人員身體健康的同時，造成隧道內(nèi)施工環(huán)境惡化，施工人員呼吸困難，能見度降低，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)效率下降，施工進(jìn)度嚴(yán)重滯后。為了改善施工環(huán)境，保障施工人員人身健康，阿爾金山隧道入口右線通風(fēng)管道改用螺旋軟風(fēng)管，進(jìn)過一個月的使用檢測（如表1所示），隧道入口右線掌子面相比左線掌子面粉塵濃度及有害氣體濃度明顯下降，其中粉塵濃度平均下降72%，有害氣體濃度平均下降80%，通風(fēng)效果顯著提高，有效的改善了隧道內(nèi)施工作業(yè)環(huán)境。

4 螺旋軟風(fēng)管與常用通風(fēng)管道經(jīng)濟(jì)成本對比分析

阿爾金山隧道入口右線改用螺旋軟風(fēng)管通風(fēng)后，通風(fēng)效果顯著提高，但螺旋軟風(fēng)管較負(fù)壓風(fēng)筒購置單價較高，從通風(fēng)效果及經(jīng)濟(jì)成本兩方面綜合考慮，阿爾金山隧道施工單位以目前隧道入口左右線采用不同通風(fēng)管道的通風(fēng)方案進(jìn)行了詳細(xì)的成本對比分析。阿爾金山隧道單洞長度為7500米左右，施工方式為隧道出、入口兩端同時施工，則隧道入口掘進(jìn)長度為3750米，按照已完工的隧道長度計算，月掘進(jìn)量為80米/月，則工期為46個月。隧道入口左線采用額定功率為110KW*2的風(fēng)機(jī)，通風(fēng)管道采用負(fù)壓風(fēng)筒，由于負(fù)壓風(fēng)筒最大送風(fēng)距離為1800米，待隧道掘進(jìn)至1800米后，為保證通風(fēng)效果，需采用二次接力送風(fēng)方式，必須再增加1臺額定功率為110KW*2的風(fēng)機(jī)。隧道入口右線采用額定功率為110KW*2的風(fēng)機(jī)，通風(fēng)管道采用螺旋軟風(fēng)管，由于螺旋軟風(fēng)管最大通風(fēng)距離為3500-4000米，因此隧道掘進(jìn)至1800米后，無需二次送風(fēng)，也不用增設(shè)風(fēng)機(jī)。具體成本對比分析如表2和表3所示。

入口右線月電費(fèi)為71136元/月，工期為46月，則隧道入口右線總電費(fèi)計算如下：

入口左線月電費(fèi)為初次送風(fēng)99216元/月，二次接力送風(fēng)95472元/月，二次接力送風(fēng)是在隧道長度掘進(jìn)至1800米后再進(jìn)行，因此二次接力送風(fēng)工期大約為24月，隧道入口左線總電費(fèi)計算如下：

隧道入口右線配置功率110KW*2的風(fēng)機(jī)1臺，采購成本為132000元，螺旋軟風(fēng)管采購3750米，單價為126元/米，采購成本為472500元;隧道入口左線配置功率功率110KW*2的風(fēng)機(jī)2臺（其中1臺為二次接力風(fēng)機(jī)），采購成本為264000元，負(fù)壓風(fēng)筒采購3750米，單價為68元/米，采購成本為255000元。隧道入口左右線通風(fēng)措施總成本對比如表5所示。

通過成本對比分析所得，隧道入口右線通風(fēng)措施總成本為3876756元，比隧道入口左線通風(fēng)措施總成本4993080元要節(jié)省成本費(fèi)1116324元。

5 螺旋軟風(fēng)管的使用安裝與修補(bǔ)

5.1 螺旋軟風(fēng)管的選用

螺旋軟風(fēng)管的選用應(yīng)根據(jù)隧道的長度進(jìn)行，一般情況下隧道單向施工長度在1800米以內(nèi)，考慮到螺旋軟風(fēng)管的采購單價較高，應(yīng)選用常用的正壓風(fēng)筒或負(fù)壓風(fēng)筒。但是隧道單向施工長度超過1800米以后，由于螺旋軟風(fēng)管最大通風(fēng)距離為3500-4000米，百米漏風(fēng)率很低，無需進(jìn)行二次送風(fēng)，節(jié)省了二次送風(fēng)造成的設(shè)備、電費(fèi)成本，因此選用螺旋軟風(fēng)管。隧道單向施工長度在1800米-2500米范圍內(nèi)，則選用直徑為1500mm的綠色FS100型風(fēng)管，隧道單向施工長度在2500米-3500米范圍內(nèi)，則選用直徑為1800mm的FS100型風(fēng)管，具體選擇標(biāo)準(zhǔn)施工單位可根據(jù)隧道施工長度、通風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)及螺旋軟風(fēng)管的不同型號來選擇。

5.2 螺旋軟風(fēng)管的安裝

螺旋軟風(fēng)管每節(jié)采用高強(qiáng)度拉鏈連接，每節(jié)螺旋風(fēng)管接頭帶有內(nèi)、外翻邊，每節(jié)螺旋風(fēng)管的長度以拉鏈之間距離計算。螺旋風(fēng)管吊環(huán)采用帶孔的金屬螺栓，間隔70—100cm，堅固而不會脫落，先在隧道壁（頂）用膨脹螺栓固定雙股8#鐵線，拉緊安平后，將螺旋風(fēng)管吊環(huán)固在8#鐵線套上，再拉直風(fēng)管，固定吊環(huán)。

5.3 螺旋風(fēng)管的修補(bǔ)

當(dāng)螺旋風(fēng)管在使用中破損時，采用專用熱風(fēng)焊槍粘補(bǔ)，經(jīng)修補(bǔ)的螺旋風(fēng)管一般能用兩個工地。

6 結(jié)論

通過隧道通風(fēng)效果及經(jīng)濟(jì)成本對比分析得出結(jié)論，隧道長度超過3000米的中長及特長隧道施工通風(fēng)風(fēng)管應(yīng)選用新型通風(fēng)管道螺旋軟風(fēng)管。由于螺旋軟風(fēng)管采用螺旋焊接，可延長風(fēng)管每節(jié)長度，減少風(fēng)管節(jié)頭，降低漏風(fēng)，在提高同類軟管質(zhì)量的同時，降低漏風(fēng)率，其平均百米漏風(fēng)率小于1%，增強(qiáng)通風(fēng)效果，有效降低隧道內(nèi)施工作業(yè)面粉塵濃度及有害氣體濃度，改善隧道內(nèi)施工作業(yè)環(huán)境，保障施工作業(yè)人員的人身健康安全。同時螺旋軟風(fēng)管安裝簡便，通風(fēng)距離較長，可重復(fù)利用，相對于同類風(fēng)管綜合成本占據(jù)很大的優(yōu)勢，很大程度上能夠降低隧道施工通風(fēng)措施成本。

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收稿日期：2019-11-25

作者簡介：王平壽（1980—），男，甘肅永昌人，大專，工程師，研究方向：設(shè)備材料管理及應(yīng)用。