摘 要 在黄土层施工面临土质松软等地质问题，而这种情况遇到具有瓦斯的大长隧道时，其问题更加复杂多变。
关键词 黄土；瓦斯；强力通风
前言
面对大长隧道，通风是必需的安全措施，保证空气的正常流通，才能保证施工的安全有序，在黄土、瓦斯的特殊环境下，我们更需要应用强力通风技术来保证施工人员的安全。
1 强力通风技术简介
1.1 强力通风技术概况
目前隧道施工常用的通风方式有自然通风，压入，抽风，混合，隧道通风等。其中，隧道通风方式特别适用于平面导轨隧道。隧道通风方式的核心是在隧道入口附近设置风扇，并将挖掘出来的隧道作为通风管道通风。另外，在超长隧道施工中采用辅助隧道进行施工通风，大大增加了单通风的距离，降低了施工成本，具有广泛的适用性。仅凭辅助隧道没有条件设置辅助隧道，只能从进口和出口两个掌子面掘进。
1.2 强力通风技术目的和意义
隧道通风是隧道安全生产的基本保证。这是其他工作的先决条件，也是除去有害气体和粉尘的最基本的基本方法，也可以防止煤炭的自燃。隧道的通风系统取决于通风系统的通风能力和系统稳定性。这与隧道的设计和后期使用的管理密切相关，影响后期隧道的生产和施工。隧道通风是降低有害气体及粉尘最有效的处理方法。对消除隧道内的有害热量也有非常明显的效果，营造良好的工作环境。统计显示，有效的通风方式可以排放80%〜90%的隧道瓦斯总排放量。建筑机械排放量的70%至80%。对于配备降尘装置的隧道施工区域，通风可减少降尘后剩余灰尘的20%〜30%。对于受热损坏的隧道，通风可以从工作表面释放热量。60〜70%。根据这些资料可以发现，隧道通风是隧道安全施工的基础工作，起到了消除瓦斯，粉尘，保证气候条件的基础性作用，是隧道安全施工的基本条件。在隧道开挖过程中，合理的通风系统对提高隧道抗灾能力具有重要意义。同时，合理的通风系统也可以有效降低隧道事故发生的概率，提高隧道的整体经济效益。由于隧道通风系统随着隧道的生产而发生动态变化，应及时进行通风系统的优化，以提高隧道的防灾减灾能力，从而合理控制通风系统的通风成本[1]。
2 通风设施
2.1 通风设计
某铁路隧道长8728.55m，施工时设置3个斜井辅助施工。进、出口工区各安装2台通风机、各配1套风管，1号斜井、2号斜井、3号斜井工区各安装2台通风机、各配2套风管，每个工区作业面设置局扇5台，供电为双回路制。在隧道施工通风设计中按排放瓦斯要求能力配置主风机的备用风机。
该隧道压入式通风主要选择轴流风机和射流风机两种，隧道长度大于1km后，采用射流风机辅助通风。风管选用过φ1.6m双抗风管（阻燃、抗静电）。
2.2 通风计算
在整个隧道施工过程中，作业环境应符合下列职业健康安全标准：
空气中的氧气含量不得低于20%体积。允许的粉尘浓度，每立方米空气中含有超过10%游离二氧化硅的粉尘不应超过2mg。每立方米空气中含有少于10%游离二氧化硅的矿物粉尘不得超过4mg。爆破气体隧道时，爆破现场20m范圍内气流中气体浓度必须小于1.0%，总回风流量中气体浓度应小于0.75%。当挖掘面上的气体浓度大于1.5%时，必须将所有人员移到安全的地方并加强通风。有害气体允许的最高允许浓度：一氧化碳最高允许浓度为30mg/m3，但工作时间不得超过30min；二氧化碳的体积不得超过0.5%；氮氧化物（转化为NO2）应小于5mg/m3。隧道内的温度不得超过28°C。隧道噪声不得超过90dB。隧道施工通风应该为洞内每次作业提供最少量的空气。每个人应该提供4立方米/分钟的新鲜空气。气体隧道施工时防止气体团聚的风速不得低于1m/s。
2.3 计算参数
按照《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）的规定，结合施工组织，计算参数如下：
供给每人的新鲜空气量按m=4m3/min计；按照分部开挖的最不利因素，隧道施工通风最小风速安Vmin=0.25m/s计；隧道内气温不超过28℃；正洞最大开挖面积按Sz=110㎡；正洞上断面开挖爆破一次最大用药量A=96kg（台阶法开挖，每循环进尺2m）；正洞放泡后通风时间按t=20min计；风管百米漏风率β=1%，风管内摩擦阻力系数为λ=0.0078。
2.4 风机及风管配置
根据风量计算要求隧道进口、出口选用的型号为：
1台（2×132kW）型轴流风机通过1道管路同时供风，产风量为9600m³/min，可满足隧道需求风7951m³/min要求。
斜井选用的型号为：
1台（2×132kW）型轴流风机通过2道管路同时供风，产风量为19200m³/min，可满足隧道需求风量15902m³/min要求。
单工作面风速验算：按取最大风量9600m³/min，采用断面S=110㎡验算，最大风速为9600/100/60=1.6m/s；因1.6m/s>1m/s，在隧道正洞顶部不可能形成瓦斯层流满足通风要求。（注132kW风机的产风量为43～115m³/s，取80m³/s，则产风量为4800m³/min）计算所需风量还应考虑风阻、风耗因素，以选取供风量合适的通风机。由于风管阻力与风管直径的5次方成反比，所以应尽可能选用大直径风管，风管直径以φ1.6m为宜[2]。
3 施工注意事项
事实证明，通风结构通风是有效的。爆破后，通风15分钟，进风和回风道，测得的气体浓度低于0.3%，硫化氢气体含量几乎为零，在渣输送中连续通风，有害气体浓度更低，保证了顺利施工，达到预期目的，避免瓦斯事故和硫化氢瓦斯中毒事件。喷射通风适用于长长隧道的通风。与传统的巷道通风相比，增压通风的优点是不需要在主井中安装阻尼器来干扰矿渣进料，防止空气通过巷道吹入。来自新鲜空气的气流逆转。同时，风扇布置在孔内，布局相对简单。没有必要在风管内建立一个特殊的通风室。
4 对长大黄土瓦斯隧道通风技术未来的展望
虽然在长期黄土气体通道通风技术中使用的喷射通风方面已经取得了一些经验，但理论和设备研究还需要进一步完善。特别是在气体有害气体隧道喷射施工的设计计算方面进行了大量的研究工作，提出了更好的现场施工方案。
5 结束语
对于长大黄土瓦斯隧道施工，我们采用强力通风技术，在了解其特殊的地质结构后，提出具有针对性的方案，保障安全施工，保障施工人员的人身安全，是强力通风技术的首要目的。最终在长大黄土瓦斯隧道施工中将技术与方案不断完善。
参考文献
[1] 铁道部第二勘测设计院.铁路工程设计技术手册———隧道[M].北京：中国铁道出版社，2016：22-27.
[2] 关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2016： 117.