第35卷第17期
2009年6月山西建筑SHAⅨIARCHITFn『RE
VoI_35No．17
Jun．2009·303·
文章编号：1009—6825(2009)17—0303．03
小断面长距离管道隧道施工通风技术
周武艺王晓明
摘要：结合尖山2号管道隧洞工程实践，较详细地介绍了小断面、长距离管道隧洞施工通风的方案选择、实施改进、动
态分析，对困难条件下的隧洞施工通风有一定的现实意义，从而推广隧道通风技术的应用。
关键词：小断面，隧道施工，通风方案
中图分类号：U455文献标识码：A
1工程概况
尖山2号隧道工程是国家“十一五”计划中的第五大工程——
川气东送工程中为解决输气管道通过山体而设的管道隧道。该
隧道工程于2007年8月12日正式开工，2008年4月9日隧洞全
线顺利贯通(中间因湖北遭遇50年不遇的冰雪灾害天气而停工
两个月)。在该隧道进口的施工中成功地实现了小断面隧洞的长
距离单口通风(总通风距离1410m)。
2施工通风技术的难点
x3弦杆最大轴拉力为：177t<[N]=224t；
N0DAI8CLUIION
SⅡP=1
B=1
012．09524．1936286
6．048181433023842．333
图4主桁架变形计算图
LESIRE
S狂P=1
旧=1
1]～E=1
12
M=一．41兜
日皿vI=2
～X=．403E+
日互M=40
U
F
^CEL
419E+07一．23+07—538475．12呃+07，3l巫+07
一
．328E+07一．14皿+07374967220E+07加3E+07
图5轴力计算图
F1斜腹杆最大轴拉力为：403t>[Nj=340t，需补强；
F1斜腹杆最大轴压力为：136t<[N]=246t；
该隧道施工通风的技术难点主要表现在以下三个方面：1)隧
洞设计断面小，宽×高为3．8m×3．3m；洞内采用ZL30侧倾装载
机装渣，小型农运车运输；运输设备的宽×高为2．35m×2．2m，
剩余空间很少，在很大程度上限制了风机和通风筒的尺寸。2)单
口通风距离长，单口通风距离长达1410m。3)隧道内呈“人”字
坡，中间最高处高出洞口达55m，逆向排烟比较困难，也增加了对
通风设备的要求。要保证相应的掘进速度，对通风时间有严格的
限制，所以在这样的条件下实施如此长距离的管道通风，具有很大
F6挂杆最大轴压力为：118t<[N]=156t。
主桁各杆件轴力计算结果如下(见图6)：
弦杆所受最大弯矩为：8．5t·m。
UNESIRE蹯
SⅡ=1
sUB=1
，rnE=
1
凡佃N=
口M=
～AX：
日L日Ⅵ=
U
F
ACEL
4
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§r，、
＼7’一
’’
一
．z匕+一l+一．187E+08．1+08479E+08
．鹋砸+08．35+08加亚+o7．31压+o8．64亚+08
图6各杆件轴力计算图
4技术经济效果
通过对以上三种方案经济效果、技术效果及现场可操作性比
较，总结出采用制式器材(军用梁)拼装反力架方案总体效果优于
其他两种方案，现场采用方案序号为3的军用梁方案。
5结语
根据上述计算和经济技术效果比较，制式器材拼装反力架加
载装置满足2．0级静载试验要求，主要部件设计满足规范要求，
方案选择完全可行。
toatnngdesignonthegrade2．0staticloadexperimentof32mdoublelinessimpleboxbeam
ZHANGZhi-huai
Abstract：AccordingtotheloadingdesignpracticeOFIthegrade2．0staticloadexperimentof32mdoublelinessimpleboxbeam，thepaper
discussesthevariousdesignschememadmaingriddertrusscalculation，andthroughthecomparisonontheeconomicaleffect，technologicalef—
feetandoperabilityin-siteofthreeschemes，itconcludesthatthetotaleffectofusingtheauthorizedequipment(militarybeam)toassemblere—
actionframeiSbest．
Keywords：doublelinessimpleboxbeam，staticloadexperiment，maingriddertruss，reactionframe
收稿日期：2009。02．18
作者简介：周武艺(1976．)，男，工程师，中铁三局五公司，山西晋中030600
王晓明(1976．)，男，工程师，中铁三局五公司，山西晋中030600
蓦弓F一
．．第35卷篓17耆西建筑304200961．14·-年月。
的难度。
3通风方案的确定
3．1风机选择计算
首先进行通风量的计算，以压人式通风方式考虑。由于巷道
掘进距离很长，炮烟达到稀释安全长度时，前面巷道内空气中的
有害气体浓度已稀释至允许浓度，此时，在风量计算时，巷道通风
长度应取炮烟稀释安全长度。
再分别通过计算整个通风系统的动压、静压来确定系统所需
要的风压，以作为选择风机的供风风压标准。
3．2通风方案必须考虑的条件
1)根据该隧道的施工组织设计，施工通风应做一次长距离设
计，即从洞口直至掌子面附近。2)通风设计以管道压入式为主。
3)长距离通风宜采用大直径风筒，由于受隧洞空间的限制，在该
洞最大只能采用小于8001TI1Tt的风筒。若采用的风筒直径较小，
使得通风系统具有较大的风阻，因此对风筒的风阻和漏风率应有
严格的要求，才能保证良好通风效果。4)在隧道进口至洞内(上
坡)1000120_变坡点处的通风设计，风筒长度要达到1000r／)，如果
一台风机不能满足要求时，则采用两台风机串联方式解决。5)由
于上坡掘进，掌子面和洞口存在着“热压差”，因此可利用此压差
自掌子面向洞口排烟。
3．3通风系统布局的确定
根据通风设计分阶段考虑的原则，施工通风分为两个阶段，
第一阶段为进口向出口方向1000m，采用单台风机柔性管筒，压
入式送风，通过已掘进好的巷道排烟。第二阶段为洞内变坡点，
采用单台风机与洞口风机串联柔性管筒压人式送风。
4通风方案的实施及改进
4．1通风方案的实施
该工程2007年8月开工，由于对施工通风的难度考虑不足，
在施工初期，每个循环的通风排烟时间长达70min，严重影响了
施工进度。
4．1．1第一阶段的施工通风
第一阶段即进口至出口方向10001Tt的通风设计，经过计算
分析和对部分风机技术性能的比选，选用了YBT52—2防爆轴流式
局扇风机，其主要技术性能如下：
风机设计功率2×5．5kW；
设计风量145m3／min--225m3／min；
按照通风设计风筒直径由原来的500Hln1加大到800mm，单
节长度10m，接头形式为拉链链接式。
洞内空间重新分配利用，主要是将运输车及装载机的运动范
围限界向无通风筒的一侧移动30CFD_，使运输车及装载机沿隧洞
的一侧运行，通风筒布置在隧洞的另一侧，这样就可满足加大直
径后风筒的需要。
实施后，通风状况显著改善，工作面的通风排烟从70min缩
短到20min--30min左右，加快了施工进度。2008年3月隧洞进
口施工至变坡点，进口段共掘进了998rn。也就是说，隧洞进口的
小断面单机、小直径柔性风筒通风系统的通风距离达到了998ITI，
超过了800m的设想。
4．1．2第二阶段的施工通风
掘进至变坡点后，隧道坡度改为下坡，即按第二阶段的通风
设计安排施工，在变坡点增加一台YBT52—2轴流式风机与洞口风
机形成串联，风筒仍在原侧向掘进方向延伸，炮烟沿洞身至进口
排出洞外。其间对风机的安设位置进行了数次试验比较，此阶段
的通风距离仅达到1200m，经分析，原因之一是风机设在洞内，
进气流的自由度受到限制，影响了进风量；二是所用的风筒已使
用半年以上，加之洞内始终存在着很大湿度，致使老化严重，在吊
环脚处多处破损漏风，风筒表面涂层脱落，气流自织物的间隙外
逸，漏风率得不到有效控制。因此造成效率下降，未能达到预期
效果。
根据通风设计和前一阶段施工的实践，洞口一台YBT52—2轴
流式风机不具备单机送风1000in的能力。在2008年3月隧洞
掘进l100m后，按通风设计将风筒改用阻力小、漏风率低的新型
增强PVC维纶布拉链式风筒。风机设计采用洞口一台YBT-62
型轴流式风机，与洞内一台串联布置，串联风机布置在距进风口
1000m(变坡点)处的位置，以密闭式串联连接。
4．2改进措施
1)将进口风机YBT52—2轴流式风机更换为一台YBT-62型
轴流式风机，其技术性能如下：设计全压3200Pa～一680Pa；设
计风量240m3／min--370m3／min；风机功率22kW。改进后供风
量和供风压力有较大提高。2)更换风筒，购进拉链式PVC柔性
风筒，将洞内破损的风筒全部更换，以降低风筒阻力和漏风。
经改进后洞内通风效果明显提高，排烟及施工掘进循环时间
缩短，工程进度加快，2008年3月创造了开工以来单口月进度
2401TI的最好记录。
5通风效果的检测评价
自尖山2号隧洞开工后，随着隧道的正常掘进、通风管道的
延伸，实施了几种通风方案。为了解通风效果，对施工现场进行
了多次施工通风监测，包括管道系统的有效风量、平均百米漏风
率、平均百米静压损失、巷道的风速及风向、巷道的风量、CO的扩
散情况等项内容。
根据上述测试结果，对整个通风系统各个阶段的效果进行评价。
在掘进至变坡点前的施工通风，风筒末端的有效风量为
22．98m3／min
，全部是来自洞外的新鲜空气，放炮后30min空气
中的C0浓度即降到国家允许浓度之下，随后其浓度不断下降，故
工作面空气清新。此阶段风筒系统的百米漏风率最低为1．1500，
平均百米静压损失为94．638Pa，单机管道通风距离达到998m。
掘进至变坡点后采用的第二种通风方案，风筒末端所提供的
风量均有部分为洞内空气的循环风，所以工作面CO维持有
5mg／m3的本底值。这两种通风方案的管道系统的百米漏风率最低
为4．89，百米静压损失为116．99Pa，最长通风距离为3207ITI，放炮后
10min工作面的CO浓度为23．75nag／m3，30min后其浓度维持
在5mg／m3，达到了国家的允许浓度。
6通风管理要求
通风管理工作必须跟上，才能保证整个系统充分发挥作用。
经总结完善，制定的作业细则包括以下内容：
通风作业组的组成；喷射及模筑混凝土时预埋件的设置；风
筒悬挂铁线的安装；风筒吊装及平顺要求；通风机械的操作管理
要求；管路维修要求；工作面通风时间指标等多项内容。
通过实践，收到了明显的效果，当掘进达到贯通点时，工作面
的通风时间为25min，送到工作面的新鲜空气为12．28m3／min。
7技术先进性及推广前景
小断面的隧洞施工通风历来是我国地下工程施工中常遇到
而又难以解决的问题，以往铁路隧道施工中，独头掘进通风往往
不超过800m。国内在长距离管道通风方面的文献资料很少，但
在20世纪80年代后，随着技术的发展和设备性能的提高，施工通
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2009年6月山西建筑sHAN)(IARcHITECTURE
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文章编号：1009—6825f2009)17．0305—02
吕梁山隧道穿越青银高速公路的施工技术
陈岩
摘要：指出对于黄土隧道穿越高速公路的施工，选择一套合理的施工方案和正确的施工方法十分重要，以太中银铁路
吕梁山隧道穿越青银高速公路的施工为例，阐述了其施工方法、安全措施，从而为今后类似条件下的黄土隧道施工积累
经验。
关键词：浅埋黄土隧道，穿越高速公路，施工技术，安全措施
中图分类号：U455文献标识码：A
1工程概况
吕梁山隧道是太中银铁路重点控制工程，该隧道全长2o738m，
为太中银铁路最长隧道，也是目前国内第二长隧。该隧道DK129+
255至出口由中铁三局承担施工任务。本隧道设计为双洞隧道，
两洞间距30m。单洞开挖断面(宽)8．92m×(高)10．77m。隧道
出口段穿越青银高速公路。该段位于河流二级阶地，地层为新黄
土夹卵砾石层、老黄土夹卵砾石层及砂层，属V级围岩加强地段。
隧道洞顶至高速公路路面最小埋深为16m。左线隧道中线
DK139+748与高速公路中线K40+286相交，下穿高速公路地段
为DK139+810～DK139+690，长度为120m；右线隧道中线
DK139+709与高速公路中线K40+246相交，下穿高速公路地段
为DK139+795～DK139+650，长度为145m。
2总体施工方案、
1)在隧道下穿高速公路地段120m范围内，采用大管棚注浆
超前支护，支护拱部140。范围围岩；管棚采用中108mlTl钢管，每根
长18m，环向间距3根／m，每15m一环，搭接长度为3m，并且在
管棚内设钢筋笼，注水泥浆，提高管棚承载能力。2)初期支护采
用超前小导管对围岩孔隙进行超前预注浆，填塞隧道开挖断面内
外孔隙。小导管环向间距3根／m，外插角1o～3。；并设置格栅钢
架锚喷射混凝土加强支护，格栅钢架0．75m／榀。3)开挖采用短
台阶加临时仰拱法开挖，台阶长度不大于9m(洞身宽度)。上断
面采用预留核心土环形开挖，以维护围岩稳定。开挖完成后及时
施作锚喷支护，并辅以钢拱架支护，衬砌紧跟开挖面。上台阶采
风愈来愈多地采用管道通风，这方面已有不少的工程实例。但
是，像尖山2号隧洞这样小的断面、如此长的距离，实施独头管道
施工通风在我公司还没有先例。
此项通风技术的成功应用，在我公司承建的基建工程越来越
多的情况下，具有非常积极的实践意义。
参考文献：
用人工风镐开挖，下台阶采用挖掘机开挖，遇到孤石时，采用预裂
爆破破碎。4)左右线不同时开挖，即左线开挖并进行衬砌封闭
15m后，再进行右线开挖。5)及早封闭初期支护，及早施作二次
衬砌，二次衬砌施工完毕同时在二次衬砌背后充填注浆，控制地
表沉降。6)施工监测。加强隧道监控量测和路面沉降位移量测，
严格控制公路的沉降量，保证行车安全。加大量测频率，根据量
测结果指导施工。
3施工方法
1)超前大管棚施工。在隧道的拱部设置108mm的大管棚，
每根长18m，环向间距3根／m，每15m一环，搭接长度为3m。
管棚长度为120m，并设置格栅强支护。在管棚施工前，在掌子面
开挖轮廓线上方架设一榀拱架，用锚杆锁定，将串127mmX1m的
管棚导向钢管焊在拱架背部。然后挂网喷浆封闭掌子面，只露出
导向管端头。考虑到下一循环管棚的开挖及钻具下垂等因素，导
向管要加大外插角2．5。(不包括线路纵坡)安装。钻孔是管棚施
工的关键工艺环节，钻孔质量的优劣直接关系到管棚的整体质
量。根据地质条件及场地条件，选用2台MK一5型坑道液压钻
机，该机具有体积小，扭矩大，操作灵活等优点，适于隧道内作业。
钻孔主要采用翼片式硬质合金钻进工艺，施工顺序由下向上，由
两边向中间依次进行。钻孔完毕安装钢管，由于该地质条件差，
因此成孔后要及时顶进，内设钢筋笼钢管。为便于顶进，第一根
钢管前端加工成锥形。管棚钢管利用钻机动力头顶进，钢管间为
丝扣连接。为了增强管棚的整体结构性能，相邻两孔钢管接头错
[1]许铁力．小断面长距离引水隧洞施工通风技术[J]．世界隧
道．1999(3)：31—35．
[2]中铁二局集团有限公司．铁路隧道施工规范[M]．北京：中
国铁道出版社．2002：34—35，82—83．
[3]郑涛．高瓦斯隧道施工通风设计[J]．山西建筑，2008，34
(13)：329—330．
Onventilationtechnologyintunnelconstructionofsmall-sectionandlong-distancepipes
ZHOUWu-yiWANGXiao-ming
Abstract：BycombiningwiththetunnelconstructionofNo．2pipesinJianmountain，thepapergivesadetailedintroductionontheschemese—
lection，implementationimprovement，dynamicanalysisofventilationtechnologyinturmelconstructionofsmall—sectionandlong-distance
pipes，andthepaperissignificantfortheventilationoftunnelconstructionindifficultconditions，SOtheapplicationofthetunnelventilation
techniqueshouldbefurtherexpended．
Keywords：small—section，tunnelconstruction，ventilationscheme
收稿日期：2009—03—05
作者简介：陈岩(1959．)，男，工程师，中铁三局四公司，北京102300
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