摘要：目前在我国许多城市进行在地下空间开发时，出现了越来越多的长大断面隧道，而鉴于隧道施工的深入推进，施工条件逐渐恶劣，特别是随着隧道施工长度的增加，洞内通风困难，施工粉尘难以得到有效的降解，导致工人作业环境难以得到保证，从而引起一系列安全隐患，也降低了施工工效。本文针对重庆一在建长大深埋隧道在复杂线路下的通风难，降尘难等问题。重点介绍了通风竖孔技术的运用，对今后类似工程提供经验。
关键词：长大断面；复杂线路；通风竖孔
一、工程概况
重庆红岩村桥隧PPP项目歇台子工点中隧道施工任务为歇台子连接线X-A、X-B匝道，以及红岩村主线左线隧道及红岩村主线右线隧道。由于项目本身的特殊性，隧道施工顺序为X-B、X-A匝道同步进行，X-B匝道施工800米后于隧道侧方打设临时导洞进入主线左线隧道施工，主线右线施工通过X-A匝道打设导洞进入，整个隧道施工线路复杂，隧道之间转折较多，加之相邻两隧道之间的内循环作用，进而导致隧道内通风条件非常恶劣，在此环境下即便增加大功率风机，依然无法满足隧道掌子面的供风要求，隧道施工组织如下图1。
图1 隧道施工线路图
二、通风难点
本项目施工通风若采用常规的长大隧道通风方式：即配备两台轴流风机，分别置于洞外及洞内掌子面，通过一压一抽的方式进行供排风。由于主线隧道掌子面通排风经过一段小半径地段以及两个直接转弯地段，风损势必较大。输送至掌子面的新鲜风就难以保证。同时方向排风的效果也将大大的减弱。
三、通风原理
在隧道进入主线隧道施工后，结合地面实际情况，在主线隧道内选取两个点打设两个临时通风竖井，竖井间距大于20m，将远离掌子面段风井做供风井，另一风井做排风井。由于隧道内的空气温度、湿度均大于外部，空气均为向外流动。供风主要利用风井通道布设通风管道，将新鲜风由外向内输送至作业面来满足隧道施工用风要求。隧道排风降尘则通过设置射流风机导流、竖孔挡烟的方式来进行。主要工作原理见图2：
图2 竖孔通风工作原理图
四、竖孔施工
竖孔的设置根据安全可靠、降低周边环境的影响为原则。地面选取临近草丛、绿化地带。洞内根据其使用功能及现场实际情况，排风孔宜设置在拱顶，送风孔宜设置在拱肩部位。
同由于重庆地区特殊的山地地质构造，隧道顶部为砂岩和砂纸泥岩，围岩情况较好，同时由于竖孔较深，且直径较小（1.5m），人工钻孔随着深度的增加，效率随之降低，同时存在较大的安全隐患。因此采用冲孔钻机进行施工，虽然成本较高，但施工效率高、技术成熟、安全保障可靠。相关参数：地面基础为C20素混凝土基础硬化，预埋风机脚座。顶部孔口设防2.5m高雨棚，周边设置1.2m高围栏防止附近居民误入，同时在孔口焊接10×10cm钢筋网格，防止杂物意外掉入管内。钢管耳筋为Φ22@150钢筋，绕环向与Φ1450钢管焊接，防落网为Φ16@150钢筋，平行与Φ1600钢管焊接。通风竖孔钢管长度打入到软土下1m，可根据实际情况动态调整，见图3。
图3 通风竖孔孔口布置示意图
竖孔支护：施工过程中进行岩芯取样，根据岩石强度判断井壁稳定性，如果稳定性较差，采取下放钢护筒的形式对井壁进行支撑，具体如下：
①准备φ1450无缝管，4m/节，两头平整，管端部制成倒角45度，四周对角刨定位槽（8×4×200），作用是钢管连接同心垂直。
②准备1600×50×3钢板箍，8×4×200定位钢板，用于定位、垂直、连接。
③依次吊装φ1450钢管，放置井口垂直固定（用契行夹持器）。
④将上部连接管与下部钢管对接平整，将定位槽对齐。
⑤焊接：先将定位钢板分别焊接于定位槽处，以保证钢管连接同心垂直，然后焊接钢管连接部位倒角槽并打磨平整，最后将钢板箍均匀布于两管连接处，并焊接打磨。
⑥依次焊接下管至设计深度。
⑦钢管埋设完成后周边空隙采用封底加压注浆，砂浆采用M25水泥砂浆，压浆压力不小于0.4Mpa，水泥采用不低于42.5普通硅酸盐水泥，砂浆水灰比为0.4～0.45，灰砂比宜为0.8～1.5。
地面恢复：待隧道贯通后开始进行封孔，从隧道顶部支设模板，从地面通风竖井井口灌注C20素混凝土，混凝土运输采用混凝土罐车，为防止混凝土离析，采用串桶进行混凝土浇筑。井底往上灌注5m后采用回填土进行回填直至井口，地表按相关方要求进行恢复。回填处理如图4
图4 回填示意图
五、结论
重庆红岩村桥隧PPP项目歇台子工区，因小洞进入大洞施工，且隧道为长距离深埋隧道，必然造成进入主洞后通风作业环境极度恶劣，洞内封尘、一氧化碳、二氧化硫等有毒有害气体检测超标，工人无法正常施工作业，项目通过设置临时通风的竖孔的方式，缩短了隧道供风线路，减小了供风损失。同时充分利用了自然风的流动来排烟降尘，不仅提高了排烟降尘效率，而且将大功率设备（轴流风机）更换为小功率设备（射流风机），节约了电量。城市长大深埋隧道采用此种方法不仅能保证隧道的通排风安全，还能减少大负荷用电设备的使用。希望能为以后类似工程提供参考。
论文作者:李书渝,李金会,向明,苏井高
论文发表刊物:《基层建设》2018年第32期
论文发表时间:2018/12/21
标签：隧道论文; 钢管论文; 红岩论文; 主线论文; 匝道论文; 风机论文; 混凝土论文; 《基层建设》2018年第32期论文;