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摘 要：隧道通风是公路隧道施工建设中的必要环节，它对工程建设的顺利展开、对施工人员的健康与安全来说有着重要的意义。高原高海拔地区有着异于平原地区的气候条件与施工环境，因此该地区特长公路隧道施工对技术水平的要求极高，文中将对通风技术在高原高海拔地区特长公路隧道施工中应用的意义进行阐述，并对施工中通风面临的问题以及通风技术的选择情况进行探究。
关键词：高原 高海拔地区 特长公路 隧道施工 通風技术
高原高海拔地区空气稀薄，在隧道中展开施工工作，很容易出现气压低、缺氧等情况，影响工程施工的进度以及施工人员的健康与安全，因此需对隧道施工中的通风情况予以关注，根据工程施工建设的状况选择合适的通风技术，保证隧道内空气的流畅。高原特长公路隧道施工中的通风技术选择需考虑多方面的因素，对这一问题的探究有着重要的现实意义。
一、通风技术在高原地区特长公路隧道施工中应用的意义
利用技术保证隧道内的通风有利于创设良好的施工环境，保证施工人员有充足的氧气支持，使隧道内部的湿度与温度都能够控制在适宜的范围内，同时能够保证隧道内粉尘与有害气体的排出，因此通风技术的选择是十分重要的。
1.改善隧道内的气候条件。与平原相比，高原高海波地区的氧体积浓度是一致的，均可达到20.93%，但是高原地区的大气压较低且空气密度较小，因此氧气含量也相对较低。以汶马高速鹧鸪山隧道为例，该地区的空气中的氧气含量仅能够达到平原地区的65%左右。另外，该地区的气候与湿度都与平原存在较大的差异，其西北部的年平均气温在0.8℃到4.3℃范围内，山原地的年平均气温在5.6℃到8.9℃范围内，而高山峡谷地带则年均温则为6.3℃，且鹧鸪山地区是雪灾、冰雹等自然灾害的多发地，在这种环境下进行隧道施工，施工人员将会面临生理上的严峻挑战，因此必须利用通风技术对隧道内的环境予以改善，尽量将隧道的温度控制在15℃到20℃之间，将湿度控制在50%到60%之间。除此之外，还应当对风速予以管控，如果风速较快，隧道内将出现粉尘飞扬的情况；如果风速较慢，那么隧道内就会积聚大量的有害气体，同时设备也很难进行散热。在通风管理中，主要是对隧道内的温度与风速进行控制，而湿度的控制难度相对较大。
2.减少对隧道内的粉尘与有害气体。隧道内施工需要用到内燃设备与爆破设备，因而内部的有害气体含量必然有所增加，加上隧道内的空气中的氧气含量较低，施工人员的健康将会受到严重的影响，通过合理的通风，隧道内的粉尘与有害气体将得到稀释并有可能及时排出，从而减少对施工人员的影响。如表1所示为我国对施工中CO气体浓度的控制标准，由此可见高原隧道施工对通风技术的要求是极高的。
二、高原高海拔地区特长公路隧道施工通风面临的问题
高原地区的施工条件相对较差，气压低、空气中氧含量低，通风效能低，尤其高寒地区还面临着风雪的影响。在这种情况下，施工人员与机械设备都将面临极大的调整，施工人员的自身机能可能无法适应恶劣的自然环境，而机械设备则很容易出现效能下降，效率降低等情况，施工的进度与质量都将受到极大的影响。要想保证通风效果就必须在隧道内设置大直径的风管，在公路隧道在建设中的设备与空间都是有限的，因此通风技术的应用面临一定的问题。以鹧鸪山隧道为例，该隧道全长超过8900米，独头掘进最大距离达到4500米，未设置斜井，且隧道出口端出现了瓦斯。由于隧道长度较长，且空间有限无法在内部设置较多的风管，通风工作面临较多的问题。
三、高原高海拔地区特长公路隧道施工通风技术的选择
1.选择原则。在选择通风技术时应当遵循三个原则，第一，在选择时需对通风系统的设计进行优化比较，利用挤压理论等知识对相关参数进行计算，保证通风的效果能够符合隧道施工的实际需求；第二，为了简化检修过程，提高隧道通风的安全性、经济性与适用性，应当尽量使用同一品种、同一型号的国产通风设备，保证设备能够适应我国高原地区隧道施工的需求，风机的型号与种类不宜过多，否则会对通风系统的检修工作带来困难；第三，在设计通风系统时应当注意分析低气压可能对系统造成的不良影响，并意识的采取措施进行防范。以风机的选择为例，设风机的理论全压值为P（Pa）；风机风量为Q；空气密度为ρ（kg/m3）；气流圆周速度为u（m/s）；圆周速度这一方向上风机叶道出、入口位置的气流绝对速度的投影分别为C1u、C2u（kg/s）；热力学温度为T（K）；相对湿度为Φ（%）；饱和水蒸汽的实际压力值为Ps（Pa）；叶轮外径为D（m）；轮毂外径为d（m）；平均轴向速度为Ca。综合考虑气压、海拔、风雪、气温等综合因素，可得出以下公式：
从三个公式可以发现，高原的气候条件会对风机风压造成较大的影响，高原高海拔地区的排风量不足标准排风量的70%，即使对叶片的角度予以调整或者对叶片进行更新，排风量也无明显的变化，为了提高排风效果，应当利用先进的技术对风机结构予以改造。
2.通风技术比较。隧道通风的形式可分为自然式、机械式与混合式三种，其中自然式通风又包含斜井通风与竖井通风两种；而机械通风则包括巷道式、压入式以及抽出式三种，首先是巷道式通风，这种通风方式的优点在于对能源资源的消耗较小，通风能力相对较强，可广泛应用于各种类型的隧道施工，施工过程中隧道内的空气质量相对较好，能够为施工提供良好的条件，但是为了保证通风的顺畅需在隧道内设置回风巷或导坑，通风中需要的设备较多、类型交杂，这会对管理造成一定的困难；其次是压入式通风，这种通风技术具有普适性，其应用极为广泛，所需的设备较少，但是在单头掘进距离超过2000m的高原地区，该通风设备的效率将会有所下降，此时其通风质量也无法得到较好的保证；最后是抽出式通风，这种通风形式无需风门，因此便于风机的运输，在风机的作用下，洞内会产生负压，继而将洞内的空气抽走，使空气可以流通，但是与压入式相比，该通风方式的排污效果较差、机械效率低，而且可能出现漏风的情况，如果风机设计不合理，还有可能使隧道内部呈现低气压的状态，进一步降低空气中的氧气含量，影响施工效果。
总的来说，单独采用一种方式进行通风其效果均不理想，在实际的施工建设中应当将三种通风方式进行综合运用，并根据施工的实际情况对通风方式予以调整。另外，高海拔地区一般具有高寒的特征，冬季施工时设备很容易出现结冰的现象，这种情况会干扰设备的正常运行，甚至会造成安全隐患，因此冬季施工时应当利用空气预热技术对隧道口的空气进行预热，使其温度能够超过2℃，然后再开启通风设备。
鹧鸪山隧道在施工中综合运用了多种方式进行通风，进洞1300米前的位置采用独头压入式通风，进洞1300米后，主要采用了巷道式进行通风。在洞内车行横通道中安设主要通风机抽出式通风，促使左、右洞形成一定的风压差，由左洞进风，右洞回风，形成巷道式通风系统。新鲜风流由左洞引至车行横通道附近，在进风侧安设2台局部通风机分别接柔性风筒压入至左洞、右洞掌子面，主要通风机抽吸左洞风流，左洞污风经车行横通道引至右洞，右洞污风直接排出地表。必要时可根据实际情况增加射流风机加强通风。
四、结语
隧道通风是高原特长公路隧道施工中的重要内容，施工人员与设计人员应当对这一问题予以关注。良好的通风能够改善施工条件，减少隧道内的粉尘与有害气体，将隧道内的湿度与温度控制在合理的范围内，提高施工效率、质量以及安全性。如何利用有效的空间设置多个风管和减小风量在风管中的损失，达到最佳通风效果是施工设计中应当考虑的关键性问题，在实际的施工中，设计人员应当根据工程的实际情况综合多种通风方式提高隧道内的通风效果。
参考文献：
[1]路仕洋.当金山特长隧道设计方案研究[J].隧道建设，2014（05）.
[2]刘赟.浅谈高原高海拔地区特长公路隧道施工通风技术[J].西南公路，2014（02）.
[3]李永，张立忠.高原特长隧道混合接力通风技术[J].中国公路，2014（19）.
[4]龚怀明.浅述高原特长隧道施工通风技术方案[J].科技风，2012（05）.
关键词：高原 高海拔地区 特长公路 隧道施工 通風技术
高原高海拔地区空气稀薄，在隧道中展开施工工作，很容易出现气压低、缺氧等情况，影响工程施工的进度以及施工人员的健康与安全，因此需对隧道施工中的通风情况予以关注，根据工程施工建设的状况选择合适的通风技术，保证隧道内空气的流畅。高原特长公路隧道施工中的通风技术选择需考虑多方面的因素，对这一问题的探究有着重要的现实意义。
一、通风技术在高原地区特长公路隧道施工中应用的意义
利用技术保证隧道内的通风有利于创设良好的施工环境，保证施工人员有充足的氧气支持，使隧道内部的湿度与温度都能够控制在适宜的范围内，同时能够保证隧道内粉尘与有害气体的排出，因此通风技术的选择是十分重要的。
1.改善隧道内的气候条件。与平原相比，高原高海波地区的氧体积浓度是一致的，均可达到20.93%，但是高原地区的大气压较低且空气密度较小，因此氧气含量也相对较低。以汶马高速鹧鸪山隧道为例，该地区的空气中的氧气含量仅能够达到平原地区的65%左右。另外，该地区的气候与湿度都与平原存在较大的差异，其西北部的年平均气温在0.8℃到4.3℃范围内，山原地的年平均气温在5.6℃到8.9℃范围内，而高山峡谷地带则年均温则为6.3℃，且鹧鸪山地区是雪灾、冰雹等自然灾害的多发地，在这种环境下进行隧道施工，施工人员将会面临生理上的严峻挑战，因此必须利用通风技术对隧道内的环境予以改善，尽量将隧道的温度控制在15℃到20℃之间，将湿度控制在50%到60%之间。除此之外，还应当对风速予以管控，如果风速较快，隧道内将出现粉尘飞扬的情况；如果风速较慢，那么隧道内就会积聚大量的有害气体，同时设备也很难进行散热。在通风管理中，主要是对隧道内的温度与风速进行控制，而湿度的控制难度相对较大。
2.减少对隧道内的粉尘与有害气体。隧道内施工需要用到内燃设备与爆破设备，因而内部的有害气体含量必然有所增加，加上隧道内的空气中的氧气含量较低，施工人员的健康将会受到严重的影响，通过合理的通风，隧道内的粉尘与有害气体将得到稀释并有可能及时排出，从而减少对施工人员的影响。如表1所示为我国对施工中CO气体浓度的控制标准，由此可见高原隧道施工对通风技术的要求是极高的。
二、高原高海拔地区特长公路隧道施工通风面临的问题
高原地区的施工条件相对较差，气压低、空气中氧含量低，通风效能低，尤其高寒地区还面临着风雪的影响。在这种情况下，施工人员与机械设备都将面临极大的调整，施工人员的自身机能可能无法适应恶劣的自然环境，而机械设备则很容易出现效能下降，效率降低等情况，施工的进度与质量都将受到极大的影响。要想保证通风效果就必须在隧道内设置大直径的风管，在公路隧道在建设中的设备与空间都是有限的，因此通风技术的应用面临一定的问题。以鹧鸪山隧道为例，该隧道全长超过8900米，独头掘进最大距离达到4500米，未设置斜井，且隧道出口端出现了瓦斯。由于隧道长度较长，且空间有限无法在内部设置较多的风管，通风工作面临较多的问题。
三、高原高海拔地区特长公路隧道施工通风技术的选择
1.选择原则。在选择通风技术时应当遵循三个原则，第一，在选择时需对通风系统的设计进行优化比较，利用挤压理论等知识对相关参数进行计算，保证通风的效果能够符合隧道施工的实际需求；第二，为了简化检修过程，提高隧道通风的安全性、经济性与适用性，应当尽量使用同一品种、同一型号的国产通风设备，保证设备能够适应我国高原地区隧道施工的需求，风机的型号与种类不宜过多，否则会对通风系统的检修工作带来困难；第三，在设计通风系统时应当注意分析低气压可能对系统造成的不良影响，并意识的采取措施进行防范。以风机的选择为例，设风机的理论全压值为P（Pa）；风机风量为Q；空气密度为ρ（kg/m3）；气流圆周速度为u（m/s）；圆周速度这一方向上风机叶道出、入口位置的气流绝对速度的投影分别为C1u、C2u（kg/s）；热力学温度为T（K）；相对湿度为Φ（%）；饱和水蒸汽的实际压力值为Ps（Pa）；叶轮外径为D（m）；轮毂外径为d（m）；平均轴向速度为Ca。综合考虑气压、海拔、风雪、气温等综合因素，可得出以下公式：
从三个公式可以发现，高原的气候条件会对风机风压造成较大的影响，高原高海拔地区的排风量不足标准排风量的70%，即使对叶片的角度予以调整或者对叶片进行更新，排风量也无明显的变化，为了提高排风效果，应当利用先进的技术对风机结构予以改造。
2.通风技术比较。隧道通风的形式可分为自然式、机械式与混合式三种，其中自然式通风又包含斜井通风与竖井通风两种；而机械通风则包括巷道式、压入式以及抽出式三种，首先是巷道式通风，这种通风方式的优点在于对能源资源的消耗较小，通风能力相对较强，可广泛应用于各种类型的隧道施工，施工过程中隧道内的空气质量相对较好，能够为施工提供良好的条件，但是为了保证通风的顺畅需在隧道内设置回风巷或导坑，通风中需要的设备较多、类型交杂，这会对管理造成一定的困难；其次是压入式通风，这种通风技术具有普适性，其应用极为广泛，所需的设备较少，但是在单头掘进距离超过2000m的高原地区，该通风设备的效率将会有所下降，此时其通风质量也无法得到较好的保证；最后是抽出式通风，这种通风形式无需风门，因此便于风机的运输，在风机的作用下，洞内会产生负压，继而将洞内的空气抽走，使空气可以流通，但是与压入式相比，该通风方式的排污效果较差、机械效率低，而且可能出现漏风的情况，如果风机设计不合理，还有可能使隧道内部呈现低气压的状态，进一步降低空气中的氧气含量，影响施工效果。
总的来说，单独采用一种方式进行通风其效果均不理想，在实际的施工建设中应当将三种通风方式进行综合运用，并根据施工的实际情况对通风方式予以调整。另外，高海拔地区一般具有高寒的特征，冬季施工时设备很容易出现结冰的现象，这种情况会干扰设备的正常运行，甚至会造成安全隐患，因此冬季施工时应当利用空气预热技术对隧道口的空气进行预热，使其温度能够超过2℃，然后再开启通风设备。
鹧鸪山隧道在施工中综合运用了多种方式进行通风，进洞1300米前的位置采用独头压入式通风，进洞1300米后，主要采用了巷道式进行通风。在洞内车行横通道中安设主要通风机抽出式通风，促使左、右洞形成一定的风压差，由左洞进风，右洞回风，形成巷道式通风系统。新鲜风流由左洞引至车行横通道附近，在进风侧安设2台局部通风机分别接柔性风筒压入至左洞、右洞掌子面，主要通风机抽吸左洞风流，左洞污风经车行横通道引至右洞，右洞污风直接排出地表。必要时可根据实际情况增加射流风机加强通风。
四、结语
隧道通风是高原特长公路隧道施工中的重要内容，施工人员与设计人员应当对这一问题予以关注。良好的通风能够改善施工条件，减少隧道内的粉尘与有害气体，将隧道内的湿度与温度控制在合理的范围内，提高施工效率、质量以及安全性。如何利用有效的空间设置多个风管和减小风量在风管中的损失，达到最佳通风效果是施工设计中应当考虑的关键性问题，在实际的施工中，设计人员应当根据工程的实际情况综合多种通风方式提高隧道内的通风效果。
参考文献：
[1]路仕洋.当金山特长隧道设计方案研究[J].隧道建设，2014（05）.
[2]刘赟.浅谈高原高海拔地区特长公路隧道施工通风技术[J].西南公路，2014（02）.
[3]李永，张立忠.高原特长隧道混合接力通风技术[J].中国公路，2014（19）.
[4]龚怀明.浅述高原特长隧道施工通风技术方案[J].科技风，2012（05）.