第一篇：長大隧道洞內控制測量
淺談長大隧道控制測量
2007年09年16日 10:27:32 作者： 風吹葉落
淺談長大隧道洞內控制測量
作者 張軍軍
摘要:本文通過筆者對太行山隧道1#,2#斜井的洞內控制測量經驗,闡述了長大隧道平面控制，洞內導線的布設方法、施測方案、施測方法及單線雙隧右線控制方法。 關鍵詞：導線、控制網、導線復測，控制網精度，貫通精度。 工程簡介
太行山特長隧道是新建鐵路石家莊至太原客運專線的重點工程，位于孤山特大橋和盂縣車站之間。本隧道設計為兩座相互平行的單線隧道，線間距35.0m，隧道內線路位于直線上。
中鐵十七局集團五公司承擔施工的Z3標段，位于盂縣仙人鄉咀子上村，起訖里程為DK73+201～DK77+801(YDK73+201～YDK77+801)，正洞全長4600m， 設兩個無軌運輸施工斜井。其中2#斜井坡度11.6%。1#斜井坡度為11.2%. 2#斜井承擔正洞任務2000m。1#斜井承擔正洞任務2600m。
根據石太客運專線太行山隧道洞內控制精度要求。洞內導線測角中誤差1.5”，測距誤差≤1/100000.
測量儀器：徠卡TCRA1102全站儀，測角精度為2”， 腳架4個，棱鏡3個，對講機4個，卡西歐4800計算器一個。遮陽傘一把。 一，導線整體布設思路
導線布設前首先應根據工程實際情況和隧道允許貫通誤差預先確定導線控制網精度等級，選擇導線的布設網型，確定導線邊長的范圍。太行山隧道1#，2#斜井口距離約7KM，2#與3#斜井口距離約7.5KM，根據《新建鐵路測量規范》確定，隧道允許的貫通誤差為6cm。為了保證貫通精度，太行山隧道1#，2#斜井導線控制網的精度等級根據實際估算及設計院建議，確定了導線控制網等級為二等。導線布設采用閉合導線網，導線以洞口所投GPS點為起始點，按雙導線向內測設。形成閉合導線環，導線每延伸一到兩個控制點，兩導線交會成一個節點，節點坐標采用平差值，作為繼續向前延伸的依據。在施工階段，綜合考慮施工進度等經濟指標及貫通精度要求，前期控制網導線邊長斜井內定在300米左右，正洞內根據橫通道布置特點，為控制右線的需要，在每個橫通道口布設導線點，導線邊長約420米左右。由于旁折光對精密測角觀測結果有系統性影響，因此導線點沿隧道中線布設成等邊直伸多邊形導線閉合環，每個導線環的邊數設計為4-6條。隧道的橫向貫通誤差隨著測站數的增加而迅速增大，所以在保證洞內通視的情況下，采取將增長導線邊長的方法，以減少方位角傳遞誤差。 二,施工階段中線控制方案
在施工初期階段,根據斜井的掘進進度,選擇導線點布設位置,在斜井剛進洞時,以設計院提供的洞口GPS點作為進行洞口及進洞方向放樣的依據,根據現場實際情況,當用洞外GPS點放樣不能滿足通視要求時，開始布設控制點。1#,2#斜井在掘進到250左右時布設了一對導線點K1,K1’。與洞外GPS點形成閉合環,采用二等導線測量方法進行導線測量，采用嚴密平差方法進行計算，并已此作為向前掘進放樣的依據。為了不影響進度,在以后的導線延伸時,以導線網最后一條已知邊作為起算邊,與新布設的導線點形成閉合環進行延伸，導線邊長斜井內在300米左右。在每次導線延伸測量時,對起算的導線邊進行檢查，及時發現由于山體壓力或洞內施工、運輸等的影響而產生的點位位移。
三、復測方案
采用上面所述導線布設與測量方案,雖然可以節省時間,最大程度的減少對施工進度的影響,但是由于每次的導線延伸測的邊長較短，增加了方位角傳遞誤差，并造成誤差累積,使前面導線點精度不足.所以,根據掘進進度,每3-4個月應進行一次從洞外GPS點開始的導線復測,進行整體嚴密平差，以控制導線方向。導線復測采用導線網進行。導線網一般布設成若干個彼此相連的帶狀導線環。網中所有邊，角全部觀測。每個導線環一般為4-6條邊。如下圖為2#斜井導線控制網： 與施工階段導線延伸測量不同的是，導線復測時為了保證測角及測距精度，應根據洞內通視條件，將原導線邊長進行適當延長。洞內煙塵和照明不足將影響測量精度，所以在復測期間應采取措施，保證洞內環境滿足測量要求。
導線復測采用兩組人員,使用不同儀器進行測量,以便復核。
在隧道施工進行到中期間段，應及時對導線網貫通誤差進行估算，以便掌握現控制網是否符合隧道貫通要求，并可及時調整控制方案，以使隧道順利貫通。
太行山隧道1#~2#，2#~3#之間在2006年12月進行了一次貫通誤差估算，估算結果1#與2#之間貫通誤差為8cm，2#~3#貫通誤差為5.9cm。1#與2#之間的貫通誤差預計不能滿足規范要求。經分析，1#、2#斜井內導線點對隧道貫通誤差影響最大，為了保證順利貫通，及時調整了控制方案，將1#、2#斜井內部分控制點去掉，從新對控制網進行復測，復測完畢后,重新對1#,2#貫通誤差進行了估算,估算結果為3.5cm，在允許誤差之內。說明及時改變控制方案是正確的。
在隧道貫通前應組織一次貫通復測。以使在貫通前及時調整導線方向。必要時適當擴大斷面，保證隧道建筑界限。
目前2#與3#之間已經順利貫通，實測貫通誤差為1.9cm。完全滿足貫通要求。1#與進口也順利貫通，實測貫通誤差為1cm。
四、右線控制
對于雙洞隧道來說，由于斜井與正洞交角較小，導線只能從斜井引測到正洞左線，長導線無法直接進入正洞，所以右線中線一般依附左線導線控制網通過左右線的聯系橫通道進行控制。其控制方法有以下兩種：
1，第一步：通過左線橫通道口布設的導線點Z1，通過橫通道放樣右 線中樁Y1， 第二步：在放樣出的右線中樁設站，后視左洞導線點，放樣右洞前進方向中樁Y2，
再以這兩Y1，Y2中樁使用穿線法作為右線施工中線放樣依據。
在掘進進行到下一個橫通道后，在用同樣的方法進行放樣右線中樁Y3：
然后在Y1上設站后視Z1放樣Y3，用以復核。若偏差，則取Y3，Y3’連線的中點作為新中樁。 此方法缺點是放樣誤差大，穿線法誤差容易累積。優點是實施起來方便，對施工影響較小。誤差只在兩個橫通道口累積，并可以在第2個橫通道打通后，及時調整誤差。 2，在右線橫通道口中樁附近做點，通過與左線橫通道口布設的導線點聯測形成一個四邊形閉合環，平差后使用右線點作為右線控制依據。如下圖：
此方法優點是形成閉合環，右線點位精度較高。但橫通道只有35m，而兩橫通道之間為420m，相臨邊長之比較大，各種調焦誤差，目標偏心差，對中誤差影響較大。且測量起來費時較多，對施工影響較大。
根據以上右線控制的方法來看，雖然各有所長，但控制精度都不如導線直接進入右洞用長導線控制精度較高，所以從貫通精度方面考慮，在斜井與正洞相交處，左線與右線的施工聯系通道與正洞的夾角設計成與斜井一樣的角度，這樣從洞外引測的導線網便可以直接進入右洞,提高右線的控制精度。從施工進度等經濟指標來考慮的話，左右線各一組導線網，必然會增加控制測量的時間，對施工進度產生影響。由于隧道的貫通精度主要取決于控制網的精度，放樣精度對貫通精度影響不大，以本文所述第一種方法控制右線，其貫通精度主要取決于左線控制網的精度。太行山2#斜井一直采用的本文第一種控制方法。目前右線已經貫通，從實測貫通誤差來看，第一種方法也能很好的滿足貫通精度要求。所以從經濟角度考慮，采用第一種方法較好。
以上分析看出，對于單線雙隧來說，左線控制網的精度至關重要。所以做好左線控制網的測量工作是非常關鍵的。
五、導線布點及測量方法
1，布點方法：a：埋點：埋點時要將點位附近虛碴清理干凈，在基巖上鉆眼，埋設φ22的鋼筋做樁，樁頂要處理成光滑平面。鋼筋長度約30cm。露出地面約5mm。用鋼釘在樁頂打點或鋸十字，點直徑不大于1mm。然后用直徑15cm的鋼管，高約30cm，護樁。在鋼桶周圍用C20混凝土包圍，混凝土包裹大小約1平米?；炷聊毯笤阡撏吧霞由w。導線點埋置完成后，在邊墻上標明位置點號，以便測量使用。 2，測角
測角采用方向觀測法，當只有兩個方向時，采用左右角觀測法。由于洞內環境的特殊性，需采取一些特殊的措施。
a，洞口內，外兩個測站的測角，應該給予足夠的重視。由于洞口內外溫差較大，洞口空氣對流嚴重，空氣密度變化劇烈，洞內外光線反差較大，使得測角時，目標成像極不穩定，嚴重的影響照準精度，切折光影響異常顯著，給洞口內外兩個測站的測角帶來極大的困難，而這兩個角距貫通面最遠，對貫通誤差的影響最大，所以觀測這兩個測站時應選擇最有利的時間進行，分不同時段分次觀測，在上午和下午太陽落山后各觀測半數測回，然后取平均值。在照明能保證的情況下,在夜間測量最好.
b，在測回之間儀器與目標應該重新對中，以減小目標偏心差和儀器對中誤差對測角精度的影響。
c，由于洞內施工產生大量煙塵，空氣質量較差，因此測量時要進行提前進行通風排煙，等成像清晰后在進行觀測。在照明目標時，要避免單側照明，應在目標的兩個側面進行照明。以減小瞄準誤差。 3,測距
采用全站儀測距應進行溫度和氣壓等氣象改正。特別是溫度對測距影響較大。所以在測距時要使儀器適應環境溫度。測距采用對向觀測取平均值，并將其改正到平均高程面上。 4，平差
平差采用軟件嚴密平差。平差時應將邊長等改正完成后進行。
結語：隧道控制測量的主要任務是保證隧道開挖按規定的精度要求貫通，長大隧道導線控制的精度直接關系到貫通精度，因此隧道控制測量必須以規定的精度認真、慎重的進行，避免產生嚴重后果，造成浪費和返工。 參考資料：《新建鐵路工程測量規范》 TB 10101-99
第二篇：隧道控制測量
淺 談 隧 道 控 制 測 量
摘要：在隧道施工中，采用兩個和多個同向的掘進工作面分段掘進隧道，使其按設計要求在預定地點彼此接通。為實施貫通而進行的有關測量工作，稱之為貫通測量。貫通測量設計大多數的隧道測量內容，由于各項測量工作中都存在誤差，從而使貫通長生偏差。因此在隧道測量中為了保證貫通誤差的設計要求，這就要求在隧道有關測量中要盡量的避免或減少誤差，控制的方法有精確測量還有一定的測量方法和技巧。
關鍵詞：貫通測量，控制，控制測量，導線布設，高程測量，超欠挖，路線定線
1.1隧道施工測量的內容和作用
隨著現代化建設的發展，我國地下隧道工程日益增加。如公路隧道、鐵路隧道、水利工程輸水隧道、地下鐵道、礦山通道等。地下隧道工程施工需要進行的主要測量工作主要包括: (1) 地面控制測量：在地面上建立平面和高程控制網; (2) 聯系測量：將地面上得坐標方向和高程傳遞到地下，建設地面下統一坐標系統; (3) 地下控制測量：包括地下平面與高程控制; (4) 隧道施工測量：根據隧道的設計進行放樣、指導及襯砌的中線及高程測量。 根據工作地點劃分，隧道施工測量可以分為地面測量和地下測量兩大部分。
1.2 地面控制測量
地面控制測量主要是對施工隧道進行定位、定向和控制，一般根據實際情況不成網狀或導線。
1、 控制網布設步驟 ①
收集資料
主要包括施工地區的比例尺地形圖;隧道所在地段的路線平面圖;隧道的縱、橫斷面圖;隧道平面圖;隧道施工技術設計;周圍以后控制點資料;該地區的水文、氣象、地質及交通等方面的資料。
②
現場勘查與交樁
在對收集到的資料進行初步的分析之后，為了進一步判定已有資料的正確性和了解實地情況，需對隧道穿越的地區進行實地勘查。一般沿隧道線路中線，從洞口一端向另一端進行，觀察隧道兩側地形，應特別注意洞口路線的走向、地形與施工設施的布設情況?？辈檫^程中有設計人員向測量人員現場交樁。
③
選點布網
一般直接到現場勘查先點，要注意利用已有控制點，選點時應考慮一下因素：
(1):在隧道的進出口，斜井與平洞等的標樁位置，豎井的附近，曲線的起點、終點及交點等處應選點。 (2)：三角網的基線應選在平坦的地方，三角性的邊長應大致相等，求距角應不小于30°。 (3)：控制點要選在穩定、牢靠的地方，不受施工的影響。 (4)：在每個洞口至少有三個控制點，確保洞內導線測量有足夠的起始和檢測數據。 (5)：相鄰兩點要通視，避免造高標。
三角網的形式一般采用單三角鎖，當隧道出口附近有精度可靠的高級三角點時，可考慮布設三角網或三邊網。
2、 地面導線測量 ① 選點要求
(1) 在直線隧道中，為了減少導線距離誤差對隧道橫向貫通誤差的影響，應盡量將導線沿著隧道中線布設，導線點數應盡可能的少，以減少測角誤差對橫向貫通誤差的影響。
(2) 對于曲線隧道，應沿曲線的切線方向布設，最好能把曲線的起、終點也作為導線點。這樣曲線轉折點上的總偏角就可以根據導線測量結果計算出來。
(3) 導線點應考慮橫洞、斜井、豎井的位置
(4) 為了增加校驗條件，提高導向測量精度，應盡量布設成閉合導。
3、 地面水準測量
水準測量的等級，取決與隧道的長度、隧道地段的地形情況等。水準測量施測，一般可利用路線基平水準點高程作為起始高程，沿水準路線在每個洞口至少應埋設三個水準點。水準路線應構成環，或者布設成兩條相互獨立的水準路線。
1.3 豎井聯系測量
為了使井上、井下采用統一坐標系統所進行的測量工作，稱坐聯系測量。聯系測量的任務在于確定：
①井下導線中一條邊的方位角;
②井下導線中一個點的平面坐標x和y; ③井下起始點的高程;
定向分為幾何定向和物理定向兩大類。
1.4 地下控制測量
1、地下導線測量
地下導線測量的目的是以必要的精度，按照與地面控制測量統一的坐標系統，建立地下的控制系統。根據地下的導線坐標，就可以標定隧道中線及其襯砌位置，保證貫通等施工。地下導線的起始點通常設在隧道的洞口、洞口、斜井口。起始點坐標和方位角有地面控制測量或聯系測量確定。
這種在隧道施工過程中所進行的地下導線測量與一般地面導線測量相比較有以下特點：
(1) 地下導線隨隧道的開挖而向前延伸，所以只能逐段布設支導線。而支導線采用重復觀測的方法進行校核。
(2) 導線在地下開挖的坑道內布設，因此其導線形狀完全取決于坑道形狀，導線點選擇余地小。
(3) 地下導線是先布設精度較低的施工導線，然后在布設精度較高的基本控制導線。
設地下導線是應考慮貫通是所需要的精度要求，另外還應考慮到導線點的位置，以保證在隧道內以必要的精度放樣。在隧道建設中，導線一般采用分級布設。
(1) 施工導線：在開挖面向前推進時，用以進行放樣且指導開挖的導線測量。施工導線的邊長一般為25——50米。
(2) 基本控制導線：當掘進長度達100——300米以后，為了檢查隧道的方向是否與設計的相符合，并提高導線精度，選擇一部分施工導線點布設邊長較長，精度較高的基本控制導線。
(3) 主要導線：當隧道掘進大于2千米時，可選擇一部分基本導線點布設主要導線，主要導線的邊長一般可選在150——800米。
在隧道施工中，一般只布設施工導線與基本控制導線。當隧道過長時才考慮布設主要導線。導線點一般設在巖石堅固的地方。隧道的交叉處須設點?？紤]到使用方便，便于尋找，導線點的編號盡可能做到簡單，那次序排列。
由于地下導線布設成支導線，而且測一個新點后，中間要間斷一段時間，所以當導線繼續向前測量時，需先進行原點檢測。在直線隧道中，檢核測量可只進行角度觀測，在曲線隧道中還需檢核邊長，在有條件是盡可能構成閉合導線。
由于地下導線的邊長較短，儀器對中誤差和目標偏心誤差對測角精度影響較大，因此應根據施測導線等級，增加對中次數。
2、地下水準測量
下水準測量以洞口水準點的高程為起始數據，經導入高程傳遞到地下水準基點，然后有地下水準基點出發，測定隧道內個水準點的高程，作為施工放樣依據。
地下水準測量的特點： (1) 水準線路與地下導線相同，在隧道貫通之前，地下水準線路均為支線，因而需要往返測。
(2) 通常利用地下導線點作為水準點. (3) 在隧道施工中，地下水準支線隨開挖面的緊張而向前延伸。為滿足施工要求，一般可先測設精度較低的臨時水準點，其后在測設精度較高的永久水準點。
1.5 施工測量
在隧道施工測量中，對隧道走向的控制極為重要，而控制隧道走向的控制條件就是控制隧道中線，以此來控制隧道的走向。
隧道中線的控制，是根據設計圖紙所給的參數來控制的。根據設計圖紙所給的設計參數，計算出有關樁號的坐標，準確放樣中線里程樁號。在隧道施工中，隧道中線基本控制隧道的開挖的前進方向，再由設計參數控制隧道的開挖輪廓線。
其中現在應用最廣泛，最簡單的操作方法就是將所給的設計參數和設計路線編寫成一個計算程序，，根據里程算出坐標稱之為正算，根據坐標推算里程稱之為反算，再加上高程計算，這樣就可以把一條隧道立體的控制。同樣，只要把路線中線確定，我們就可以確定任意一點距相對應的同一里程中線的偏移量，從而達到控制隧道走向的目的。在隧道的施工過程中，最主要的就是控制超欠挖、控制路線的走線、控制二襯厚度、隧道的標高。
超欠挖控制：超欠挖控制的核心理念就是開挖半徑必須大于等于設計開挖半徑，從而給初期支護和二次襯砌留有做夠的空間，從而保證初期支護厚度和二次襯砌厚度，最終符合凈空設計要求。超欠挖計算就是根據所測點的三維坐標，計算出該點的實際半徑，在于設計半徑相比較。
路線走向控制：;路線走向控制就是要控制隧道中線的控制，同時也要控制隧道兩邊墻距中線的距離，從而達到控制路線走向。中線控制主要是利用兩坐標點的距離來計算的，計算距離的前提就是計算出這一點同一里程的中線坐標，從而計算出該點與中線的距離，而該點的中線坐標計算就要知道該點的里程，此時應用坐標反算里程得出該點的里程。計算出該點距中線的距離，從而控制隧道兩邊墻的走向，最終控制隧道走向。
控制而成厚度：控制二襯厚度在整個隧道施工中都是核心，二襯承載者整個隧道的受力，保證隧道的正常通行，所以二襯厚度必須保證，按照設計要求，給二襯提前預留空間，這就要控制好開挖，必能出現欠挖這樣才能保證二襯厚度，同樣二襯臺車定位也要做到準確，而二襯臺車定位依據就是隧道中線點，從而對準確放樣隧道中線點要求極高。
隧道標高控制：隧道標高控制主要是根據路線設計中線高程，控制隧道標高。通過對路面的標高控制來決定隧道底部的開挖。在四級以上圍巖級別帶仰拱的開挖，要根據路面高度和仰拱設計高度準確控制仰拱的開挖輪廓線。
隧道是一個三維的立體結構，從而要想控制隧道施工符合設計要求，必須從三維來控制，從而達到設計貫通誤差要求。
參考文獻
《測量學》 人民交通出版社 《公路與城市道路、橋梁、隧道工程專用
人民交通出版社 》
第三篇：長大隧道貫通賀電
賀
電
××××××指揮部：
欣悉×××隧道工程，在你們的不懈努力下，于×月×日安全順利貫通，成為×××××段首座貫通的×公里以上長大隧道，取得了全線重點控制工程施工的階段性勝利。為此，公司特致電表示祝賀，并向全體參戰干部職工表示親切慰問和衷心感謝!
×××××隧道工程，是×××線全線重點控制工程之一，也是公司長大隧道施工難度最大的工程之一。該隧道全長×××公里，最小覆土厚度×米，三次穿越黃絲大斷裂地質帶，九次下穿××鐵路復線、××高速公路及××國道，施工風險極大，技術要求極高。在重重困難和考驗面前，××全體參建員工充分發揮主觀能動性，按照質量、安全、工期、投資、環保、創新“六位一體”的要求，深入推行標準化管理，切實強化信息技術的重要保障作用，科學組織，精心施工，確保了本標段內全部隧道的安全順利貫通，再次展示了企業風采，為公司樹立了隧道施工史上又一個新的里程碑。
為表彰你們的突出業績，公司決定發給指揮部獎金××萬元，以資鼓勵。希望你們以此為新的起點，按照“高標準、講科學、不懈怠”的要求，繼續發揚苦干、實干、拼命干的精神，圓滿完成后續無砟軌道及架梁施工任務，為確保滬昆全線安全優質開通再立新功!
第四篇：長大公路隧道通風問題
我國長大公路隧道通風中的幾個問題
夏永旭
(長安大學公路學院，710064)
摘
要：論述了我國長大公路隧道通風中目前存在的幾個技術問題，提出了解決這些問題的主要思路。 關鍵詞：長大公路隧道，通風，問題。
1. 前言
隨著公路建設的快速發展和道路等級的逐漸提高，近年來，我國的公路隧道越修越多，越修越長。特別是我國西部山區的公路建設，將有許多長大或特長公路隧道要修建，正在施工的秦嶺終南山公路隧道，設計長度更是長達18.004km。在整個隧道的建設中，通風方案的優劣及通風運營效果的好壞，將直接關系到隧道的工程造價、運營環境、救災功能及運營效益。20多年來，國內在公路隧道通風方面積累了許多成功的經驗，但也存在許多問題。隨著人們對公路隧道通風理念的轉變[1]，特別是許多長大或特長公路隧道的建設和規劃，通風已經成為影響和制約長大公路隧道建設的關鍵。本文在總結經驗的基礎上，探討了我國目前長大公路隧道通風中所存在的一些問題，提出了解決這些問題的基本思路。
2.長大公路隧道通風中的幾個問題 2.1 汽車排污量的計算
公路隧道的通風原理，是通過向隧道內注入新鮮空氣，稀釋洞內由汽車排出的廢氣(CO、NO2 、HC)和煙霧，使得隧道內的空氣質量和煙霧透過率，能保證司乘人員的身體健康和行車安全。然而，隧道內的廢氣總量和煙霧濃度，與汽車的排污強度以及隧洞內的車流密度成正比。
關于汽車的排污強度，我國已經制定了一系列強制性的政策法規。但是，我們現在的排污限制標準，僅相當于歐洲的1號標準。新頒布的《公路隧道通風照明設計規范》[2]，所給出的各類汽車基本排放量也是1995年的測試結果。規范中雖然也給出了co年度折減系數為1%-2%，但是，汽車排污折減系數的取值不僅取決于汽車的發動機性能，而且與汽車燃油的質量以及道路的坡度都有關。圖1是針對某隧道取co允許濃度為200ppm時不同折減系數的新風量?？梢钥吹?，折減系數影響較大,因此在具體計算中究竟取多少很值得研究。而關于柴油車的煙霧排放，現行規范中根本沒有提及折減，但隨著汽車性能的逐漸改進，煙霧排放量也當然應該折減。另外，當柴油車車速為80km/h或者70km/h，隧道縱坡大于1%或者大于2%時的煙霧車況系數fa(VI),也應該予以研究，因為這兩種情況顯然是存在的。
圖1 不同折減系數時的新風量3000 Q(m/s)3圖2 新風需求量10000200010000012折減系數34Q(m/s)20255000050100150200250300350ppm2015
另一方面，隧道內的車流密度和道路的交通量成正比，車流密度高，洞內煙霧排放量大, 1
3而交通量一般又呈逐年增長趨勢，所以，如何處理汽車排污量逐年下降和交通量逐年增長二者之間的關系，是計算隧道排污量的關鍵，也是一個難題。但是，目前在許多工程的工可階段，出現了為提高公路的等級，人為擴大交通增長速率的現象，這勢必也加大了隧道的污染量，應該引起注意。
2.2 長大公路隧道的衛生標準及需風量
有了隧道污染量，則隧道的衛生標準和煙霧允許透過率直接決定隧道需風量的大小。衛生標準主要是指是co的允許濃度，計算時不僅要考慮汽車行駛速度，而且要考慮司乘人員在隧道中停留的時間。規范對于小于3.0km的隧道，給出co允許濃度為250ppm，堵塞時
-1為300ppm，煙霧允許透過率為0.0070m 。又根據已有的研究，提出c=co×t=600ppm﹒min。但是，對于大于3.0km的特長公路隧道，co允許濃度究竟如何取，規范中沒有說明。所以，對于長大公路隧道的衛生標準，必須深入細致研究。毫無疑問，衛生標準高，隧道內的環境好，但是通風設備的投資肯定很大，而且將來的運營費用也會很高。因此，在確定衛生標準時，應當同時兼顧國家的環境衛生法規和業主的承受能力。圖2給出了某特長公路隧道取不同衛生標準時的新風量需求曲線，從圖中可以看到，co允許濃度取200ppm和150ppm 相差 35.11%，這是一個相當大的數字。
隧道通風需風量的計算，除了要滿足正常交通外，還必須考慮阻塞情況和災害情況。規范根據PIARC的建議，取阻塞工況車速10.0km/h,長度為1.0km，完全可以。但是，阻塞區外的車速肯定是距離阻塞中心越遠車速越高。然而，沿隧道長度車流如何分布，車速到底取多少;相鄰車道的車流、車速又如何，都需要認真研究。另外，由于長大公路隧道設有監控中心，所以在計算需風量時，20.0km/h工況是否還要考慮，值得商榷。根據目前的發展趨勢可以預計，隨著汽車排污量的逐年降低，煙霧允許透過率將成為控制隧道風量的決定因素，這在坡度較大隧道中業已得到驗證。
公路隧道的災害主要是指火災。盡管正常運營時的隧道風速，肯定滿足防止火災時煙霧回流的最低風速要求，但是，在計算隧道需風量時，必須認真詳細地研究隧道發生火災時滅火排煙的需風量以及逃生道和避難洞的風量需求。
2.3 通風方式的選擇及通風方案的初選
公路隧道的機械通風方式，一般分為全橫向、半橫向和縱向。上述三種通風方案各有利弊。如全橫向和半橫向通風，隧道內的衛生狀況和防火排煙效果好(全橫向最好)。但是，初期的土建費用、設備費用以及后期的通風運營費用很大;縱向通風土建工程量小，設備運營費用相對較低，且方式靈活多樣，但洞內的環境狀況和防火排煙效果稍差。根據2000年底的統計，全世界已建3.0km以上的公路隧道400多座，20世紀80年代以前建成的多為全橫向式和半橫向式通風，以瑞士、奧地利和意大利為代表。而20世紀80年代以后，關于公路隧道通風方式基本分為兩大派。歐洲仍然以半橫向、全橫向居多，而亞洲以日本為代表，全為分段縱向。日本甚至認為，加靜電除塵器的分段縱向通方式,適合任何交通形式和任何長度的公路隧道。近幾年，歐洲各國的通風理念也有所改變，雙洞單向交通，分段縱向通風方式，逐漸成為主流。奧地利巴拉斯基隧道和陶恩隧道的二期工程就是典型的例子[4]。
國內的通風方式，也經歷了由最初的全橫向、半橫向向分段縱向逐漸過渡的過程。如上海的打浦路隧道(2.761km)、延安東路隧道右洞(2.261km)采用的是全橫向。深圳的梧桐山隧道左線(2.238km)為半橫向。1989年建成的七道梁隧道(1.56km)，在國內首次采用全射流縱向通風。而1995年建成的中梁山隧道(左洞3.165km，右洞3.103km)和縉云山隧道(左洞2.528km、右洞2.478km)，變原來的橫向通風方式為下坡隧道全射流縱向通風，上坡隧道豎井分段縱向通風，在國內首次將縱向通風技術運用于3.0km以上的公路隧道。隨后，鐵坪山隧道(2.801km)、延安東路隧道左洞(2.30km)、譚峪溝隧道(3.47km)、木魚槽隧道(3.61km)、梧桐山隧道右洞(2.27km)、大溪嶺隧道(4.1km)、二郎山隧道(4.61km)，
[3][2]
[2] 2 均采用了縱向或分段縱向通風方式。
盡管分段縱向通風方式，已經成為大家普遍的共識，但也遇到了許多問題和挑戰。如分段的長度最大不能超過多少，國外4.0km的長度能否在國內適用;對于地形險峻，埋深太大的特長隧道，如何解決中間段的通風;火災和救援逃生時風機如何控制;靜電除塵器的技術和經濟效果到底如何;怎樣減少通風阻力;大角度長斜井和盲豎井的技術經濟比較;地下風機房和地面風機房的優缺點，等等。對于上述這些問題，雖然國外已有各種處理方法，但效果不一。隨著研究的深入和認識的不斷提高，有些問題已經有了新的解決辦法。如采用隧道頂端的大直徑軸流風機可以大大降低通風阻力;火災發生時的人員逃生可以事先通過[6]現場和數值模擬研究，制定出救災預案。無法設置豎井的中間段可以設法采用混合通風方式[7，8，9] 。當然，國外的經驗只能借鑒，決不能照搬。真正解決問題，還是要靠我們自己做扎實細致的研究工作。
在具體進行通風方案的選擇時，可以分三個層次展開。首先是確定通風方式，是采用橫向、半橫向，還是縱向、混合式;其次是在所確定的一種或者兩種通風方式中，再進行多方案的比選，選取較好的2～3種;最后對所初選的通風方案進行比較分析，給出推薦方案和比較方案，提供專家評審。然而，不管在哪一個階段，都必須從功能、技術、經濟三方面考慮，逐步深入，認真研究，科學論證。
2.4 防火救災時的通風
公路隧道通風方案的設計，除了要滿足交通運營通風外，還必須詳細研究火災發生時的通風需求，即把正常運營通風和火災時的通風看作是整個通風系統的兩種重要的工況。由于隧道火災的隨機性，通常很難提前預防。加之隧道環境封閉，滅火救災困難，一旦發生火災，損失巨大。1999年
3、4月間，意大利勃朗峰隧道和奧地利陶恩隧道的先后發生大火，造成40多人死亡。2001年10月24日，瑞士圣哥達隧道又有兩輛大卡車碰撞引起大火，14人喪生?？梢钥隙ǖ卣f，防火救災是目前公路隧道通風的難點，而且是今后很長時間內需要研究的課題。因而，在研究通風方案時，對于隧道防火區段的劃分、橫通道的設置、橫通道的開啟與關閉、煙流排出的路徑與速度、逃生通道的空氣補給、避難洞的新風需求、隔溫安全段的長度和降溫措施、排風口的間隔和面積、火災時的風機控制、部分風機損壞時的風機調配等，都要逐一詳細研究。而在研究這些問題時，又必須和隧道的正常通風以及安全等級、防災救災預案的制定綜合考慮，并在通風方案的選擇階段和優化階段，分層次進行。研究的方
[6]法可以通過物理實驗的方法和數值模擬的方法同時進行。 2.5 通風方案的優化
優化研究是對通風方案深化和完善的重要過程。因為，除了在通風方式的選擇和通風方案的初選階段，許多問題根本無法解決外，一些隱藏的深層次的問題，只能是隨著研究的深入和設計的展開逐步顯現。國外對長大公路隧道的通風研究歷來十分重視，如意大利的勃郎峰隧道，從最初的設計草圖到最后建成通車，歷時三十一年,通風方案先后多次修改。今年又結合防災救災，對整個通風系統進行大的改造。
通風方案的優化研究，可通過數值模擬和物理實驗兩種方法實現。數值模擬可首先根據一元流理論，研究不同防火區段劃分、不同斜(豎)井斷面、不同車流工況、不同風機配置時，隧道內的風流方向、風速變化、風壓分布，給出該通風方式的定性及定量描述。然后，再應用CFD技術，進一步詳細研究上述相關問題以及細部結構對通風效果的影響，諸如斜(豎)井斷面、射流風機效應、分流和匯流局部損失系數、連通道和過渡端的阻力、軸流風機進出口段最佳長度和角度、火災時的煙霧分布規律、連通道在滅火排煙中的作用、兩洞口及送排風塔相互影響、隧道污染物的擴散等。
物理實驗研究是借助物理模型，模擬所擬定的通風方案在不同細部結構、不同通風工況、不同風機配置時的通風效果，觀測各個細部的流場分布，實測模型內不同斷面的風流、風壓、
[
6、11]
[10]
[5] 3 風速;實測壁面阻力系數和不同細部損失系數、研究各個細部的最佳幾何形狀;觀測火災發生時的煙流分布，風機的排煙效果，確定軸流風機和射流風機的最佳配置;研究不同風機參數(軸流風機的葉片角度、進出口形狀、風量控制方式;射流風機類型)對風場的影響等[6,12]。
數值模擬和物理模擬目前也最存在一些問題，如建立更符合實際的計算模型、瞬態非線性以及紊流的計算方法、非相似物理實驗模型、足尺實驗等。但是無論怎樣，物理實驗是優化研究的基礎，它不僅是對通風方案的驗證，而且更為重要的是通過實測為數值模擬提供計算參數，修正和完善數值研究模型。因此，對于長大及特長公路隧道的通風優化，物理實驗是最重要的必須手段，也是最直接和最基礎性的工作，決不能流于形式和淪落為對通風方式單純的驗正。 2.6 通風效果的檢測
通風效果的檢測，是對竣工運營后的隧道通風狀況進行實地檢測，內容包括隧道內的 CO濃度、NO2濃度、HC濃度、煙霧透過率、風壓、風速、噪音;隧道區域環境污染濃度、污染范圍;風機性能、風機功率 、風機組合功能、風機控制效果甚至于檢測器件的靈敏度等。通風效果檢測的最大困難在于設計交通工況的組織以及滅火排煙時效果的檢驗。但是，成功的通風效果檢測，不僅僅是對通風方案有一個實際的考察和評估，而且會為通風控制方案的完善提供有用的幫助。所以，對于長大和特長公路隧道必須認真做好通風效果的檢測工作。
3.結語
隧道通風是長大公路隧道建設中必須認真研究和解決的重要問題，而防災救災的研究更是長遠的課題。無論是基礎理論還是研究的技術和手段，特別是實際經驗，我們和國外都有很大的差距。所以，虛心學習國外的先進經驗，加強公路隧道通風基礎理論和應用技術的研究，結合工程實際，開拓思路，努力工作，將是我國今后長大公路隧道通風研究的長期任務。
參考文獻
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夏永旭，長安大學公路學院教授，電話：029-8498307(H)
地 址：西安市南二環中段長安大學330信箱，710064 ， E-mail:yongxuxia@263.net 4
第五篇：長大隧道獨頭通風技術管理
摘 要：本文通過清涼山隧道通風排煙的設計及實施，確定了清涼山隧道通風排煙設計、設備選型、通風管理及效果檢測，以此期望在隧道施工中應重視通風的管理工作，在機械化施工中，良好的通風是安全生產的前提，也是工程進度和施工質量的重要保證。
關鍵詞：長大隧道 軸流風機 通風管 效果檢測
1.概述
清涼山隧道位于秦嶺北麓低中山區陜西省戶縣境內，隧道整體埋深較大，最大埋深970m，隧道經過曲峪、潭峪、皂峪、栗峪等溝谷，均有常年流水，全長12553m，隧道為雙線隧道，為全線控制性工程。
2.隧道空氣主要污染源
(1)挖爆破的煙塵。
(2)碴、材料等無軌運輸車輛引起的粉塵。
(3)燃設備所排放的廢氣。
3.通風的設計及計算
通風方案設計就是通過對通風方案和設備的選擇、實施，使長距離隧道施工洞內的作業環境能夠滿足規范及衛生標準中所述要求，改善洞內的施工條件，從而達到提高工效和確保施工人員身心健康的目的。
3. 1通風量計算
清涼山隧道為單洞雙線、開挖斷面積較大、混合式送風距離較遠、斜井坡度較大、采用無軌運輸、除爆破炮煙外內燃機械作業和出碴機械作業產生大量煙塵。以上諸多因素要求施工通風提供的風量較大、克服的通風阻力也較大。3.1.1設計參數
清涼山隧道進口負責施工正線長度3289m，通風設計時按ⅲ級圍巖考慮。
掘進斷面積：s=115.37m2(一次開挖到仰拱填充面);
一次爆破最大用藥量：240kg(ⅲ級圍巖循環進尺2m，臺階法施工，上下斷面同時開挖);
洞內最多作業人數：開挖班12人，仰拱班14人，二襯班22人，管理人員、雜工班等10人，共計58人(按洞內開挖、仰拱、二襯等三作業面同時施工考慮);
爆破期間排煙時間：t=30～40min;
風管：采用直徑為1.5m帆布管;
風管百米漏風率：β=1.3%;
按進口最大壓入通風長度計：l=3289(m);
3.1.2風量計算
(1)排除炮煙需風量按下式計算，如式1：
式1中：q1-工作面風量，單位為：m3/min;t-通風時間，取40min;a-同時爆破的炸藥量，上下臺階同時起爆，開挖取240kg;b-炸藥爆炸時的有害氣體生成量，40m3/kg;s-掘進斷面積，取115.37m3;l-臨界長度，當通風段長度大于l時，用臨界長度代替，取3289m;k-淋水系數，考慮淋水使炮煙濃度降低的系數，取0.6;p-管道漏風系數，p=1/(1-βl/100)，β為百米漏風率1.3%，l為通風長度：進口通風長度3289m，則p進口=1.747。
(2)洞內最大工作人數需風量按下式計算，如式2：
式2中：q2-工作面風量，單位為：m3/min;q-每人需要的新鮮空氣標準(m3/min);k-風量備用系數，一般取(1.1-1.25)，本次取1.2;m-同一時間洞內工作最多人數，本次取58人;
(3)最低風速要求需風量計算，如式3：
式3中：q3-工作面風量，單位為：m3/min;v-洞內允許最小風速(m3/ min)，分部開挖法取0.25;s-掘進斷面積，取115.37m3。
(4)稀釋和排除內燃機械廢氣需風量計算，如式4：
q取最大值為q1=3643.4，風機風量q取3700。
3.1.3通風風壓計算
4.通風設備選擇
5.施工通風布置
施工初期：在隧道施工進洞100后，在清涼山隧道出口安裝一臺152ad-se132型軸流風機和一道風管路跟進掌子面持續送風滿足環境要求。
施工中期：當出口工區開挖至 1950m左右，施工通風在隧道出口1950m位置設置風房安裝一臺軸流風機均為152ad-se132型接力送風至掌子面，在二次襯砌臺車和離隧道掌子面90m位置處各安裝一臺sds-6.3-2p-6-33射流風機向洞外排風，射流風機隨著隧道進尺不斷移動，滿足第二階段隧道通風排煙要求。
6.通風管理
6. 1施工通風管理人員組織機構
為加強項目部的通風排煙管理要求，保證各項通風管理制度工作的順利開展，貫徹落實通風排煙工作的方針和目標，項目部成立以項目安全總監為組長的通風排煙領導小組。工區副經理及架子隊為副組長，組建專業通風排煙班組，通風排煙班組負責風機、風管的安裝、管理及維修，嚴格按照通風管理措施及操作實施細則落實。
6.2通風管理制度
6.2.1通風排煙系統檢查制度
(1)工區組織每3天對通風系統進行檢查，架子隊長每天對通風系統必須作例行檢查，通風工必須做好日常巡查。
(2)通風系統運行正常后，每10天進行一次全面檢風，對掌子面和其他用風地點根據需要隨時測風，做好記錄。
(3)每7天在風管進出口測量一次風速、風壓，并計算漏風率，風管百米漏風率不應大于相關規范，對風筒的漏風情況必須及時修補。
(4)建立通風系統運行管理檔案，檔案包括各種檢查記錄、調試記錄、測量記錄、維護記錄、運行記錄等。
6.2.2通風管理交接班制度
必須實行通風班組交接班制度，交接雙方簽字認可，對上一班存在的問題、隱患、需注意事項、儀器設備狀態等必須交接清楚，交接班記錄由架子隊長每天定時予以審核簽字。
7.通風效果的檢測及評價
7.1清涼山隧道出口洞內作業標準的管理
通風系統按照設計審批方案安裝，通風過程按照科學有序的制度管理，按照事事有流程，事事有責任人管理要求制定了一些列工作流程和考辦法，配置了先進實時監測設備與風機聯動保證洞內含氧量、粉塵和溫度達到洞內職業健康標準。
7.2通風排煙效果檢測
2016年1月18日，清涼山隧道出口開累長度3200m位置，我部對隧道含氧量、粉塵、溫度進行了階段性數據統計，含氧量在通風20min后滿足職業健康標準要求，比規范要求的30min為單循環作業減少10min，粉塵濃度最高值為1.8mg，略低于規范要求2mg/m3，溫度為25℃，低于規范要求標準。
8.結論
清涼山隧道出口已完成2900m施工任務，在長大隧道通風排煙中，前期設計規劃是基礎，方案的執行落實、調整是前提，嚴格管理制度和流程是關鍵，按照上述三要求完成隧道通風管理，才能保證隧道內通風排煙滿足職業健康標準要求，才能保證隧道機械設備正常運轉和人員健康，同時也縮短單循作業時間進而減少工期。