综合管廊临时通风设施研究

发表时间:2021/3/16   来源:《城市建设》2021年1月   作者:蒯阳 方伟 徐华宁 张曦超
[导读] 近年来国家大力推行综合管廊建设,城市地下综合管廊的建设发展迅速,而集电力、通讯、给排水、燃气于一体的地下综合管廊符合目前城市建设的多元要求。但管廊主体结构施工完成后,管廊内部处于一个半密闭空间环境,与外界相对隔绝,若管廊主体结构达到一定长度,可视为有限空间。

安徽铜陵中国建筑第二工程局有限公司华东公司 蒯阳 方伟 徐华宁 张曦超   244000

        一、引言
        近年来国家大力推行综合管廊建设,城市地下综合管廊的建设发展迅速,而集电力、通讯、给排水、燃气于一体的地下综合管廊符合目前城市建设的多元要求。但管廊主体结构施工完成后,管廊内部处于一个半密闭空间环境,与外界相对隔绝,若管廊主体结构达到一定长度,可视为有限空间。紧靠逃生出口处的进风口、排风口、吊装口和管廊两端出入口进行自然通风,同时管廊内施工的人员、机械作业时会消耗氧气并产生一定量有害气体。虽然管廊设计时会进行通风设计,但风机安装往往在管廊主体结构修建完成后,并且要通电、调试等一系列工作。在这个时间段内,人员在廊内施工很容易发生人员中毒、窒息或气体爆炸等事故。
        二、临时通风设计原则及通风方式的选择。
        施工临时通风不同于管廊设计通风,要秉着方便操作、结合施工的原则进行设计。管廊通风方式主要有自然通风、诱导式通风和机械通风个三种。参考隧道临时通风形式。主体施工阶段机械进风+风道方式是最有效,最节约的通风通风方式。机电安装阶段采用自然进风+机械排风的方式。这里结合铜陵地下综合管廊通风方式进行说明。
        三、临时通风设计
        1、工程概况
        铜陵市地下综合管廊工程PPP项目,包含华山大道北段、华山大道南段,纬一路段、铜胥路段和铜官大道北段,总长度为11.4公里。内设给水管、污水管、通信电缆、电力电缆、燃气管线六大管线。标段管廊埋置深度为2~10m。华山大道北段、华山大道南段、铜胥路段和铜官大道北段为三舱管廊、纬一路为两舱管廊。现已确认断面尺寸如下表所示。


        2、通风换气要求
        目前管廊临时通风无相应规范及要求。但是我国隧道施工有丰富的临时通风经验,这里参照《公路隧道施工技术规范》。同时根据《城市综合管廊工程技术规范》里要求对通风进行设计。
        根据《城市综合管廊工程技术规范》第7.2.2条规定“同和管廊的通风量应根据通风区间、截面尺寸并经计算确定,且应符合下列规定:
        1、正常通风换气次数不应小于2次/h,事故通风换气次数不应小于6次/h。
        2、天燃气管道舱正常通风换气次数不应小于6次/h,事故通风换气次数不应小于12次/h。”
        根据《公路隧道设计规范》第5.3.3条规定“隧道空间最小换气频率不应低于3次/h。”
        因为天燃气舱在正常使用过程中,燃气管道有细微泄漏的可能性,故正常通风换气要大于其他舱室的换气频率。但是施工阶段,燃气舱内无燃气通过,每有燃气泄漏的情况,在施工阶段燃气舱也按照其他舱室进行通风换气频率进行设计。
        考虑安全性及隧道设计经验,管廊施工阶段通风换气频率按3次/h计算。
        管廊根据换气频率对风量计算应按照下列公式

        3、施工人员及机械通风量计算
        根据《公路隧道施工技术规范》中第13.0.4规定“隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量。每人应供应新鲜空气3m3/min,采用内燃机械作业时,供风量不宜小于4.5m3/(min·kW)。全断面开挖时风速不应小于0.15m/s,导洞内不应小于0.25m/s,但均不应大于6m/s。”
        考虑廊内工作人员,约10人左右,一台焊接机器(考虑焊接也会消耗氧气,产生有害气体,所以按照内燃机计算,电焊机为10KW)。为了保证氧气含量,为10人进行操作,一台焊接机器。
Q人员=3×10+4.5×10=75m3/min
        4、机械进风+风道方式临时通风设计
        这种通风方式是将新鲜空气输送到通风区间最深处,根据压强将管廊内风从内到外排出,在通风区间内进行循环。如下图所示:

        这种方式适合主体结构施工,通风区间较长。但是要保证这个通风区间内处两端为进出风口外,其他部位预留孔洞要封死,保证管廊为一个较密闭的风道,风道内压强不变,才能保证新鲜空气从进风口进入,从排风口排出,使得管廊通风区间内空气循环。同时保证挡风墙(防火墙),能封死整个断面。
        根据施工进度及各种因素考虑,此种方式通风区间长度为600m。

 

        5、自然进风+机械排风临时通风设计
        这种通风方式适合防火墙砌筑后,防火区间为管廊自身设计通风段,每个防火区间自带通风口和进风口。根据管廊通风设计,综合舱采用自然进风+机械排风,燃气舱采用机械进风+机械排风。燃气舱采用机械进风+机械排风的方式是为了保证燃气泄漏时,能尽快将燃气排出。但施工时,燃气舱无燃气运输、设备运转,所以均按照综合舱自然进风+机械排风设计。管廊内空气从排风口吸出,管廊内压强降低,新鲜空气在大气压的作用下进入管廊内部,在防火区间内进行空气循环。
        此种方式通风区间长度为600m。

 

         6、风机及风道选择
        优先考虑直流风机,风道选用带骨架风道,保证风道截面不变。同时相应的电源、防护及挡风墙也要提前设置,才能保证管廊内通风良好。
        四、临时通风注意事项
        虽然管廊进行临时通风,但管廊内部仍然要进行气体检测。其中空气中的一氧化碳(CO)、二氧化碳(CO2)、氮氧化物(NO2)必须检测,且有害气体浓度符合相应规定。同时空气中的氧气含量在工作过程中始终保持在19.5%以上,氧气含量也不能超过23%,防止富氧中毒。同时保证进风口空气质量,同时严禁输送纯氧。
参考文献
[1](DB33/707-2008).有限空间作业安全技术规程[S].
[2](GB 50838-2015).城市综合管廊工程技术规范[S].中国计划出版社,2015
[3](GB 8958-2006).缺氧危险作业安全规程[S].中国标准出版社,2006

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