隧道施工通风分风三通位置选择研究文献学习体会

文献概况与研究背景

苟红松等人在《隧道建设》2016年第36卷第4期发表的这篇论文，针对隧道施工通风系统中分风三通的设置位置问题进行了系统研究。在长距离隧道施工中，采用并联风管对两个开挖面同时送风是常见的通风方案，而风管三通的设置位置直接影响各开挖面的风量分配，进而影响施工效率和作业环境安全。该研究通过理论推导与工程验证相结合的方式，揭示了主风管与分风管直径比值作为关键影响因数的作用机制。

理论分析与关键技术参数

通风系统理论模型

隧道施工通风系统的设计核心在于确保各开挖面获得足够的新鲜风量，以满足稀释有害气体、降低粉尘浓度和保证施工人员呼吸安全的需求。分风三通作为通风管路中的关键节点，其位置选择直接影响风压损失分布和风量分配效率。

研究者通过理论计算建立了主风管与分风管直径比值（D/d）与三通位置之间的数学关系。该比值是决定通风效果的关键参数，其物理本质在于：当D/d较大时，主风管的风压损失远小于分风管，三通位置对风量分配的影响相对较小；反之，当D/d接近1时，三通位置的微小变化将导致风量分配的显著改变。

工程算例验证

研究者围绕理论计算结果，例举了3个工程算例及1个工程实例进行验证。通过对比不同三通位置下的风量分配结果，验证了理论模型的可靠性，并提出了合理选择分风三通位置以提高风管出风口风量的具体方法。

工程实践中的通风设计要点

通风系统设计的PDCA循环

在隧道施工通风系统设计中，建议按照PDCA循环进行持续优化：

1. Plan（计划）：根据隧道长度、开挖面数量、地质条件等因素，初步确定通风系统方案，包括风管直径、风机选型和三通位置。
2. Do（执行）：按照设计方案实施通风系统安装，并在关键节点设置风速监测点。
3. Check（检查）：定期监测各开挖面风速，与设计值进行对比分析，评估三通位置是否合理。
4. Act（改进）：根据监测结果调整三通位置或风管配置，持续优化通风效果。

常见问题与对策

在实际隧道施工通风工程中，分风三通位置选择不当常导致以下问题：

• 风量分配不均：近端开挖面风量过剩而远端开挖面风量不足，影响施工效率和安全。
• 风压损失过大：三通位置不合理导致系统总风压损失增加，风机能耗上升。
• 局部风速超标：三通出口处风速过高，产生噪声和粉尘飞扬问题。

针对上述问题，建议采取以下对策：合理选择三通位置使其位于主风管中后段（距风机端约1/3~1/2处），采用渐扩式三通以减少局部阻力，必要时增设调节风阀实现风量动态平衡。

学习心得与工程启示

这篇文献虽然篇幅不长，但其研究方法体现了"理论推导—算例验证—工程应用"的完整技术路线，对隧道施工通风设计具有直接的指导意义。从更广泛的视角看，通风系统中管件（特别是三通）的位置优化本质上是一个流体力学问题，其核心在于最小化系统总风压损失并实现风量的合理分配。在实际工程中，通风设计往往受到施工条件、地形地貌、设备限制等多种因素制约，不可能完全按照理论最优方案实施。因此，设计人员需要在理论分析与工程可行性之间寻找最佳平衡点，同时建立通风效果动态监测机制，确保通风系统在整个施工周期内持续有效运行。