压入式通风计算实例.doc

2、通风计算【2009-8-16】根据隧规及其条文说明，风量计算主要从四个方面予以考虑，即按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算出所需风量Q1；按在规定时间内，稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需风量Q2；根据不同的施工方法，按坑道内规定的最小风速，计算出所需风量Q3；当隧道内采用内燃机械施工时，还须按内燃设备的总功率（kw），计算出所需风量Q4；通过上述计算，取Qmax=Max（Q1，Q2，Q3，Q4），再考虑风管的损失率（百米漏风率），即确定洞内所需的总供风量Q机，从而确定风机的功率和风管的直径。（1）计算参数的确定一次开挖断面：S=80m2(铁路双线隧道，仰拱以上全断面施工）一次爆破耗药量：G=288kg（一次开挖长度4.2m）通风距离：L=2800m洞内最多作业人数：m=60人爆破后通风排烟时间：t30min通风管直径：=1800mm管道百米漏风率：=1.5% （或管道百米漏风率：P=1.5%）【我国所有通风系统设计文献只能提供直径800mm以下通风管道的技术性能数据。对特长隧道使用的新型大直径管道，目前尚无确切的实测数据。根据秦岭隧道线平导和长梁山隧道进口段分别对DSR系列1.3m和1.5m直径软管的现场测试分析，在设计中暂可取P100=（1.12.0）%或=（1.52.5）%，管道沿程阻力系数（达西系数）=0.0120.015，或当空气密度=1.2kg/m3时，取管道摩擦阻力系数=1.810-32.2510-3kg/m3。】（2）风量计算按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算：Q1=3m=360=180 （ m3/min）式中 3隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m3/min m同一时间洞内工作最多人数，按60人计按全断面开挖，30分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算：按压入式通风，铁路工程施工技术手册隧道（下册），式15-4：Q2=7.8/t G(SLS)21/3=（7.8/30）*(288*802*72.62)1/3=555 m3/min式中 V1一次爆破产生的炮烟体积V1=SLs =8072.6=5808 m3 S-一次开挖的断面面积，按80m2Ls炮烟抛掷长度，按经验公式Ls=15+G/5=15+288/5=72.6m G同时爆破的炸药消耗量，G=288kg V2一次爆破产生的有害气体体积V2=aG=4010-3288=11.52 m3 a 单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积，40L/kg K CO允许浓度，取100ppm，换算为110-4 m3 t 通风时间，取30min。或者， 按下式计算符号意义同上：Q2=V1(KV1t+1/ V2)1/t=V1 1(kV1/ V2)1/t =551 m3/min按洞内允许最低风速，计算：Q3=60VS=600.1580=720 m3/min式中 V 洞内允许最小风速，隧规规定全断面开挖时取值0.15m/s S 开挖断面积，80m2 60min和s换算常数 按稀释内燃机废气计算风量：考虑在洞内同时有2台ZL50D型装载机（功率158kw）和3辆T815自卸车（功率210kw）作业，总功率736kw，取机械设备的平均利用率为70%，按隧规1kw需供风量不小于3m3/min，算得： Q4=9460.703=1546 m3/min【所计算的总风量Q4即是为稀释内燃设备排放废气的总通风量，而不是指工作面要求的新风量。一般情况下，隧道通风设备的设计风量也由此控制。】【常用出碴机械车辆功率参考表】名 称型 号单 位功 率备注装载机柳工ZL50D台158kw柳工ZL50台154kw柳工CLG888台231kw徐工ZL50G台162kw徐工LW420F台128kw自卸车卡玛斯55111台162kw北方奔驰ND3310D29台213kw斯太尔T815台210kw东风140台103kw140马力东风145台118kw160马力东风3208台210kw20t VoLvo台173kw通过上述四种情况下通风量的计算，设备供风能力取：Qmax=Max（Q1，Q2，Q3，Q4）=1546 m3/min。洞口风机风量的计算：对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别很大，按百米漏风率（取=1.5%）计算。Q机= Qmax/(1-)L/100=1546/(11.5%)2800/100=2360 m3/min。【注1：先计算漏风系数p=1/(1-)L/100 =1/(1-28001.3/100)=1.53，也可。】【注2：若=2.0%，则Q机=2722pa；若=2.5%，则Q机=3141pa；这两个计算结果都没有上述可行，但国内的风管=1.52.5%。以资比较。】【注3：若装载机2台自卸车3台时，总功率946kw，Qmax=1987 m3/min,则 Q机= 3033 m3/min；若=2.0%，则Q机=3498pa；若=2.5%，则Q机=4037pa。以资比较。】【公式有下列两个，当P100=时，则计算出的漏风系数P不一样，用P100计算的P值要大。】 或 式中 L管道长度， m； P100平均百米漏风率； 百米漏风率。（3）风压计算通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即hh阻，按下式计算：h阻=h动+h沿+h局=4971pa其中： 管口动压h动一般可考虑为50pa。 沿程压力损失计算：h沿=LUpQmax2g/s3=4474pa； 式中 风管摩擦阻力系数，取=310-4kg.s2/m3 L风管长度，取2800mU风管周边长，D=5.652 m p漏风系数，P=1/（1-）L/100=1.4425，=1.3% Qmax计算掌子面所需风量，1987 m3/min并折合成33.12m3/s g重力加速度，取9.8m/s2S风管截面积，D2/4=2.5434m2；D风管直径1.8m【注：若采用直径1.6m的风管，则h沿=8058pa，太大，机械选型难；从计算可以看出用直径1.8m的更合适。】或者，按铁路工程施工技术手册隧道（下册）式15-8，计算如下：h沿=LPQmax2g/s3=3102,4474pa； 式中 风管摩擦阻力系数，取=310-4kg.s2/m3 L风管长度，取2800mP风管周边长，D=5.652 m Qmax计算掌子面所需风量，1987 m3/min并折合成33.12m3/s g重力加速度，取9.8m/s2S风管截面积，D2/4=2.5434m2；D风管直径1.8m【注1：若采用直径1.