长大隧道压入式通风技术.doc

精品文档1、通风设计原则(1)适当提高工作面的供风标准。在风量计算中各参数选取时宜坚持增加风量的取值倾向。(2)风量的增加必然导致管道损失增加。电能消耗增加。为节约电能，必需采用较大直径的通风管道。但管道直径增大也要求较大的断面满足安装管道的要求，导致工程量及投资增加。这必须权衡这两个方面作较优的选择。为此，建议通风管道直径为主洞1.5m横洞及泄水洞1.2m。(3)为了实现较好的节能降耗的效果，尽量采用双级调速轴流式通风机。当要求风量大时，风机以高转速运行；当要求风量较低时，风机可以较低转速运行。(4)为降低设备购量和便于管理，同一标段的各工区配置的设备型号规格不宜过多、过杂。(5)坚持“以人为本”、改善环境、确保安全、节约能源、节约投资的设计原则。2、设计依据及参数(1)正洞全断面开挖，有效爆破深度取4.0m，A正=94.92m2；(2)单位体积岩石炸药用量：全断面开挖取1.3kg/m3。(3)排除炮烟通风时间：全断面开挖取30min。(4)软管百米漏风率，取=1.0%2.0%之间；(5)巷道通风时风门等漏风率取1.5%；(6)洞内柴油机采用安装废气净化装置后的用风指标取3.0m3/minKW；(7)取管道的沿程摩擦阻力系数即达西系数0.0120.015； (8)对自卸汽车汽车内进行设计标准车速为10km/h；3.总体设计 目前隧道施工都是采用无轨运输出碴，在洞口5m处设置隧道专用对旋式通风机，其功率为1352KW。同时配备PVC增强维纶布制成的柔性风管，直径为1.2m，结构上采用在圆周上完全封闭形式，节长一般为2030m，减少了接头个数，降低了系统漏风率。3.1通风系统设计长隧道施工工区划分及计划施工长度如表1；本工程通风设计按最长通风距离及最大开挖断面计算；表1 通风设计距离一览表隧道名称工 区施工正洞长度（m）最大通风距离（m）大山二号隧道61993555大山四号隧道1548538953.1.1按隧道内施工最多人员计算风量 洞内每人每分钟需要新鲜空气量按q=3m3/min,风量风量备用系数k =1.2，同时最多工作人数50人计算，则 Q1=kmq=1.2503=180m3/min 3.1.2按最低允许风速计算风量 按最低允许风速v=0.15m/s,则工作面风量: Q2=50vS=500.1594.92=711.9m3/min 3.1.3按内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算风量 开挖断面160m2单位炸药用量1.3kg/m3，最大循环进尺量3.0m，一次爆破炸药用量G=1. 3(1603.0)=624kg。炮烟抛掷长度L0=15+G/5=15+370.188/5=89m，取爆破后通风时间t=15min。压入式通风工作面要求新鲜风量计算公式，即：伏洛宁公式：Q=1548.7m3/min3.1.4、风机的供风量按稀释内燃设备废气的要求来确定。出口工区最大通风距离差50m。隧道出口采用24t 红岩自卸汽车出碴，装机功率225kW。车辆在洞内行驶速度10km/h，考虑到隧洞较长时，每辆车装碴循环时间为5min。采用ZL50型装载机装碴，其功率为150kW。重车的负荷率为0.8，空车的负荷率0.3，装载机的负荷率0.7，所有设备的利用率0.8。 则重车的行车间距为：时速10km/h：；洞内最大掘进长度3500m，洞内重车数量：n1=3500/833=4.20，取n1=4辆，空车数量取n2=4辆装运碴作业工序中内燃设备的实际使用功率分别为：=22540.80.8 + 22540.30.8 + 1500.70.8=876kW取单位功率的风量供给系数为3.0m3/ kWmin，则当通风长度为3895m时，按稀释内燃机废气计算，压入式风机的供风量应分别为：Q=3.0N876=2628m3/min隧道内风速：v =Q/A=2628/94.92/60=0.46m/s平均百米漏风率和摩擦阻力系数与管道的材质、直径联接形式、表面状况、制造及安装维护的质量密切相关，只有通过大量工程试验，才能获得较为准确的数值。我国所有的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。对特长隧洞使用的新型大直径管道，目前尚无确切的实测数据。根据隧洞进口段分别对DSR系列1.2m和1.5m直径软风管现场测试分析，在设计中可取分别取=(1.11.5)%，或=(1.52.0)%，=0.0120.015或当时，取=1.810-32.2510-3kg/m3。对于1.5软风管，平均百米漏风率在 =(1.02.0)%之间取值，故可取1.25%，则漏风系数为： =1.778当通风长度3895m时，漏风系数PL1.778，按排除炮烟时风机风量=1.7781548.7=3015m3/min通风机的供风量：Q=maxQ1、Q2 、Q3 、Q4=3015m3/min3.2、风压的确定由流体力学的沿程阻力公式可导出摩擦阻力系数：式中，沿程阻力系数，又称达西系数，=0.0120.015；气体密度(kg/m3)。取=1.20kg/m3。=（1.8002.25）10-3 kg/m3通风长度为3500m，隧洞计算风量6134 m3/min，管道通风长L=3450m，取管道直径1.5m，摩擦阻力系数=2.02510-3kg/m3，管道漏风系数1.778，取通风机设计风量Q=3050m3/min(50.83m3/s)，管道风阻力系数：Rf=.6.5L/D5=6.50.0019153450/1.85=2.27Ns2/m8 工作面风量为=1715.41 m3/min(28.6m3/s)沿程摩擦通风阻力损失=2.2728.650.83=3300.Pa3.3、风机选型也可选用（SDF（c）-NO.13风机型隧道）专用风机，可无级变速。设计风量20884500m3/min，风压6184049Pa，电动机功率2132kW，可变频软启动，无极变速。在隧道进出口工区各设一台进行压入式通风。4.隧道通风方案施工通风根据不同施工阶段的工区划分及长大隧道的施工经验，采用压入式通风。各隧道通风设计距离见表2通风设计距离一览表。表2 通风设计（1）根据Q风机、H的计算结果，参考风机性能曲线选择风机。要求风量，风压处于被选择风机的高效区内。风机性能曲线如下： P风压 Q风量在施工条件允许条件下，风管直径取较大值有利于通风，根据隧道施工的实际情况，本隧道通风管直径取1.5m。5.施工工艺隧道通风施工工艺图如下：连接风管接头通风系统设计风机、风管选择确定锚杆位置、固定锚杆装风管吊装线布置风管预制风机基础安装风机风机试运营连接风管与风机悬挂风管及连接风管送 风停风爆破送风排烟停机接长风管工程结束拆除维修或更换破损风管 51安装风机风机安装在洞口上风方向，支架要稳固结实，避免运转时振动摇晃，风机和风管接口处法兰间加密封垫，以减少局部漏风。52安装风管使用风管前，要进行外观检测，保证无损坏。挂设风管要平、顺、直。在作业时，先由测工在拱顶测出中线位置，并每隔5m标出锚杆位置。台车打眼后安装锚杆。布设6钢筋拉线，用紧线器拉紧，风管吊线在拉线下。为避免6钢筋受冲击波振动，洞内潮湿空气腐蚀等原因造成断裂，须间隔一个锚杆增设1个10尼龙绳吊挂圈。为避免爆破对新风管产生破坏，风管末端安放旧风管，风管出口距工作面控制在50m左右。53通风系统的维护通风机要有专人值守，按规程要求操作风机。风机尽量减少停机次数，发挥风机连续运转性能。本工程采用对旋风机，为减少风机启动时的气锤效应对风管的冲击破坏，要求采用