宝兰客专隧道通风计算书模板.doc

新建宝鸡至兰州客运专线BLZQ-2标隧道施工通风设计计算书计算：复核：审批：中铁四局宝兰客专BLZQ-2标指挥部二一三年三月二十日目 录一、工程概况- 1 -二、计算说明- 2 -三、主要计算参数- 2 -四、计算过程- 2 -1、太宁隧道进口3027m隧道通风- 2 -1.1 工作面风量- 2 -1.2 通风机所需供风量- 4 -1.3 风管风阻计算- 4 -1.4 风压计算- 5 -1.5 通风机功率- 5 -2、安平隧道隧道出口2186m隧道通风- 6 -2.1 工作面风量- 6 -2.2 通风机所需供风量- 7 -2.3 风管风阻计算- 7 -2.4 风压计算- 8 -2.5 通风机功率- 8 -2.6 通风机选型及布置- 8 -3、安平隧道隧道出口2186m隧道通风- 9 -3.1 工作面风量- 9 -3.2 通风机所需供风量- 10 -3.3 风管风阻计算- 10 -3.4 风压计算- 11 -3.5 通风机功率- 11 -3.6 通风机选型及布置- 11 -4、安平隧道斜井（781m）转正洞1559m隧道通风- 12 -4.1分阶段施工通风- 12 -4.2 斜井独头掘进通风计算- 12 -4.2.1工作面风量- 12 -4.2.2通风机所需供风量- 14 -4.2.3风管风阻计算- 14 -4.2.4 风压计算- 14 -4.2.5 通风机功率- 15 -4.2.6通风机选型及布置- 15 -4.3 斜井转正洞1559m隧道通风计算- 15 -五、通风管理- 16 -一、工程概况新建宝鸡至兰州客运专线BLZQ-2标里程起讫范围为：DK655+448DK683+620，全长28.172km，其中隧道6.5座，总长27050延长米，分别为太宁隧道、晁峪隧道、安平隧道、林光村隧道、南马棕山隧道、千家沟隧道、牛背隧道（半）。根据总体施工组织设计安排，首开工点为太宁隧道出口、安平隧道进口、安平隧道出口、林光村隧道出口。另太宁隧道出口、安平隧道进口、晁峪隧道出口采用三臂凿岩台车和喷锚机械手进行施工，其他工点采用人工钻爆法进行施工。各隧道施工组织安排如下：序号工程名称隧道长度(m)施工单位施工工点起点里程终点里程掘进长度(m）1太宁隧道5899一工区太宁隧道进口DK655+448.0DK658+3202872太宁隧道出口DK658+320DK661+34730272晁峪隧道7621晁峪隧道进口DK661+600DK663+9042304二工区晁峪隧道1#斜井（L=312m，7.3*6.5m断面）DK663+904DK666+9113007晁峪隧道出口DK666+911DK669+22123103安平隧道6305.7安平隧道进口DK669+688.35DK672+5212832.65三工区安平隧道横洞（L=781m，7.3*6.5m断面）DK672+521DK674+0801559安平隧道出口DK673+808.35DK675+994.052185.74林光村隧道3730.9林光村隧道进口DK676+150DK677+950.01800四工区林光村隧道出口DK677+950.0DK679+880.91930.95南马棕山隧道1323.4南马棕山隧道（出口横洞L=218m，7.3*6.5m断面）DK679+987.6DK681+3111323.46千家沟隧道441千家沟隧道DK681+370DK681+8114417牛背隧道1734.8牛背隧道斜井（L=230m，7.3*6.5m断面）DK681+885.2DK683+620.01734.8二、计算说明根据各工点施工中所需要的通风风量，考虑各工点不同长度通风管道的漏风以及压力损失，再进行通风机功率计算，最后选定各工点通风机型号。主要以压入式通风为主，长大隧道中间增加射流风机，其中各项计算参数的取值根据以往经验取得，实际施工中应根据现场实测结果对相关参数进行校核和优化。三、主要计算参数宝兰客专BLZQ-2标隧道总长为27055.8m，各级围岩统计如下：级17028m，占总量的62.9%；级6340m，占总量的23.4%；级2799m，占总量的10.3%；级639.11m。占总量的2.36%。由于II级围岩开挖进尺大，用药量多，污浊气体排出量大，故按II级围岩进行计算。全断面开挖进尺3.0m，断面面积113m2，炸药用量1.0kg/m3。工作面最多人数取50人（钻爆15人，初支15人，二衬20人）。各机械功率为：装载机180kW，挖掘机260KW，20t自卸汽车180kW，三臂凿岩台车200KW，喷锚机械手50KW。管道百米平均漏风率1%1.5%，管道摩擦阻力达西系数0.013，空气密度1.2kg/m3，隧道通风需要的最低风速0.15m/s。四、计算过程1、太宁隧道进口3027m隧道通风1.1 工作面风量（1）稀释和排除炮烟所需风量按级围岩全断面爆破开挖，压入式通风进行计算：式中：Q工作面风量，m3/mint通风时间，minb炸药爆炸时的有害气体生成量，岩层中爆破取40 l/kgA同时爆破的炸药量，kgS掘进隧道开挖的断面积，m2L散爆破后炮烟的扩散长度，m；非电起爆，L散=15+A；电雷管起爆，L散=15+A/5；则：炸药使用量A=31131.0=339kg，t=30min，S=113m2，l散15+A/582.8m(2)按洞内最大工作人数计算需风量洞内最多工作人数m按50人计，平均每人需风量q取3m3/人min，取风量备用系数k=1.2，则：Q2=qkm=31.250=180 m3/min(3)按最低风速要求计算需风量洞内允许最低风速取0.15m/sQ3=60VS=600.15113=1017 m3/min(4)按稀释内燃设备废气计算需风量洞内作业方式有三臂凿岩台车和喷锚机械手进行施工和人工钻爆法进行施工两种方式，但同时使用内燃机进行作业的最大工况是装碴工况。此时设备有：装载机1台，挖掘机1台，自卸汽车4台（实车2台，空车2台）。洞内作业车辆及性能参数分别如下：有自卸汽车实车2台，功率为：180kW，负荷率为：0.75，利用率为：0.9。有自卸汽车空车2台，功率为：180kW,负荷率为：0.3，利用率为：0.9。有挖掘机1台，功率为：260kW,负荷率为：0.8,利用率为：0.9。则：式中:Ki - 每种机械的负荷率； Kt - 每种机械的利用率； Ne - 每种机械的柴油机额定功率，kW。稀释内燃设备废气所需的供风量为：Q4=3N=3527.4=1582.2m3/min综合上述四个方面计算并取其中最大数值，则工作面需要的新鲜风量Q需=max(Q1，Q2，Q3，Q4)=1582.2 m3/min1.2 通风机所需供风量根据青函隧道公式；百米平均漏风率取1.5%则：管道漏风系数故通风机的设计风量为：Q设=PQ需=1.581582.2=2500m3/min，即41.66 m3/s。1.3 风管风阻计算气流所受到的阻力主要有摩擦阻力和局部阻力和正面阻力，分别计算如下： 摩擦阻力（沿程阻力）h摩式中：-管道摩阻系数，L-管道长度，U-风道周边长度，风道直径取1.8m；S风管面积，风道直径取1.8m；则：管道摩擦阻力系数，式中：-管道达西系数，取0.013-空气密度，取1.2kg/m3 局部阻力h局直线隧道风流不转弯，风管断面不变化时，可不予考虑，即h局=0 Pa。1.4 风压计算为了保证所需风量送到目的地，并在出风口仍保持一定风速，要求通风机有一定的压力（风压），使其足以克服沿途所有阻力（风阻）。按下式计算：则：在管道通风中，考虑管道弯曲造成阻力增加及动压损失，简化计算考虑损失10%，则：1.5 通风机功率选择1台通风机单管压入式通风，通风管直径D=1.8m，每台通风机配用的电动机功率1.6 通风机选型及布置通过以上计算可得：采用单管压入式通风，设备选择1台南昌人民风机有限责任公司生产的SD-140型多速轴流风机（风量22333000m/min，全压26005200Pa，电机功率2132KW）。通风管采用1.8m柔性PVC拉链风筒，节长12m，随掌子面的推进接长，接长到距掌子面约50m处。新鲜空气通过柔性通风管道压入到工作面即可。洞中的污染气体及粉尘沿隧洞通过射流风机进行排出，设备选用南昌人民风机有限责任公司生产的SDS90K-4P-22型，电动机功率22KW。共布置6台，每2台为一组。具体布置如下：在隧道洞口安装一台对旋式轴流风机直接对隧道撑子面进行压入新鲜空气，同时在模板衬砌台车前（靠近撑子面端）安装第一组（两台）射流风机将隧道撑子面的放炮后的有毒空气以及喷浆时产生的有毒空气吸出隧道，第二组布置在距洞口1600m位置，第三台布置在局洞口500m位置。2、安平隧道隧道出口2186m隧道通风2.1 工作面风量（1）稀释和排除炮烟所需风量与1.1节计算相同，Q1804.97 m3/min。（2）按隧道内最多工作人数计算风量与1.1计算相同，Q2180 m3/min（3）按允许最低风速计算风量与1.1计算相同，Q3= 1017 m3/min（4）按稀释内燃设备废气计算风量此时洞内作业车辆有：装载机1台，挖掘机1台，自卸汽车3台（实车2台，空车1台）。洞内作业车辆及性能参数分别如下：有自卸汽车实车2台，功率为：180kW，负荷率为：0.75，利用率为：0.9。有自卸汽车空车1台，功率为：180kW,负荷率为：0.3，利用率为：0.9。有挖掘机1台，功率为：260kW,负荷率为：0.8,利用率为：0.9。式中:Ki - 每种机械的负荷率； Kt - 每种机械的利用率； Ne - 每种机械的柴油机额定功率，kW。稀释内燃设备废气所需的供风量为：Q4=3N=3478.8=1436.4 m3/min综合上述四个方面计算并取其中最大数值，则工作面需要的新鲜风量Q需=max(Q1，Q2，Q3，Q4)=1436.4 m3/min2.2 通风机所需供风量根据青函隧道公式；百米平均漏风率取1.5%则：管道漏风系数故通风机的设计风量为：Q设=PQ需=1.3921436.4=2000m3/min，即33.32m3/s。2.3 风管风阻计算气流所受到的阻力主要有摩擦阻力和局部阻力和正面阻力，分别计算如下： 摩擦阻力（沿程阻力）h摩式中：-管道摩阻系数，L-管道长度，U-风道周边长度，风道直径取1.5m，U=4.712m；S风管面积，风道直径取1.5m，S=1.767m2；则：管道摩擦阻力系数，式中：-管道达西系数，取0.013-空气密度，取1.2kg/m3 局部阻力h局直线隧道风流不转弯，风管断面不变化时，可不予考虑，即h局=0 Pa。2.4 风压计算为了保证所需风量送到目的地，并在出风口仍保持一定风速，要求通风机有一定的压力（风压），使其足以克服沿途所有阻力（风阻）。按下式计算：则：在管道通风中，考虑管道弯曲造成阻力增加及动压损失，简化计算考虑损失10%，则：2.5 通风机功率选择1台通风机单管压入式通风，通风管直径D=1.5m，每台通风机配用的电动机功率2.6 通风机选型及布置通过以上计算可得：采用单管压入式通风，设备选择1台台南昌人民风机有限责任公司生产的SD-125型多速轴流风机（风量13332017m/min，全压24505200Pa，电机功率2110KW）。通风管采用1.5m柔性PVC拉链风筒，节长12m，随掌子面的推进接长，接长到距掌子面约50m处。新鲜空气通过柔性通风管道压入到工作面即可。洞中的污染气体及粉尘沿隧洞通过射流风机进行排出，射流风机选用南昌人民风机有限责任公司生产的SDS90K-4P-22型，电动机功率22KW。共布置4台，每2台为一组。 具体布置如下：在隧道洞口安装一台对旋式轴流风机直接对隧道撑子面进行压入新鲜空气，同时在模板衬砌台车前（靠近撑子面端）安装第一组（两台）射流风机将隧道撑子面的放炮后的有毒空气以及喷浆时产生的有毒空气吸出隧道，第二组布置在距洞口500m位置。3、安平隧道隧道出口2186m隧道通风3.1 工作面风量（1）稀释和排除炮烟所需风量与1.1节计算相同，Q1804.97 m3/min。（2）按隧道内最多工作人数计算风量与1.1计算相同，Q2180 m3/min（3）按允许最低风速计算风量与1.1计算相同，Q3= 1017 m3/min（4）按稀释内燃设备废气计算风量此时洞内作业车辆有：装载机1台，挖掘机1台，自卸汽车3台（实车2台，空车1台）。洞内作业车辆及性能参数分别如下：有自卸汽车实车2台，功率为：180kW，负荷率为：0.75，利用率为：0.9。有自卸汽车空车1台，功率为：180kW,负荷率为：0.3，利用率为：0.9。有挖掘机1台，功率为：260kW,负荷率为：0.8,利用率为：0.9。式中:Ki - 每种机械的负荷率； Kt - 每种机械的利用率； Ne - 每种机械的柴油机额定功率，kW。稀释内燃设备废气所需的供风量为：Q4=3N=3478.8=1436.4 m3/min综合上述四个方面计算并取其中最大数值，则工作面需要的新鲜风量Q需=max(Q1，Q2，Q3，Q4)=1436.4 m3/min3.2 通风机所需供风量根据青函隧道公式；百米平均漏风率取1.5%则：管道漏风系数故通风机的设计风量为：Q设=PQ需=1.3921436.4=2000m3/min，即33.32m3/s。3.3 风管风阻计算气流所受到的阻力主要有摩擦阻力和局部阻力和正面阻力，分别计算如下： 摩擦阻力（沿程阻力）h摩式中：-管道摩阻系数，L-管道长度，U-风道周边长度，风道直径取1.5m，U=4.712m；S风管面积，风道直径取1.5m，S=1.767m2；则：管道摩擦阻力系数，式中：-管道达西系数，取0.013-空气密度，取1.2kg/m3 局部阻力h局直线隧道风流不转弯，风管断面不变化时，可不予考虑，即h局=0 Pa。3.4 风压计算为了保证所需风量送到目的地，并在出风口仍保持一定风速，要求通风机有一定的压力（风压），使其足以克服沿途所有阻力（风阻）。按下式计算：则：在管道通风中，考虑管道弯曲造成阻力增加及动压损失，简化计算考虑损失10%，则：3.5 通风机功率选择1台通风机单管压入式通风，通风管直径D=1.5m，每台通风机配用的电动机功率3.6 通风机选型及布置通过以上计算可得：采用单管压入式通风，设备选择1台台南昌人民风机有限责任公司生产的SD-125型多速轴流风机（风量13332017m/min，全压24505200Pa，电机功率2110KW）。通风管采用1.5m柔性PVC拉链风筒，节长12m，随掌子面的推进接长，接长到距掌子面约50m处。新鲜空气通过柔性通风管道压入到工作面即可。洞中的污染气体及粉尘沿隧洞通过射流风机进行排出，射流风机选用南昌人民风机有限责任公司生产的SDS90K-4P-22型，电动机功率22KW。共布置4台，每2台为一组。 具体布置如下：在隧道洞口安装一台对旋式轴流风机直接对隧道撑子面进行压入新鲜空气，同时在模板衬砌台车前（靠近撑子面端）安装第一组（两台）射流风机将隧道撑子面的放炮后的有毒空气以及喷浆时产生的有毒空气吸出隧道，第二组布置在距洞口500m位置。4、安平隧道斜井（781m）转正洞1559m隧道通风4.1分阶段施工通风由于斜井进正洞施工独头掘进距离较长，故根据施工阶段采取不同的通风方式及设备。根据施工组织安排，分为以下二个施工阶段：施工阶段一：斜井独头掘进781m，采用压入式通风。施工阶段二：斜井施工完后施工正洞1559m，采用压入式通风。4.2 斜井独头掘进通风计算4.2.1工作面风量（1）稀释和排除炮烟所需风量考虑放炮后的瞬间工作面附近一段距离内即已充满了炮烟，在炮烟抛掷长度内已存在空气参与稀释炮烟，故按下列式进行计算：式中：Q-工作面风量，m3/mint-通风时间，minb-炸药爆炸时的有害气体生成量，岩层中爆破取40 l/kgG-一次爆破的炸药量，kgA-掘进隧道开挖的断面积，m2L0爆破后炮烟的扩散长度，m；非电起爆，L0=15+A；电雷管起爆，L0=15+G/5；则：炸药使用量G=3751.0=225kg，t=30min，A=7.3*6.5=47.5m2，l015+G/560m洞内最多工作人数m按30人计，平均每人需风量q取3m3/人min，取风量备用系数k=1.2，则：Q2=qkm=31.230=108m3/min(3)按最低风速要求计算需风量洞内允许最低风速取0.15m/sQ3=60VS=600.1547.5=427.5 m3/min(4)按稀释内燃设备废气计算需风量洞内作业方式采用人工钻爆法进行施工，但同时使用内燃机进行作业的最大工况是装碴工况。此时设备有：挖掘机1台，自卸汽车2台（实车1台，空车1台）。洞内作业车辆及性能参数分别如下：有自卸汽车实车1台，功率为：180kW，负荷率为：0.75，利用率为：0.9。有自卸汽车空车1台，功率为：180kW,负荷率为：0.3，利用率为：0.9。有挖掘机1台，功率为：260kW,负荷率为：0.8,利用率为：0.9。则：式中:Ki - 每种机械的负荷率； Kt - 每种机械的利用率； Ne - 每种机械的柴油机额定功率，kW。稀释内燃设备废气所需的供风量为：Q4=3N=3357.3=1071.9m3/min综合上述四个方面计算并取其中最大数值，则工作面需要的新鲜风量Q需=max(Q1，Q2，Q3，Q4)=1405m3/min4.2.2通风机所需供风量根据青函隧道公式；百米平均漏风率取1.5%则：管道漏风系数故通风机的设计风量为：Q设=PQ需=1.1251405=1580.63m3/min，即26.34m3/s。4.2.3风管风阻计算气流所受到的阻力主要有摩擦阻力和局部阻力和正面阻力，分别计算如下： 摩擦阻力（沿程阻力）h摩式中：-管道摩阻系数，L-管道长度，U-风道周边长度，风道直径取1.5m，U=4.712m；S风管面积，风道直径取1.5m，S=1.767m2；则：管道摩擦阻力系数，式中：-管道达西系数，取0.013-空气密度，取1.2kg/m3 局部阻力h局直线隧道风流不转弯，风管断面不变化时，可不予考虑，即h局=0 Pa。4.2.4 风压计算为了保证所需风量送到目的地，并在出风口仍保持一定风速，要求通风机有一定的压力（风压），使其足以克服沿途所有阻力（风阻）。按下式计算：则：在管道通风中，考虑管道弯曲造成阻力增加及动压损失，简化计算考虑损失10%，则：4.2