隧道通风方案设计,通风计算

1、蒙河铁路屏边隧道斜井通风方案1、工程概况屏边隧道全长10381m 进口里程 Dn K60+875出口里程 DIK71+256, 为单线隧道，设计为单面下坡，坡度分别为-20.2 %。（坡长9025m）、-10 %。（坡长650m）及-1 %。（坡长706m），最大埋深660m屏边斜井位于隧道线路右侧，斜井与正洞隧道中心线交汇点里程为Dn K66+30Q斜井与线路中线蒙自方向夹角 80°,井口里程为 XDK1+218 水平长度1218m,综合坡度为85%。本斜井采用无轨单车道运输，断面净 空尺寸5.6m （宽）x 6.0m （高）。斜井施工任务为斜井 1218m（XDK0+00&

2、; XDK1+218 ,平导 1735.29m （ PDK66+294.7什 PDK68+030 ,辅助正洞 4165m（Dn K63+835-Dn K68+00C），其中出口方向为 1700m（Dn K66+30ADn K68+000，进口方向 2465m（Dn K63+83ADn K66+300。2、通风控制条件隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列卫生及安全标准：隧道内氧气含量：按体积计不得小于 20%粉尘允许浓度：每立方米空气中含有 10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘为 6mg二氧化硅含量在10% 以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10

3、mg有害气体浓度：一氧化碳不大于 30mg/m,当施工人员进入开挖面检查 时，浓度为100mg/m,但必须在30min内降至30mg/ni; 二氧化碳按体积计 不超过0.5 %;氮氧化物（换算为NO） 5mg/m以下。洞内温度：隧道内气温 不超过28C，洞内噪声不大于90dBo洞内风量要求：隧道施工时供给每人的新鲜空气量不应低于4mVmin ,采用内燃机械作业时供风量不应低于 4mV(min.kw)。洞内风速要求：全断面开挖时不小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不 小于 0.25m/s。3、施工通风方案根据确定的施工方案和任务划分情况，施工通风采用管道压入式通风， 与风机相接的风管选用&#

4、169; 1800mn负压管(长度10n)，在洞内转弯处加设 负压通风管。洞外风机进风口至斜井井口距离不小于20m风管出风口至掌子面距离L=60m斜井长度1218m 与正洞交汇后承担进口方向 2245m出口方向1700m 的开挖任务，独头掘进长达3683m通风难度最大，所以考虑采取分阶段通 风形式。采用独管路压入式通风，在交叉口往进口方向16m处设置风室作为二级接力通风风室，体积为270m。风室旁另架设两台55X2KW风机分别给进 出口方向通风，风机与风室采用© 1500mn钢管连接。为了加快污风风速， 采用射流风机通风技术。由于通风距离长，洞内回流风阻大，射流风机安装位置在风流需要

5、导 向处，如斜井口与正洞交汇处，横通道处，其它在洞内间隔600m安装一台。 洞内风室及通风管布设见图。4、风量计算 按洞内同时工作的最多人数计算Q1=qmk(n/m in)q-每人每分钟呼吸所需空气量 q=4nVmin 人m-同时工作人数，斜井、单线单洞正洞取 m=60人，k-风量备用系数，取k=1.15由此得 Q仁qmk二东 60X 1.15=276m3/min 按允许最低平均风速计算斜井取0.25m/s，正洞取0.15m/s ;计算工作面供风量Q2=60AV其中：A隧道断面积，V为坑道内平均风速。正洞单线单洞面积为55m正洞：Q2=60AV=6X55X 0.15=495mi/min则按照允

6、许最低风速所需要的风量为 495nVmin。 按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算采用压入式通风：工作面需要风量 Q3= t : GAm3/mi n)式中：t-通风时间，取t=30min。G-同时爆破炸药用量，斜井、正洞均按皿级围岩考虑，每循环最大进尺取3.5m。正洞单位装药量取 0.95kg/m3,贝S G=55X3.5 x0.95=182.9kg;L掌子面满足下一循环施工的长度，取 200m则斜井井身施工时工作面需要风量：32Q3=7.8-30X " 182.9 x (55 x 200)3k3=729.9m/min,取 730m/min。则按照稀释爆破有害气体所需要的风量为7

7、30nVmin。 按稀释内燃机废气的所需要空气量计算采用无轨运输，洞内内燃设备配置较多，废气排放量较大，供风量应足够将内燃设备所排放的废气全面稀释和排出，使有害气体降至允许浓度以下，工作面考虑施工高峰期需要的内燃机械使用情况为： CAT315DI挖掘 机1台（功率110KW, ZLC50B装载机装载机1台（功率为162KW），汽车 5台（每台功率为180KWZ洞内同时工作3台），混凝土罐车2台（每台功 率为85KVy，总功率为982kw。则稀释内燃机排出废气的需要空气量：Q = V / K（m3/min）,其中 V 二刀 B P式中：B式内燃机产生有害气体，按照有净化装置机械产生的CO气体为

8、0.09 x 10-3 （m3/min kw）;P 内燃机功率，P = 982 kw ;K 允许浓度0.008%。计算得：Q = V / K = （0.09 x 10-3 x 982） /0.008%=1104.8m3/mi n则按稀释内燃机废气的所需要空气量为 1105nVmi n表1分类计算所需风量统计表分类计算风量计算结果（m3/min）按洞内同时工作的最多人数计算276按允许最低平均风速计算495按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算730按稀释和排除内燃机废气计算1105上述四种计算结果，取其最大值作为通风布置设计量：1105m3/mir。 进口方向：正洞通过斜井井口大功率风机送风

9、到储风室，再由风室处设的轴流风机进口方向通风。根据施工安排单洞掘进最大长度为L=2465m正洞风管漏风系数 Pc =1/ l/W0 =1.404，( B =0.015, L=2465m)通风机供风量Q供=PcX Q则：正洞进口方向 Qa>=1.404 x 1105=1551.42m/min,取：1552nVmin。出口方向：正洞通过斜井井口大功率风机送风到储风室，再由风室处 设的轴流风机出口方向通风。根据施工安排单洞掘进最大长度为L=1700m风管漏风系数 巳"=1.293, ( B =0.015,L=1700m)通风机供风量Q供=PcX Q则 Qa>=1.293 x 1

10、105=1428.8m/min,取：1429ri3/min。故所需风量为：正洞进口方向1552m3/min;正洞出口方向1429 m3/min5、风机风压计算管道阻力系数3风阻系数 Rf=6.5 a L/D5，摩阻系数，=Q8 =0.00225kg/m根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直径，为便于管理和维修，屏边隧道斜井通风软管统一采用取直径D=1.5m管道阻力系数R求值见表2。表2 管道阻力系数R计算表进口方向通风(L)出口方向通风(L)斜井4.748 (2465m3.274 (1700m管道阻力损失管道阻力损失 H二RQQ/3600+Hd+H其他式中Q j通风

11、机供风量，取设计风量，m/min ;Q i管道末端流出风量，m/min ;HD隧道内阻力损失取50;H其他一一其他阻力损失取60;风机设计全压 H=H=RQQ/3600+110;各洞口风机全压计算如下：进口方向通风：H max=(4.748 X 1552X 1105)/3600 + 110=2372Pq 出口方向通风：Hhax=(3.274 X 1429X 1105)/3600 + 110=1547Pg故所需风压为：进口为 2372Pa出口为1547 Pa.6、风机功率计算风机功率计算公式：W=QHK/60式中：C风机供风量H 风机工作风压n风机工作效率，取80%K功率储备系数，取1.05W出

12、口 =1429X 1547X 1.05/(60 Xn )/1000=49kW ;W进口 =1552X 2372X 1.05/(60 Xn )/1000=81kW ;故所需风机功率为：出口 49 kW;进口 81kW经综合计算，所需条件见表3。表3 综合计算统计表综合计算计算结果供风风量计算结果(m/min)进口1552出口1429供风风压计算结果(Pa)进口2372出口1547供风风机功率计算结果(kW)进口81出口497、通风设备选择考虑到斜井井口通风机设备需满足所有通风风压和风量的要求，斜井 井口单风机应满足井底总风量 Qax= 1552 + 1429= 2981mmin ;斜井风管漏风系

13、数 Pc =1/ l/W0 =1.203 , ( B =0.015, L=1218m)通风机供风量Q供=PcX Q则：井底总风量 Qax=1.203 x 2981=3586.1m/min,取：3587mi/min。风压为3919Pa;功率 W =130kW3风室处风机向进出口方向供风，进口应满足风量Q= 1552m/min，风压32372Pa,功率81kW 出口应满足风量 Q= 1429m/min，风压1547Pa,功率49kW综合考虑，斜井井口选取1台SDF(c)-N014型号风机；进出口方向选取1台SDF( c) NO11型号风机。本隧道采用的风机配备见表4。表4风机配备表风机型号风量(m

14、l/min )风压(Pa)功率(kw)数量备注井口正洞SDF(B)-N014411668603701/185 X 2SDF(C)-N01119854150110/255 X 2现有设备有效利用射流风机3037设备选型说明：斜井井口设计所需供风风量3587 m3/min，选择SDF(C)-NO14通风机，其供风风量为4116 m/min，考虑正洞内两台风机同时开启。&通风管理以“合理布局，优化匹配，防漏降阻，严格管理、确保效果”二十字 方针，作为施工通风管理的指导原则，强化通风管理。建立以岗位责任制和奖惩制为核心的通风管理制度和组建专业通风班 组，通风班组全面负责风机、风管的安装、管理、检查和维修，严格按照 通风管理规程及操作细则组织实施。防漏降阻措施：以长代短。风管节长由以往的 2030m加长至50100m减少接头数 量，即减少漏风量。以大代小：在净空允许的条件下，尽量采用大直径风管。截弯取直：风管安装前，先按5m间距埋设吊挂锚杆，并在杆上标出吊 线位置，再将© 8mn盘条吊挂线拉直并焊固在锚杆上，而后在吊挂线上挂风 管。这样可使风管安装到达平、直、稳、紧，不弯曲、无褶皱，减少通风 阻