大秦岭隧道施工通风设计方案

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新建XX至成都铁路XX至江油段

（陕西境内）站前工程XCZQ-2标

（DgK56+156～DgK90+457）

大秦岭隧道通风设计

专项方案

中交二航局西成客专项目部

二零一三年三月

新建XX至成都铁路XX至江油段（陕西境内）

站前工程XCZQ-2标段大秦岭隧道通风设计专项方案

编制：审核：批准：

中交二航局西成客专项目部

二零一三年三月

新建铁路XX至成都客运专线

TA1施工组织设计(方案)报审表

工程项目名称：新建铁路西成客运专线施工合同段：XCZQ-2编号：XC2-DQLSD-TFSJ-20230313

致XX铁一院工程咨询监理有限责任公司西成铁路客专项目监理站(项目监理机构)：我单位根据施工合同的有关规定已编制完成大秦岭隧道通风设计专项施工组织设计(方案)，并经我单位技术负责人审查批准，请予以审查。附：大秦岭隧道通风设计专项方案承包单位(章)项目经理：日期：监理分站审核看法：专业监理工程师监理分站(章)日期总监理工程师看法：项目监理机构（章）

总监理工程师日期注：本表一式4份：承包单位2份，监理单位、建设单位各1份。

中交二航局西成客专项目部大秦岭隧道通风设计专项方案

采用无轨运输、除爆破炮烟外内燃机械作业和出碴机械作业产生大量烟尘。以上诸多因素要求施工通风提供的风量较大、战胜的通风阻力也较大。

八、通风方式

根据隧道施工方法及施工条件，隧道进、出口及斜井采用压入式通风。

九、通风系统设计

9.1大秦岭隧道进口9.1.1设计参数

大秦岭隧道进口负责施工正线长度2227米，其中Ⅲ级围岩1185m，Ⅳ级围岩640m，Ⅴ级围岩402m。通风设计时按Ⅲ级围岩考虑。

掘进断面积：S=115.37m2（一次开挖到仰拱填充面）；

一次爆破最大用药量：240kg（Ⅲ级围岩循环进尺2m，台阶法施工，上下断面同时开挖）

洞内最多作业人数：开挖班22人，仰拱班14人，二衬班20人，管理人员、杂工班等10人，共计66人，（按洞内开挖、仰拱、二衬等三作业面同时施工考虑）；

爆破后通风排烟时间：T=40min；通风管：采用Ф1.5m软管；管道百米漏风率：β=1.3%；

按进口最大压入通风长度计：L=2227（m）；

9.1.2风量计算

施工通风设计应进行风量计算。风量应分别按排除炮烟、洞内最大工作人数、最低风速要求、稀释和排除内燃机械废气等因素计算取最大值。

⑴排除炮烟需风量按下式计算：

Q1?2.253tA?b?S2?L2?K/P2?式中：Q1-工作面风量，单位为：m3/min；t-通风时间,取40min；

2.253240?40?115.372?22272?0.6/1.412?3240.85(m3/min)40-5-

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A-同时爆破的炸药量，上下台阶同时起爆，开挖取240kg；b-炸药爆炸时的有害气体生成量,40m3/kg；S-掘进断面积，取115.37m3；

L-临界长度，当通风段长度大于L时，用临界长度代替,取2227mK-淋水系数，考虑淋水使炮烟浓度降低的系数，取0.6；

P-管道漏风系数，P=1/（1-βL/100），β为百米漏风率1.3%，L为通风长度：进口通风长度2227m，则P进口=1.41;

⑵洞内最大工作人数需风量按下式计算：

Q2?q?k?m?3?1.2?66?237.6(m3/min)式中：Q2-工作面风量，单位为：m3/min；q-每人需要的新鲜空气标准（m3/min）；

k-风量备用系数，一般取(1.1-1.25),本次取1.2；m-同一时间洞内工作最多人数，本次取66人；⑶最低风速要求需风量计算：

Q3?V?S?60?0.25?115.37?60?1730.6(m3/min)式中：Q3-工作面风量，单位为：m3/min；

V-洞内允许最小风速（m3/min），分部开挖法取0.25；S-掘进断面积，取115.37m3。

⑷稀释和排除内燃机械废气需风量计算：

??3378.48(m3/min)Q4?k??NiTi?3??0.56?2023式中：Q4-工作面风量，单位为：m3/min；

Ni-各内燃机功率，ZL50装载机2台，功率共308KW；小松PC200挖掘机1台，功率共110kw；出碴车4台，功率共852KW；混凝土罐车3台，功率共741KW。合计功率2023KW。

Ti–同时工作柴油机设备利用率系数；

33Q取最大值为Q1=3378.48m/min，风机风量Q取3400m/min

9.1.3通风风压计算

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hh总?h摩总?h局总?h其它5252?6.5aLQ/d?6.5?0.00016?2227?56.67/1.5?979.49Pa摩总式中：a-风道摩擦阻力系数，取a=0.00016；L-风道长度（m），取2227m，Q-风机风量（m3/s），3400÷60=56.67d-风管直径（m），取1.5m。

h局总??Q2/d4?0.6?56.672?/1.54?380.62Pa式中：?-局部阻力系数，管道入口取0.6；Q-风机风量（m3/s），3400÷60=56.67d-风管直径（m），取1.5m。h其它

?(0.2?0.3)h局总h总?h摩总?h局总?h其它?979.49?1.3?380.62?1474.31Pa9.1.4通风方案及设备的选型

由以上计算可知选择的通风机的最低技术参数为:Q=3400m3/min,H=1560Pa。考虑隧道长度及系统风压，可选用1台天津通创型号为110AD-FS55、转速1480r/min、Q=1200m3/min、Ht=2000Pa、功率为55kW的风机及1台型号为125A2D-FS110、转速1480r/min、Q=2200m3/min、Ht=2200Pa、功率为115kW的风机串联通风,一台装在洞口，一台根据隧道掘进长度装在洞内。

9.2大秦岭隧道1号斜井

大秦岭隧道1号斜井井身长642.48m，负责施工正线顺坡长度2697m，其中Ⅲ级围岩1952m，Ⅳ级围岩745m，通风设计时按Ⅲ级围岩考虑。

9.2.1设计参数

掘进断面积：S=115.37m2（开挖到仰拱填充面）；

一次爆破最大用药量：240kg（Ⅲ级围岩循环进尺2m，台阶法施工，上下断面同时开挖）

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中交二航局西成客专项目部大秦岭隧道通风设计专项方案

洞内最多作业人数：开挖班22人，仰拱班14人，二衬班20人，管理人员、杂工班等10人，共计66人，（按洞内开挖、仰拱、二衬等三作业面同时施工考虑）；

爆破后通风排烟时间：T=40min；通风管：采用Ф1.5m软管；管道百米漏风率：β=1.3%；

9.2.2风量计算

施工通风设计应进行风量计算。风量应分别按排除炮烟、洞内最大工作人数、最低风速要求、稀释和排除内燃机械废气等因素计算取最大值。

⑴排除炮烟需风量按下式计算：

Q1?2.2532.253A?b?S2?L2?K/P2?240?40?115.372?26972?0.6/1.542?3471.886(m3/min)t40

式中：Q1-工作面风量，单位为：m3/min；t-通风时间,取40min；

A-同时爆破的炸药量，上下台阶同时起爆，开挖取240kg；b-炸药爆炸时的有害气体生成量,40m3/kg；S-掘进断面积，取115.37m3；

L-临界长度，当通风段长度大于L时，用临界长度代替,取2697mK-淋水系数，考虑淋水使炮烟浓度降低的系数，取0.6；

P-管道漏风系数，P=1/（1-βL/100），β为百米漏风率1.3%，L为通风长度：通

风长度2697m，则P=1.54;

⑵洞内最大工作人数需风量按下式计算：

Q2?q?k?m?3?1.2?66?237.6(m3/min)式中：Q2-工作面风量，单位为：m3/min；q-每人需要的新鲜空气标准（m3/min）；

k-风量备用系数，一般取(1.1-1.25),本次取1.2；m-同一时间洞内工作最多人数，本次取66人；⑶最低风速要求需风量计算：

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中交二航局西成客专项目部大秦岭隧道通风设计专项方案

Q3?V?S?60?0.25?115.37?60?1730.6(m3/min)式中：Q3-工作面风量，单位为：m3/min；

V-洞内允许最小风速（m3/min），分部开挖法取0.25；S-掘进断面积，取115.37m3。

⑷稀释和排除内燃机械废气需风量计算：

??3378.48(m3/min)Q4?k??NiTi?3??0.56?2023式中：Q4-工作面风量，单位为：m3/min；

Ni-各内燃机功率，ZL50装载机2台，功率共308KW；小松PC200挖掘机1台，功率共110kw；出碴车4台，功率共852KW；混凝土罐车3台，功率共741KW。合计功率2023KW。

Ti–同时工作柴油机设备利用率系数；

33m/minmQ取最大值为Q1=3500.5，风机风量Q取3600/min

9.2.3通风风压计算hh总?h摩总?h局总?h其它5252?6.5aLQ/d?6.5?0.00016?2697?60/1.5?1329.72Pa摩总式中：a-风道摩擦阻力系数，取a=0.00016；L-风道长度（m），取风道长度2697m，Q-风机风量（m