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1、1施工通风设计的原则(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斜井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， 建议正洞和斜井中的通风管道直径为4 1.8m o(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。射流风机的数量
2、亦不宜过多。(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)铁道部铁路隧道施工标准TB10204-2002(2)正洞全断面开挖，有效爆破深度取4.0m, 3座隧道的开挖面积相同，A正=132m2；斜井和平与的最大循环进尺取3.0m ,斜井开挖面积取 A斜=42m2,平导A斜一 一 2=25.8m2。(3)单位体积岩石炸药用量：全断面开挖取 1.3kg/m3；斜井或导洞开挖取 一 . 31.5kg/m。(4)排除炮烟通风时间：全断面开挖取30min,平与和斜井均取15min ;(5)软管百米漏风率，取 =1.0%2.0%之间；(6)巷道通风时风门等
3、漏风率取1.5% ;(7)洞内柴油机采用安装废气净化装置后的用风指标取；(8)取管道的沿程摩擦阻力系数即达西系数0.0120.015 ;(9)对自卸汽车汽车内进行设计标准车速为 10km/h ,具有5左右的坡度或者 出现路面不平整时，车速为 5km/h o二、施工通风的工作面风量计算1. 正洞施工通风风量计算(1)按施工隧洞内的最多人数计算风量洞内每人每分钟需要新鲜空气量按q =3 m3/min,风量备用系k=i.2,同时最多 工作人数按m=60人计算。则Qi=k m 1 p=1.2 x60 x 3=216m 3/min(2)按最低允许风速计算风量按最低允许风速 u =0.15m/s ,则工作
4、面风量：Q2=60VS=60 X 0.15 X 132=1188m3/min 按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用品计算风量单位炸药用量1.3kg/m3,循环进尺量3.5m o开挖断面积A=132m2,则一次 爆破炸药用量 G=1.3 X(132 X4.0)=686.4kg。炮烟抛掷长度：L0=15+G/5=15+686.4/5=152.3m取爆破后通风时间 t=30min ,压入式通风工作面要求新鲜风量计算公式，印:8. H.伏洛宁公式：=1696m 3/min从从以上计算结果比较，按排除炮烟计算风量是所有计算风量中最大的，工作面的设计风量暂取排除炮烟风量 Q=1696m 3/min o平均
5、风速：=0.21m/s。2斜井施工所需的风量(1)按施工隧洞内的最多人数计算风量洞内每人每分钟需要新鲜空气量按q =3 m 3/min ,风量备用系k=1.2,同时最多工作人数按m=50人计算。则Q=k - m 1 p=1.2 x 50 x 3=180m 3/min(2)按最低允许风速计算风量按最低允许风速 u =0.15m/s ,则工作面风量：Q=60V A=60 X0.15 X 40=360 m 3 /min(3)按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算风量平刀及斜井开挖断面取42m 2,单位炸药用量 1.5kg/m 3,最大循环进尺量3.0m, 一次爆破炸药用量G=1. 5 X(42X
6、3.0)=189kg 。炮烟抛掷长度 L0=15+G/5=15+189/5=52.8m ,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：9. H.伏洛宁公式：=508m 3/min从各种计算结果比较，按稀释炮烟的计算风量是所有计算风量中最大的，工作面的设计风量取量 Q=507m 3/min o平均风速：=0.202m/s。3、平导施工所需的风量(1)按施工隧洞内的最多人数计算风量洞内每人每分钟需要新鲜空气量按q =3 m3/min ,风量备用系k=1.2,同时最多工作人数按m=50人计算。则Q=k m , p=1.2 x 50X 3=180m 3/min(2)按最低
7、允许风速计算风量按最低允许风速 u =0.15m/s ,则工作面风量：Q=60V A=60 X0.15 x 25.8=232 m 3/min(3)按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药用量计算风量平导及斜井开挖断面取25.8m2,单位炸药用量1.5kg/m3,最大循环进尺量3.0m, 一次爆破炸药用量G=1. 5 X(25.8 X3.0)=116.1kg 。炮烟抛掷长度 L0=15+G/5=15+116.1/5=38.2m ,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：B. H.伏洛宁公式：=252m 3/min从各种计算结果比较，按稀释炮烟的计算风量是所有计算风量中
8、最大的，工作面的设计风量暂取量 Q=252m 3/min o平均风速：=0.16m/s 。平导和斜井开挖断面积小，进入正洞施工后处于施工的后面面，其通风距离短，通风量小于正洞施工通风量，故在以后计算中，只计算正洞施工通风量，只要 正洞满足风量要求，便能保证平导和斜井风量。三、施工通风的工作面风量计算及风机选择(一)、坡白山隧道通风方案坡白山隧道施工工区划分及计划施工长度如表 1。隧道施工通风采用压入式通 风。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)坡白山隧道进口工区17151715出口工区171517151、风机的供风量按稀释内燃设备废气的要求来确定。假设采用2
9、4t VoLvo自卸汽车出釐，装机功率225kW。车辆在洞内行驶速度 10km/h ,考虑到隧洞较长时，每辆车装釐循环时间为5min。采用ZL50型装载机装釐，其功率为150kW o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1715m ,洞内重车数量：ni=1715/833=2.06 ,取 m=2 辆，空车数量取 n2=2 辆 装运釐作业工序中内燃设备的实际使用功率分别为：=225 X2X0.8X 0.8 + 225 X 2X 0.3 X 0.8 + 150 X 0.7 x0.8=480
10、kW 取单位功率的风M供给系数为4.0m3/ kW min,则当通风长度为1715时，按稀释内燃机废气计算，压入式风机的供风量应分别为：4.0 X 480=1920m 3/min隧道内风速：v =Q/A=1920/132/60=0.24m/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。根据秦岭n线平导和长梁山隧洞进口段分别对DSR系列小1.3m和小1.5m直径软风管
11、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=1.8X 10-32.25X 10-3kg/m3。对于4 1.8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：=1.273当通风长度1715m时，漏风系数Pl=1.273,按排除炮烟时风机风量=1.273 X 1696=2159m 3/min通风机的供风量：Q=min Q 1、Q2、Q3、Q4=2159m 3/min2、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，入二0.0120.015 ;
12、 气体密度(kg/m3)。取 p=1.20kg/m3。=(1.800 2.25) x 10-3kg/m3通风长度为1715m,隧洞计算风量2159 m3/min ,管道通风长1750m,取管 道直径 1.6m,摩擦阻力系数=2.025 X 10-3kg/m 3,管道漏风系数1.273,取通风 机设计风量Q=2250m3/min(37.5m 3/s),管道风阻力系数：工作面风量为=1767.5 m 3/min(29.4m 3/s)沿程摩擦通风阻力损失=1.13 X29.4 X37.5=1248Pa3、风机选型可选用天津市通创风机有限公司生产的152BD-2SE132型对旋式通风机。设计风量225
13、00m 3/min ,全压2300Pa ,电动机功率2 x 66kW ,双级调速。在隧道 进出口工区各设一台进行压入式通风。也可选用山西侯马鑫康风机有限公司生产的SDF(b)-No14型隧道专用风机，可无级变速。设计风量13993013m 3/min ,风压4733200Pa,电动机功率 2X75kW,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。(二卜高青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通风设计距离一览表隧道名称工区斜井、横洞、平导长度(m)施工正洞长度(m)最大通风距离(
14、m)高青隧道进口工区37443744斜井工区88035652841出口工区364436441、进口(出口)工区由于进口工区和出口工区最大通风距离仅差100m,所以可将二工区通风设备进行相同配置。(1)风机的供风量按稀释内燃设备废气的要求来确定假设采用24t VoLvo自卸汽车出釐，装机功率225kW。车辆在洞内行驶速度10km/h ,考虑到隧洞较长时，每辆车装釐循环时间为5min。采用ZL50型装载机装釐，其功率为150kW o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。行车时速为10km/h时，重车的行车间距为：833m。洞内最大掘进长度 374
15、4m ,洞内重车数量：ni=3744/833=4.49 ,取 ni=4 辆，空车数量取 n2=3 辆装运磴作业工序中内燃设备的实际使用功率分别为：=225 X4X0.8X 0.8 + 225 X 3X 0.3 X 0.8 + 150 X 0.7 x0.8=822kW取单位功率的风M供给系数为4.0m3/ kW min,则当通风长度为 3744时，按稀释内燃机废气计算，压入式风机的供风量应分别为：4.0 X 822=3288m 3/min隧道内风速：v =Q/A=3288/132/60=0.415m/s平均百米漏风率=(1.11.5)% ,摩擦阻力系数=1.8X10-32.25 X 10-3kg/m3。 对于4 1.8软风管，平均百米漏风率可取1.25%,则漏风系数为：=1.880当通风长度3744m时，漏风系数Pl= 1.880,按排除炮烟时风机风量=1.
