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1、隧道施工通风计算一、规范规定铁路隧道施工规范(TB10204-2002)规定：空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不 得大于2mg。瓦斯隧道装药爆破时，爆破地点20m内，风流中瓦斯浓度必须小于0.5%； 总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%；开挖面瓦斯浓度大于1.5%时，所有人 员必须撤至安全地点。防止瓦斯积聚的风速不宜小于1m/s。有害气体最高容许浓度： 一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入工 作面时，浓度可为100mg/m3；但工作时间不得大于30min。 二氧化碳按体积计不得大于0.5%。
2、 氮氧化物(换算成NO?)为5mg/m3。隧道内气温不得高于28C。隧道内噪声不得大于90dB。隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量，每人应供应新鲜空 气3m3/min，采用内燃机械时，供风量不宜小于3m3/(min kW)。隧道施工通风的风速，全断面开挖时不应小于0.15m/s，在分部开挖的坑 道中不应小于0.25m/s。每100m平均漏风率不应大于2%。二、通风方案的确定隧道施工通风主要采用机械通风，其通风方式按风道类型一般分为巷道式和 管道式两种，其中后者按送风方式不同又可分为压入式、吸出式和混合式三种。 它们各有其优缺点(见表1)。表1几种管道式通风方案的比较序 号通风 方式
3、布置形式优点缺点1压入式N一一二1jo*jtJ!f能很快地排除工作面的污浊空气，拆装简单污浊空气流经全洞2吸出式.守出一 二工作面净化较快， 洞内空气较好风机移动频繁，噪声 大，管道漏风可造成循 环污染3混合式好.:号曲1aq_都.点洞内空气好、净化快噪声大，受空间限制本工程隧道独头掘进长1230m,隧道断面面积为56m2，采用钻爆法全断面开 挖，无轨运输。综合考虑隧道独头掘进长度、断面大小、开挖方法、出渣运输方式、设备条 件等因素，通过分析比较，确定压入式通风较为适合无轨运输施工，可使足够的 新鲜空气能很快被送至工作面，实现快速掘进。三、风量计算按洞内同时工作的最多人数计算风量：勺一每人每分
4、钟呼吸所需新鲜空气量，取4.0m3/min；m 一洞内同时工作的最多人数，50人；k 一风量备用系数，取1.15。计算得：Q =230m3/min按排出炮烟计算风量:计算方法一:q = 5Gb - Al0 tG 一同时爆破的炸药消耗量，G = A x l x q，得100.2kg；A 一掘进面积,26m2；l 一循环进尺，4.0m；q 一单位耗炸药量，1.7kg/m3；b 一炸药爆炸时有害气体生成量，取40 ms/kg； t 一通风时间，取40min；10炮眼抛掷长度，l = 15 + G/5，得50.36m。计算得：Q =230ms/min计算方法二：2.25 G （Al 临界）2 中.bQ
5、 = T 32t 一通风时间，取40min；b 一炸药爆炸时有害气体生成量，取40ms/kg；一淋水系数，取0.3；A 一掘进面积,26m2；l 一循环进尺，4.0m；q 一单位耗炸药量，1.7kg/ms；G 一同时爆破的炸药消耗量，G = A X l X q，得100.2kg；L 一通风距离，1100m；尸WO百米漏风率，取2%；P 一漏风系数，P = 一隧道爆破临界长度，l= 12.5些&，得l =788m临界临界Ap 2临界 计算得：Q =230m3/min 按允许最低风速计算风量: Q = 60 x V x A 工作面最小风速，全断面开挖取0.15m/s，分部开挖取0.25m/s，瓦斯
6、，得P = 1.231 -P程，100 100k一紊流扩散系数，取风管口至工作面的距离等于风流的有效射即 s = 4jA = 35m，风管直径 d =1.8m，上=9.7，查表得 k =0.53；2d隧道取1.0m/sA 掘进面积,26m2。计算得：Q =230ms/min按稀释和排除内燃机废气计算风量：若采用有轨运输，施工设备均按电动设备配置，此项舍去。若采用无轨运输，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，计算 可按下式计算：Q = T KNi =1K 一功率通风计算系数，我国暂行规定为2.83.0m3/min；
7、N各台柴油机械设备的功率；T 一利用率系数。i内燃设备配置表机械名称配置台数工作台数单机功率（kW）内燃机利用系数TiZLC40装载机111400.5015自卸汽车651500.45砼罐车32850.50TH178三臂台车111160.10计算得：Q =230m3/min按按瓦斯绝对涌出量计算所需风量（仅对瓦斯隧道）:Qch 4 X K n - n 0Qch4 瓦斯绝对涌出量2m3/min；K 瓦斯涌出的不均衡系数，取1.6；n 一工作面允许的瓦斯浓度，取0.5%；n0 送入风流中的瓦斯浓度，取0。计算得：q =64ms/min计算结果取值：以上计算结果取最大值 Q = Max (230, 1
8、49, 785, 123 )= 789m3/min作为控制设计通风量。考虑漏风因素：据风管厂提供的技术指标，采用PVC增强塑纤布作风管材料，百米漏风率正 常时可控制在2%以内。据此计算漏风系数：P =11 -P 100 100L 通风距离，1100m；P0 百米漏风率，取2%。计算得：P =1.23则风机供风量应不小于：Q= Q - p = 1253m 3/min四、系统风压计算从理论上讲，通风系统克服通风阻力后在风管末端风流具有一定的动压，克 服阻力则取决于系统静压，动压与静压之和即为系统需供风压。动压计算：h =上 xy x v2动 2y 一空气密度，1.16kg/m3；V 一末端管口风速
9、，按控制设计通风量计算，v = -Q ，得5.6m/s；A x 60系统动压：h动=19Pa静压计算：沿程摩擦阻力：715 L2h 摩=2 xXx - xx v2人一管道摩阻系数，0.025v 管道内平均风速，：.，（竺60），得12.78m/s. max 4d 一风管直径，1.2mL 通风距离，1100m；Y 一空气密度，1.16kg/m3；q 风量计算最大值，789m3/min ；Q 风机应提供最小风量，1253m3/min。计算得：h摩=19廿局部阻力：无拐角情况：h局 * 0.1h摩=1.9Pa有拐角情况：1 ch局=2 x Zg x y x v2Z& 一系数，根据风管拐角角度查表，取
10、1.3；y 一空气密度，1.16kg/m3；v 一管道内平均风速，如 U挡 60），得12.78m/s max4计算得：h局=19Pa系统静压：h静=h摩 +h局=20.9 Pa系统风压：h 3动 +h静=30.9 Pa通风管径越大，则系统阻力越小，根据全断面掘进时断面尺寸，施工机械和 衬砌台车的尺寸，设计时按61.2m风管计算。五、设备选型设备选型关系到整个方案的成败，是通风系统运行好坏的基本保证。在立足 现有、国产设备的基础上，我们采用了天津产88-1型轴流式风机，其功率为55KW X2，风量达1000m3/min，全压5000Pa。它具有空气流动性能好、效率高、节省 能量、噪音低、结构紧凑、安装方便等特点。风管则选用了天津通风设备厂生产 的PVC增强塑纤布拉链式6 1.2m柔性风管。该风管具有较强的抗拉强度和较小 的伸长率，接头方式新颖，使用方便，重量轻，易安装，破损较少，径向变形也 小。另接头光滑、严密，能有效地减少漏风和系统阻力。由上述计算结果可知，选用88-1型风机和6 1.2m柔性风管应该可以满足洞内通 风的要求。
