隧道施工通风压入式通风计算实例46852.pdf

2、通风计算【2009-6-10】根据隧规及其条文说明，风量计算主要从四个方面予以考虑，即按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算出所需风量 Q1；按在规定时间内，稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需风量 Q2；根据不同的施工方法，按坑道内规定的最小风速，计算出所需风量 Q3；当隧道内采用内燃机械施工时，还须按内燃设备的总功率（kw），计算出所需风量 Q4；通过上述计算，取 Qmax=Max（Q1，Q2，Q3，Q4），再考虑风管的损失率（百米漏风率），即确定洞内所需的总供风量 Q 机，从而确定风机的功率和风管的直径。（1）计算参数的确定 一次开挖断面：S=80m2(全断面）一次爆破耗药量：G=288kg（一次开挖长度 4.2m）通风距离：L=2800m 洞内最多作业人数：m=60 人 爆破后通风排烟时间：t30min 通风管直径：=1800mm 管道百米漏风率：=1.5%（2）风量计算 按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算：Q1=3 k m=3 1.25 60=225 （m3/min）式中 3隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为 3m3/min k风量备用系数，一般取 1.151.25，按 1.25 取值 m同一时间洞内工作最多人数，按 60 人计 按全断面开挖，30 分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算：Q2=V1(K V1t+1/V2)1/t=V1 1(k V1/V2)1/t=551 m3/min 式中 V1一次爆破产生的炮烟体积 V1=S Ls=80 72.6=5808 m3 S-一次开挖的断面面积，按 80m2 Ls炮烟抛掷长度，按经验公式 Ls=15+G/5=15+288/5=72.6m G同时爆破的炸药消耗量，G=288kg V2一次爆破产生的有害气体体积 V2=aG=40 10-3 288=11.52 m3 a 单位重炸药爆破产生的有害气体换算成 CO 的体积，40L/kg K CO 允许浓度，取 100ppm，换算为 1 10-4 m3 t 通风时间，取 30min 按洞内允许最低风速，计算：Q3=60 V S=60 0.15 80=720 m3/min 式中 V 洞内允许最小风速，隧规规定全断面开挖时取值 0.15m/s S 开挖断面积，80m2 60min 和 s 换算常数 按稀释内燃机废气计算风量：考虑在洞内同时有2台ZL50D型装载机（功率158kw）和3辆T815自卸车（功率210kw）作业，总功率 736kw，取机械设备的平均利用率为 70%，按隧规 1kw 需供风量不小于3m3/min，算得：Q4=946 0.70 3=1546 m3/min【?机械功率参考表】名?称 型?号 单 位 功 率 备注 装载机 柳工 ZL50D 台 158kw 柳工 ZL50 台 154kw 柳工 CLG888 台 231kw 徐工 ZL50G 台 162kw 徐工 LW420F 台 128kw 自卸车 卡玛斯 55111 台 162kw 北方奔驰ND3310D29 台 213kw 斯太尔 T815 台 210kw 东风 140 台 103kw 140 马力 东风 145 台 118kw 160 马力 东风 3208 台 210kw 设备供风能力取 Qmax=Max（Q1，Q2，Q3，Q4）=1546 m3/min。对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别很大，按百米漏风率（取=1.5%）计算洞口风机风量：Q机=Qmax/(1-)L/100=1546/(11.5%)2800/100=2360 m3/min。【注 1：先计算漏风系数 p=1/(1-)L/100=1/(1-2800 1.3/100)=1.53，也可。】【注 2：若=2.0%，则 Q机=2722pa；若=2.5%，则 Q机=3141pa；这两个计算结果都没有上述可行，但国内的风管=1.52.5%。以资比较。】【注 3：若装载机 2 台自卸车 3 台时，总功率 946kw，Qmax=1987 m3/min,则 Q机=3033 m3/min；若=2.0%，则 Q机=3498pa；若=2.5%，则 Q机=4037pa。以资比较。】（3）风压计算 通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即 hh阻，按下式计算：h阻=h动+h沿+h局=4971pa 其中：管口动压 h动一般可考虑为 50pa。沿程压力损失计算：h沿=l U p Qmax2 g/s3=4474pa；式中 风管摩擦阻力系数，取=3 10-4kg.s2/m3 l风管长度，取 2800m U风管周边长，D=5.652 m p漏风系数，P=1/（1-）L/100=1.4425，=1.3%Qmax计算掌子面所需风量，1987 m3/min 并折合成 33.12m3/s g重力加速度，取 9.8m/s2 S风管截面积，D2/4=2.5434m2；D风管直径 1.8m【注：若采用直径 1.6m 的风管，则 h沿=8058pa，没有上述可行。】局部压力损失，按沿程压力损失的 10%进行估算：h局=h沿 10%=447.4pa【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=0pa。】