隧道通风方案设计,通风计算50770.pdf
隧道通风方案设计,通风计算(总 9 页)本页仅作为文档封面，使用时可以删除 This document is for reference only-rar21year.March 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 D 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（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 DK66+300，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（宽）（高）。斜井施工任务为斜井 1218m（XDK0+000XDK1+218），平导（PDK66+PDK68+030），辅助正洞 4165m（DK63+835DK68+000），其中出口方向为 1700m（DK66+300DK68+000），进口方向 2465m（DK63+835DK66+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 10mg。有害气体浓度：一氧化碳不大于 30mg/m3，当施工人员进入开挖面检查时，浓度为 100mg/m3，但必须在 30min 内降至 30mg/m3；二氧化碳按体积计不超过;氮氧化物（换算为 NO2）5mg/m3以下。洞内温度：隧道内气温不超过 28，洞内噪声不大于 90dB。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4m3/min，采用内燃机械作业时供风量不应低于 4m3/。洞内风速要求：全断面开挖时不小于 s，在分部开挖的坑道中不小于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1800mm 负压管（长度 10m），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 270m3。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1500mm 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(m3/min)q-每人每分钟呼吸所需空气量 q=4m3/min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=由此得 Q1=qmk=460=276m3/min 按允许最低平均风速计算 斜井取 s，正洞取 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55m2。正洞：Q2=60AV=6055=495m3/min 则按照允许最低风速所需要的风量为 495m3/min。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=(m3/min)式中：t-通风时间，取 t=30min。G-同时爆破炸药用量，斜井、正洞均按级围岩考虑,每循环最大进尺取。正洞单位装药量取 m3，则 G=55=;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：Q3=303(55200)2 min,取 730m3/min。则按照稀释爆破有害气体所需要的风量为 730m3/min。按稀释内燃机废气的所需要空气量计算3228.7LGAt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：CAT315Dl 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 180KW，洞内同时工作 3 台），混凝土罐车 2 台（每台功率为 85KW），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=P 式中：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10-3（m3/minkw）；P内燃机功率，P=982 kw；K允许浓度%。计算得：Q=V/K=（10-3982）/%=min 则按稀释内燃机废气的所需要空气量为 1105m3/min 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/min。进口方向：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100/1/1lcP=，(=,L=2465m)通风机供风量 Q 供=PcQ；则：正洞进口方向 Qmax=1105=min,取：1552m3/min。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100/1/1lcP=，(=,L=1700m)通风机供风量 Q 供=PcQ；则 Qmax=1105=min,取：1429m3/min。故所需风量为：正洞进口方向 1552m3/min；正洞出口方向 1429 m3/min 5、风机风压计算 管道阻力系数 风阻系数 Rf=L/D5，摩阻系数3/00225.08mkg 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=。管道阻力系数 Rf求值见表 2。表 2 管道阻力系数 Rf计算表 进口方向通风（L）出口方向通风（L）斜井（2465m）（1700m）管道阻力损失 管道阻力损失 Hf=RfQjQi/3600+HD+H 其他 式中 Qj通风机供风量，取设计风量，m3/min；Qi管道末端流出风量，m3/min；HD隧道内阻力损失取 50；H 其他其他阻力损失取 60；风机设计全压 H=Hf=RfQjQi/3600+110；各洞口风机全压计算如下：进口方向通风：H max=15521105)/3600110=2372Pa；出口方向通风：Hmax=14291105)/3600110=1547Pa；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：Q风机供风量 H风机工作风压 风机工作效率，取 80%K功率储备系数，取 W 出口=14291547(60)/1000=49kW；W 进口=15522372(60)/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(m3/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 49 7、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 Qmax155214292981m3/min；斜井风管漏风系数100/1/1lcP=，(=,L=1218m)通风机供风量 Q 供=PcQ；则：井底总风量 Qmax=2981=min,取：3587m3/min。风压为 3919Pa；功率 W=130kW。风室处风机向进出口方向供风，进口应满足风量 Q1552m3/min，风压 2372Pa，功率 81kW；出口应满足风量 Q1429m3/min，风压 1547Pa，功率 49kW；综合考虑，斜井井口选取 1 台 SDF(c)-NO14 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（m3 风压 功率 数量 备注 /min）（Pa）（kw）井口 正洞 SDF(B)-NO14 4116 6860 370 1/1852 SDF(C)-NO11 1985 4150 110/2 552 现有设备有效利用 射流风机 30 3 7 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 m3/min，考虑正洞内两台风机同时开启。8、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8mm 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，减少通风阻力。加强风管的检查维修，发现破损及时粘补。9、防尘措施 隧道施工防尘采取综合治理的方案控制粉尘的产生，钻眼作业采用湿式凿岩。装碴前必须进行喷雾、洒水；长大隧道在距掌子面 30m 外边墙两侧各放一台水幕降尘器，爆破前 10min 打开阀门，放炮 30min 后关闭。水幕降尘器主要捕捉 13m 粒径的粉尘；在掌子面后安装 GC300 型隧道集尘器。隧道集尘器主要是捕捉 3m 以上的粉尘；施工人员佩带防尘口罩。附件：斜井交叉口通风布置图 中铁一局五公司蒙河铁路项目部 二一一年二月六日
