隧道通风计算 (2)
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隧道施工用水、供风量的计算1. 钻孔等机具用风量可按下式计算:∑Q=∑N×q×K1×K2×K3式中∑Q-—同时工作的钻孔等机具总耗风量,m3/min;N——同时工作的同类型钻孔等机具的数量;q—-每台钻孔等机具的耗风量,m3/min,2。
6~3。
5m3/min;K1——同时工作的折减系数,1~10台内取1~0.85;K2-—机具损耗系数,钻孔机具取1。
15;K3——管路损耗(漏气)系数,线路长>2km,取1。
2。
按同时开动6台YT28钻机计算:∑Q=6×3.0×0。
91×1。
15×1。
2=22。
60m3/min由计算可知,安装一台22m3/min和一台13m3/min空压机,满足施工要求。
2. 用水量计算:式中Qs—-生产用水总量,L/s;Q=∑qp;K1—-水量损失系数,一般采用1。
1~1.2;K2——用水不均匀系数,一般取1.25~1.50;q-—用水机械台班数,主洞开挖同时开动6台YT28风钻;p-—机械用水量定额指标,240~300(L/台时)。
Qs=(1.15×6×270×1。
35)/(8×3600)= 0。
087 L/s供水管径计算:式中D—-配水管直径,mm;Q——用水量,L/s;v——管道水流速度,m/s,取2m/s主洞采用φ58PVC管满足设计要求.3。
施工人员所需风量:Vp = νp*m*K式中Vp—-施工人员所需风量,m3/min;νp——洞内每个人所需新鲜空气量,一般按3m3/min计;M-—洞内同时工作的最多人数;K ——风量备用系数,取用1.10~1.15。
经计算:Vp = 3*16*1.10 = 52.8m 3/min4. 爆破散烟所需风量采用混合式通风,按下式计算:式中 V HY ——混合式通风量,m 3/mint —-通风时间,min ,依断面大小按15~30min 计。
中吉乌国际铁路境外段费尔干纳隧道运营通风设计计算中吉乌铁路是新亚欧大陆桥南部支线的重要组成部分,该线南起中国境内的南疆铁路终点站喀什车站,出境后经吉尔吉斯斯坦、乌兹别克斯坦,西接乌兹别克斯坦的安集延车站,全长约660km,是东亚通往中亚、西亚、近东和南欧的新的便捷路径。
费尔干纳隧道是铁路穿越费尔干纳山脉的越岭隧道,设计近期为内燃牵引,预留远期电力牵引条件。
隧道全长有三种方案,分别为约14km、10km 和7km,三种方案的低洞口端海拔高程分别为约2500m、2700m和2800m,洞内坡度均为15‰单面坡。
现以最控制的14km方案进行运营通风计算,通风模式按自然通风、全纵向射流式、无幕帘洞口风道式、洞口风道加射流式、利用平行导坑半横向式以及利用辅助坑道(竖井、斜井)分段通风等几种方式分别进行运营通风分析计算,以此论证内燃牵引条件下14km长隧道方案的可行性以及其最佳通风模式。
一、初步拟定的通风计算基本参数隧道长度L T=14000m,列车长度l T=650m,列车速度V T=35km/h=9.72m/s,自然风速Vn=1.5m/s、2m/s、2.5m/s,隧道摩阻系数λ=0.021,隧道过风断面积F=35m2(秦岭隧道Ⅱ线为33.74 m2,本隧道按1520mm轨距拟定内轮廓),隧道断面当量直径d=6.37m,列车平均断面积ft=12.6m2,隧道列车阻力系数暂取《规范》值为N=86×10-4,预计本线列车通过对数较少,允许通风时间较宽裕,故通风时间暂按60min、75min和90min三种工况进行计算。
二、自然通风本模式按隧道内不设机械通风设备,计算在自然风及列车活塞作用条件下隧道内通风换气一次所需要的时间,如果计算出的时间在允许通风时间内,则不需设置通风设备,经自然通风即可满足通风要求,反之则需安装一定的通风设备,经机械通风方可满足通风要求。
自然风作用引起的洞内风速由本地区年平均主导风向、平均风速、隧道两端洞口不同高程间的压力差、一年四季洞内外温差引起的空气流动等因素综合确定,是一个很复杂的空气动力学问题。
隧道通风方案一、编制依据本标段《施组》中有关密闭空间施工通风要求的相关条款和我部现有设备。
二、工程概况站~站区间盾构隧道总长为3644.876米,其中上行线全长1815.721m,下行线全长1829.155m。
在盾构施工过程中,隧道内施工人员包括拼装班组5人,盾构操作手1人,机械工1人,电工1人,土木人员1人,隧道保洁4人,其他计2人,总计15人。
三、通风方式的选择根据本工程为盾构施工隧道内无较大气体及粉尘污染的特点,要求沼气驱散,以及本部现有通风设备及设施,采用机械送风(第一种方式)管道压入式通风方案。
采用大功率、高性能风机,Φ800风管,单条隧道内送风理论有效距离大于2KM,以确保远距离通风的要求。
同时使用一台轴流式小功率风机进行盾体内辅助通风,以保证整个隧道内无通风盲点。
几种管道式通风方案的比较通风方式压入式吸出式混合式洞内空气好、净化快布置形式优点能很快地排除工作面的污浊空气,拆装简单工作面净化较快,洞内空气较好缺点污浊空气流经全洞风机移动频繁,管道漏风可造成循环污染噪声大,成本高,受空间限制四、风量及风压计算 1、系统风量计算:本工程隧道为盾构全断面开挖,无爆破及内燃机等产生有害污染气体,工作环境较好。
故风量Q计算如下。
(1)按隧道内同时工作的最高人数计算:Q?3k?n/60?3?1.20?15/60?0.90(m3/s)式中: 3---每人每分钟所需新鲜空气量(立方米/人分钟); k---风量备用系数,采用1.1~1.25; n---隧道内同时工作的最高人数。
1 隧道通风方案(2)按满足工作面最小风速计算:Q?Vmin?Smax?0.15?23.76?3.564(m3/s)式中: Vmin---保证隧道内稳定风流量之最小风速,全断面开挖时为0.15m/s;Smax---开挖最大截断面积(平方米)。
取上述风量的最大值作为设计风量,故工作面所需风量应大于3.564m3/s。
(3)考虑漏风因素:据风管厂提供的技术指标,采用PVC增强塑纤布料作为风管材料,百米漏风率正常时可控制在2%以内。
一、.................................................. 编制依据 2二、编制依据 (2)1、采用的标准规范 (2)2、通风编制标准 (3)三、.................................................. 工程概况 3四、通风原则 (5)1、通风系统 (5)2、通风设备 (5)五、.................................................. 通风方案 61、姚家坪隧道出口通风方案 (6)2、庙埂隧道进(出)口通风方案 (6)3、庙埂隧道横洞通风方案 (6)4、田坝隧道通风方案 (7)5、高坡隧道1#横洞压入式通风方案 (10)6、高坡隧道2#横洞巷道式通风方案 (10)六、.................................................. 通风验算10七、.............................................. 施工通风监测12八、.............................................. 主要通风设备12九、.......................................... 施工通风保证措施13十、施工通风技术措施 (13)十^一、施工通风安全管理措施 (16)1、施工通风安全措施 (16)2、通风管理制度 (18)隧道施工通风方案一、编制依据1、隧道施工安全需要。
2、XX公司对隧道施工的相关要求。
3、原铁道部《关于加强铁路隧道工程安全工作的若干意见》 (铁建设函[2007]102 号。
4、新建铁路成都至贵阳线乐山至贵阳段站前工程CGZQSG-1标段的设计文件。
5、《成贵铁路CGZQSG-1标实施性施工组织设计》。
6、《铁路隧道工程施工技术指南》 (TZ204-2008)。
宁武高速公路特长隧道通风系统概述特长隧道通风系统概述洞宫山隧道通风系统设计分水关隧道通风系统设计宁武高速公路特长隧道通风系统概述宁武高速公路南平段全长205Km、沿线共有隧道41座,其中洞宫山隧道长度6.538Km与宁德交界;分水关隧道长度6.043Km与江西交界,均属于特长隧道,采用竖井通风的方式加强通风,通过在竖井上端装设大型轴流风机的方式实现对隧道的送风和排风,同时配套隧道内射流风机来实现纵向通风。
一般长隧道采用纵向通风方式即可满足正常和事故状态的通风要求,纵向通风方式是隧道内通风气流在行车空间的流动方式,纵向通风需要在隧道的适当位置安装射流风机,由风机通风产生的压力,使空气沿隧道轴线方向流动,从而达到通风目的。
本项目选用射流风机为具有消音装置且可逆转的公路隧道专用射流风机,成组多台以一定间距按隧道轴线平行悬吊式安装,其可环境温度250℃情况下运行60分钟,满足消防排烟的工作要求。
其平时和突发情况的开启运行及正反转,可实施就地及远程控制,并依据本项目设计运行模式实施。
射流风机安装支承强度保证静荷载大于15倍,设备安装时并应逐台做强度荷载试验。
对于特长隧道工程,当采用射流风机纵向通风时,其在隧道后半程往往会发生达不到稀释气体浓度的规范标准,因此需要采取通风井集中通风方式。
集中通风方式设施一般由通风机、风道、风井构成。
风井与隧道贯通,其位置依据通风系统方案设计确定。
洞宫山隧道为宁武高速公路控制性工程之一,隧道按山岭重丘区高速公路标准设计,设计行车速度为80km/h,双洞单向行车,单洞2车道,左右洞分离布置,其中左洞长6541米,右洞长6532米,如只采用射流风机纵向通风后半程往往会发生达不到稀释气体浓度的规范标准,因此隧道采用竖井送排式+射流风机纵向通风方式。
分水关隧道全长超过6公里,一旦发生火灾,只通过进出口排烟,烟雾在隧道内短期内不易排散,于防灾救灾非常不利。
而且只靠射流风机排烟,风速、压力效果不理想,洞内环境差,隧道行车安全性及服务水平较低。
隧道施工常用通风方法及风量的计算隧道施工过程中,通风是非常重要的环节。
合理的通风可以有效保障施工人员的安全,并提高施工效率。
本文将介绍隧道施工常用的通风方法及风量的计算。
一、常用通风方法1. 自然通风:自然通风是指利用自然气流来进行通风的方法。
在施工初期或者通风设备出现故障时,可以采用自然通风来保证施工现场的空气流动。
自然通风的优点是简单易行,节约能源,成本低廉。
但是,自然通风的通风效果受到很多因素的影响,如风速、气温、气流通道的布置等。
2. 强制通风:强制通风是指通过通风设备,如风机、风管等来进行通风的方法。
强制通风可以弥补自然通风的不足,提高通风效果。
在施工现场较大、空间受限、气候恶劣等情况下,常采用强制通风进行通风。
强制通风的优点是通风效果稳定可靠,适用范围广。
但是,强制通风需要消耗大量的能源,造成能源浪费。
3. 综合通风:综合通风是指将自然通风和强制通风结合起来进行通风的方法。
综合通风可以根据施工现场的实际情况进行调整,既能节约能源又能保证通风效果。
在施工现场大小适中、气流通道布置较为复杂的情况下,常采用综合通风进行通风。
二、风量的计算方法通风的关键指标之一是风量,风量的计算是确定通风设备配置的重要依据。
下面介绍两种常用的风量计算方法:1. 经验公式法:经验公式法是根据实际施工经验推算风量的方法。
该方法根据隧道的长度、截面积、风速等参数,利用经验公式进行计算。
计算公式为:风量 = 截面积×风速×系数。
根据不同的隧道类型和施工条件,选择适当的系数进行计算。
2. 数值模拟法:数值模拟法是利用计算机模拟软件进行风量计算的方法。
根据隧道的几何形状、工作面进度、通风设备布置等参数,建立三维数值模型,通过求解Navier-Stokes方程和连续方程来得到风量的分布情况。
数值模拟法可以更加准确地预测风量分布,但需要利用较为复杂的计算软件并具备一定的计算能力。
在实际应用中,通常综合使用经验公式法和数值模拟法进行风量的计算,以提高计算结果的准确性。
设计烟雾浓度:K=0.0075 m⋅ f ⋅ f ⋅ f ⋅ f ⋅ L ⋅ ∑ (N ⋅ f┊3.1 基本资料:第三章隧道通风计算┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 公路等级:车道数及交通条件: 设计行车速度: 隧道长度: 隧道纵坡坡度: 平均海拔高度: 通风断面积: 隧道断面当量直径: 设计气温: 设计气压:3.2 交通量预测及组成:二级公路 双车道,双向交通 V=60 Km/h=16.67 m/s 3900 m 1.1%1352.56 m (入口:1331.13 m ,出口:1374.03 m )A r =59.155 m 2 D r =7.871 m T=297 K (22℃) P= P 0 - ρ gh =85.425 kPa订 大型车辆: 280 辆,均为柴油车 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ 小型车辆: 1850 辆,均为汽油车 大型车比例: r =13.15% 上下行比例:1:1设计交通量:N=280 ⨯2+1850=2410 辆/h3.3 需风量计算L ⨯N=3900 ⨯2410=9.399 ⨯ 106 >2 ⨯ 106 m ⋅ 辆/h ,故需采用机械式通风方式 ┊ ┊ ┊ ┊ 设计 CO 浓度:非阻滞状态 250 ppm -13.3.1 计算 CO 排放量, 阻滞状态 300 ppm┊ ┊ ┊计算公式为 Q co = 13.6 ⨯106 n ⋅ q co a d h iv m m ) m =1┊ ┊式中 q co =0.01 m 3 /辆 ⋅ km , f a =1.1, f h =1.52,各种车型的 f m 均为 1.0,f iv 和 f d 根据相应的工况车速查表确定1.工况车速 V=60km/h 时, f iv =1.0, f d =1.0=0.0386 m /s=0.0579 m /s×(280+1850)]=0.1042 m /s ×0.01×1.1×1.52×0.8×6.0×1000×(280+1850)=0.0475 m 3/s Q co = 3.6 ⨯10 ⋅ ⋅ ⨯106Q co p 0 T Q req(co) = V=20km/h 时,CO 排放量最大,为 Q co =0.1042 m /s ⨯ ⨯ ⨯106 =534.218 m /s 此时需风量为: Q req(co) =2.交通阻滞状态时,CO 设计浓度 δ = 300ppm , Q co =0.0475 m /s⨯ ⨯ ⨯106 =202.937 m /s Q req(co) =534.218 m /sQ co =1 3.6 ⨯106×0.01×1.1×1.52×1.0×1.0×3900×(280×1.0+1850×1.0)3┊2.工况车速 V=40km/h 时, f iv =1.0, f d =1.5┊ ┊ ┊ Q co =13.6 ⨯106×0.01×1.1×1.52×1.0×1.5×3900×(280×1.0+1850×1.0) ┊ ┊ ┊ 33.工况车速 V=20km/h 时,上坡 f iv =1.0,下坡 f iv =0.8, f d =3.0┊ ┊ ┊ Q co = 1 3.6 ⨯106×0.01×1.1×1.52×3.0×3900×[1.0× 1 2×(280+1850)+ ┊ ┊ 0.8×123 ┊ 装 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 订 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 线 ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ ┊ 4.交通阻滞时(V=10km/h ), f iv =0.8, f d =6.0,L=1000m 1 63.3.2 按稀释 CO 计算需风量 计算公式 δ p T 0式中 p 0 为标准大气压,取 101.325kPa p 为隧址设计气压,p= ρ gh =85.425 kPa T 0 为标准气温 273K T 为隧道夏季设计气温,取 295K 1.非交通阻滞状态时,CO 设计浓度 δ =250 ppm , 30.1042 101.325 295 3 250 85.425 2733┊ ┊ ┊ 此时需风量为 Q req(co) =0.0475 101.325 295 3300 85.425 273┊ ┊比较以上两种情况,得出隧道全长稀释 CO 的需风量为工况车速 V=20km/h 时的33.3.3 计算烟雾排放量3.6⨯10⋅ ∑ (Nm ⋅ f ×2.5×1.2×1.28×1.0×(1.6+0.71)×3900×1.5× 3.6 ⨯10 ×2.5×1.2×1.28×6.0×(0.75+0.48)×1000×1.5× 3.6 ⨯10工况车速 V=20km/h 时,烟雾排放量最大 Q VI =3.224 m /s 。
长大隧道最佳通风方案中铁隧道集团一处周正华随着我国经济建设的发展和西部大开发力度的进一步加大,各项相关的基础设施建设与此同时得到了迅猛发展;而在各项基础设施建设中,作为公路建设和铁路建设很重要的一部分的隧道施工作业中,长大隧道的通风问题作为施工作业中很重要的一部分,通风效果的好坏直接会影响到整个隧道施工的空气质量,进而影响到各个作业面施工人员的人体健康,而通风方案的选择是影响通风效果好环的直接决定因素,在对具体通风方案的选择上,技术上存在的问题是长期以来需要攻克的的重点和难点,在长期的现场工作中经过对实际运用中的各种方案的比较和技术上的论证,我认为采用以下方案可以使通风效果达到最好,现将我的论证依据归纳如下:一、存在的问题从目前来看,现在大多数山岭隧道施工主要是采用新奥法进行施工,其主要特点是根据隧道围岩的变化,及时调整隧道施工工艺的一种动态施工管理方法,它主要是通过加强隧道开挖支护,使围岩稳定几乎不再变化后,才进行砼衬砌施工(除在Ⅰ、Ⅱ类围岩施工中,衬砌砼是要作为受力载体而进行砼施工外),根据这种施工工艺方法,在长大隧道施工中若没有一个好的隧道通风方案,必将存在着极大的施工质量隐患和安全隐患,处理不好的话很容易造成安全质量事故,同时还会加大动力机械设备的耗油量,造成内燃机机械燃烧不充分,产生大量有毒的一氧化碳气体,加大机械设备的磨损,降低机械设备的使用寿命。
这是因为若没有解决好长大隧道通风问题,必然导致在隧道施工中隧道中的空气浑浊,尤其是隧道开挖掌子面空气浑浊,光线不够明亮,造成隧道开挖施工中开挖工人和工程技术人员无法准确掌握隧道掌子面围岩的变化情况;一方面使我们的工程技术人员无法根据隧道围岩变化而及时调整隧道开挖支护工艺,而导致隧道塌方质量事故;另外一方面使我们的开挖工人在开挖施工中无法看清隧道顶部围岩的松动情况,而导致隧道顶部岩石下落伤人的安全事故。
同时由于隧道中的空气浑浊,使我们的隧道监测人员无法对已开挖支护成型的隧道进行准确的量测,进而使我们无法掌握隧道已开挖成型部分的围岩变化情况----甚至隧道可能已出现细微的裂缝,我们却没有掌握隧道业已变化的实际情况,造成没有对出现裂缝段的隧道进行加强支护,导致隧道坍塌和人员伤亡的安全质量事故。
隧道通风计算书一、基本资料公路等级:二级公路车道数及交通条件:双车道,双向交通设计行车速度: V=60km/h=16.67m/s隧道长度: 3900m隧道纵坡: 1.1%平均海拔高度: 1352.56m,(入口: 1331.13m,出口:1374.03m)通风断面积: Ar=59.155m2隧道断面当量直径: Dr=7.871m(计算方法为)断面净空周长设计气温: T=297k(22℃)设计气压: p=85.425kpa空气参数:容重密度,运动粘滞系数二、交通量预测及组成(交通量预测10 年)大型车辆: 280 辆柴油车小型车辆: 1850 辆汽油车大型车比例: r=13.15%上下行比例: 1:1设计交通量: N=280×2+1850= 2410 辆 /h三、需风量计算L×N=3900×2410=9.399 ×106> 2×106 m●辆/h (使用错误,查规范P22 式 4.1.1-1双向交通应为,单向交通为) , 故需采用机械式通风方式。
设计 CO浓度:非阻滞状态 250ppm ,阻滞状态: 300ppm(使用错误。
查规范 P34 交通阻滞时,CO 设计浓度,正常交通时,)设计烟雾浓度: K=0.0075m-1(使用错误,查P31 表 5.2.1-1使用钠光源时,)四、计算 CO 排放量计算公式Q CO=式中/ 辆 km(新规定, P42,6.3.1 正常交通 CO基准排放量0.007,交通阻滞),,,各种车型的,和根据相应的工况车速查表确定(P43)1. 工况车速时,,Q CO=2. 工况车速时,,Q CO=3. 工况车速时,上坡,下坡Q CO=4. 交通阻滞时时,,,Q CO=五、按稀释CO 计算需风量( P43)计算公式其中为标准大气压,取101.325kpa为隧址设计气压,kpa为标准气温273kT 为隧道设计夏季气温295k1.非交通阻滞状态时, CO设计浓度通阻滞时, CO 设计浓度(查规范 P34 交,正常交通时,),时,CO排放量最大,此时需风量为2. 交通阻滞状态时,CO 设计浓度时,此时需风量为比较之后,CO在时,稀释的需风量为六、计算烟雾排放量计算公式Q v1=式中隧道烟尘排放量,单位/ 辆 km(P396.2.1 粉尘基准排放量取 2.0),烟尘车况系数(P40),烟尘海拔高度系数,柴油车车型系数,辆,烟尘纵坡 -车速系数()和车密度系数根据相应的工况车速查表(P40 表 6.2.2-2)确定( P39 6.1.4 确定需风量,按照设计速度以下各工况车速 10km/h 为一档分别计算)1.工况车速时,,上坡(),下坡()Q CO=2.工况车速时,,上坡(),下坡()Q CO=3.工况车速时,,上坡(),下坡()Q CO=4.交通阻滞()时,,上坡(),下坡()Q CO=七、按稀释烟雾计算需风量计算公式工况车速时,烟雾排放量最大按照稀释烟雾计算的烟雾量八、稀释空气中异味需风量(P46)根据《隧道通风照明设计规范》(隧道通风设计细则)中规定:“隧道内不间断换气频率,不少于每小时 5 次” (新规定。
隧道施工通风方案1、工程概况大相岭特长公路隧道位于四川省雅安市荥经县与汉源县交界处的大相岭,是雅泸高速公路重难点控制性工程,隧道左线全长为9962米,右线全长为IOOO7米,隧道出口部分左线长5116米,右线长5130米,属于特长公路隧道,为双洞单向行车,设计行车速度为80km∕h,隧道主洞净宽10.25m,净高5.0m,每间隔350m左右设置人行通道或车行通道。
隧道采用钻爆法施工,隧道最大断面107m2,上坡道坡度为5%o,独头掘进,挖掘机和装载机同时装硝,无轨运输出硝。
施工通风需解决的问题:一是毒害气体,主要来源于爆破炮烟,无轨运输车辆柴油机废气;二是粉尘,主要来源于岩尘、炮烟、水泥尘、烟尘等。
施工通风方案前期采用压人式通风,后期采用巷道式通风。
2、大相岭隧道施工通风方案的计算说明2.1、隧道施工环境标准根据我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定,隧道内施工作业段的空气必须符合下列卫生标准。
粉尘浓度:国务院颁布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定,每立方空气含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg;含游离二氧化硅在10%以下时,不含有害物质的矿性和动植物性的粉尘为10mg;含游离二氧化硅在10%以下的水混粉尘为6mg。
氮氧化合物(换算成NO2)浓度:我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定,氮氧化合物不得超过0.00025%,质量浓度不得超过5mg∕m3。
洞内空气成分(按体积计):我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定,凡有人工作的地点,氧气(02)的含量不低于20%,二氧化碳(CO2)的含量不得大于0.5%。
洞内风量要求:每人每分钟供应新鲜空气不应少于3m3,柴油设备千瓦/分钟需要新鲜空气不小于3rn3o2.2、通风设计原则充分利用现有设备,在满足通风效果的前提下,进行合理调配,降低施工通风的成本。
2.3、设计参数开挖断面面积(In级围岩):A=95m2;衬砌后断面面积80m2;一次爆破用药量G=220kg(ΠI级围岩循环进尺3m);洞内最多作业人数:按每工作面平均70人;爆破后通风排烟时间:t=30mim通风管:采用1.8m软管;管道百米漏风率:β=1%;最大通风长度:1=2500m o2.4、量计算总通风量从三个方面考虑,具体为按桶内允许最低风速计算得Q1;按排除爆破炮烟计算得Q2;按洞内最多工作人员数和设备计算得Q3;通过计算,取其中最大值。
第1章习题1.1隧道空气中常见的有害气体有哪些?隧道空气中常见的有害气体主要指的是机动车辆通过隧道时所排放出的废气,它包含的主要有害气体有一氧化碳(CO)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(N02)及其他氮氧化合物(NO x)、硫化气体(H2S,S02)、甲醒(H C H O)、乙醋(C H3C H O)、粉尘以及未燃烧完全的燃料微粒所形成的烟尘等。
1.2隧道空气的主要成分有哪些?隧道内空气即地面空气,地面空气是由干空气和水蒸气组成的混合气体,通常称为湿空气。
湿空气中仅含有少量的水蒸气,但其含噩的变化会引起湿空气的物理性质和状态发生变化。
干空气是指完全不含有水蒸气的空气,它是由氧、氮、二氧化碳、氪、氖和其他一些微量气体所组成的混合气体。
隧道内地面大气中还含有各类细微颗粒,如尘埃、微生物等。
这些物质不计入空气的组分,也不影响主要成分之间的比例关系。
1.3什么叫隧道气候?隧道气候是指隧道空气的温度、湿度和流速这三个参数的综合作用状态。
这三个参数的不同组合,便构成了不同的隧道气候条件。
隧道气候条件对作业人员的身体健康和劳动安全有重要的影响。
第2章习题2.1描述隧道空气物理状态的参数主要有哪些?并简要说明其定义。
(1)描述隧道空气物理状态的参数主要有压力、温度、湿度、比容、密度、粘度、比热、焙等状态参数。
(2)空气的压力(压强在隧道通风中习惯称为压力)也称为空气的静压,用符号P表示,它是空气分子热运动对器壁碰撞的宏观表现,其大小取决于在重力场中的位噩(相对高度)、空气温度、湿度(相对湿度)和气体成分等参数。
(3)温度是物体冷热程度的标志。
根据分子运动理论,气体的温度是气体分子运动动能的度量。
(4)空气的湿度是指空气的潮湿程度,有两种度量方法:绝对湿度和相对湿度。
(5)空气和其他物质一样具有质量,单位体积空气所具有的质量称为空气的密度,用P(kg/m3)表示。
(6)单位质量物质所占的容积称为比容,用u Cm勺kg)表示。
特长隧道施工通风技术湖南金路工程咨询监理有限公司:邓如彪、谭娟摘要如何选择特长隧道施工通风的最佳方案,既要将隧道施工中产生的烟雾、粉尘及有害气体排出洞外,确保隧道施工安全、卫生,又不影响后续工序的作业,是隧道施工组织不容忽视的重要问题。
本文结合龙潭隧道施工通风方案的确定,阐述根据隧道的长度、掘进隧道的断面大小、施工方法和设备条件等因素来确定隧道施工通风的方式、方法。
关键词特长隧道施工通风技术一、工程慨况龙潭隧道是一座上下行分离式隧道,两隧道中心线相距50m。
隧道进口位于湖北长阳县贺家坪镇堡镇村头道河北侧一小山脊的端部,出口位于长阳县榔坪镇长丰村青岩沟与龙潭沟交汇口处。
左线起止桩号为ZK65+516~ZK74+209,全长8693m,右线起止桩号为YK65+515~YK74+114,全长8599m,属特长隧道。
中铁十四局集团有限公司承建的龙潭隧道出口段,左线长4349m,右线长4254m。
左线距洞口3079m处、右线距洞口2989m处分别设置Φ7.0m、深335m和Φ5.3m、深349m通风竖井各一座。
隧道出口位于直缓线上,纵向坡度为-1.50%~-2.10%。
隧道设计净宽9.75m,净高5.0m。
开挖最大断面积98.5m2,衬砌后最大断面积83.6m2。
本隧道采用无轨运输出碴方式施工,独头掘进长度4300m。
独头通风3000m。
该隧道合同工期33个月,月进尺260m左右,工期较为紧张。
二、隧道施工烟尘现状:目前隧道施工环境中有害气体主要来源于:爆破、内燃机尾气、围岩被扰动释放的有害气体等;有害粉尘主要来源于:凿岩、爆破、装渣、车辆对已沉积粉尘的扰动等。
在无轨运输作业条件下,施工通风的技术难度远大于有轨运输作业,原因主要是内燃机设备废气排放量大,污染源分散在隧道沿程,稀释比较困难。
目前公路隧道独头通风超过3000m的甚少。
三、通风方案选择隧道施工通风方案,主要考虑隧道掘进1~3000m通风竖井未贯通前的方案选择;当隧道掘进大于3000m,通风竖井贯通后,将按左、右线施工互不干扰的原则,采用独立通风系统,选择正洞压风、竖井抽风的压、抽混合式通风方式。
精心整理
隧进口出工区均采用双管路压入式通风。
通风管选用φ1500mmPVC软式通风管,洞外风机进风口至洞口距离L=30m,风管出风口至掌子
面距离L=42m。(当掌子面布置局扇时,L=80m)。
⑴基本参数选用
独头通风长度按L=4905m计算;
开挖断面A:A=116.7m3;
平均百米漏风系率:P100=1%;
软管达西数λ:λ=0.015;
空气密度ρ:ρ=1.16kg/m3;
工作面最多作业人数:n=60人;
作业人员供风量:q=4m3/人.min;
一次爆破最大药量G:G=438.1kg;
爆破通风时间t:t=30min;
工作面最小风速v:v=0.25m/s。
⑵开挖面所需风量Q开
①按作业人数计算:Q开=4n=4×60=240m3/min;
②按最小风速计算:Q开=60A×v=116.7×0.25×60=1750m3/min;
③按排除爆破烟尘计算:
p-风管全程漏风系数
p=1/(1-L×P100/100)
=1/(1-4905×1%/100)=1.64
Ф-淋水系数;Ф=0.3
b-炸药爆破时有害气体生成量,b=40m3/kg
L-隧道爆破临界长度L=12.5×G×b×K/(A×P2)
=12.5×438.1×40×0.53/(116.7×1.642)
=370m
3
2
2
25.2pbALGtQ)(
开
精心整理
=1154m3/min
考虑系统漏风,故风机量Q=1154×1.64=1892m3/min
④按稀释和排除内燃机废气计算风量
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:
式中:K-功率通风计算系数,我国暂行规定为2.8~3.0m3/min
Ni-各台柴油机械设备的功率
Ti-利用率系数
根据本隧道施工实际情况,主要有以下三种工况的组合:开挖钻眼工况+台车衬砌工况+防水板
铺设工况+喷锚支护工况;爆破出碴工况+仰拱充填工况+防水板铺设工况;爆破出碴工况+台车衬砌
工况+防水板铺设工况。
上述三种不同工况组合中,爆破出碴工况+台车衬砌工况+防水板铺设工况,配置的内燃设备最
多,排放的废气也最多,需要供风量最大。该工况在施工至分界里程时配置的内燃设备如下表所示:
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Ti
ZLC50B装载机 1 1 145 0.50
15自卸汽车 10 5 150 0.45
砼罐车 4 2 85 0.50
计算Q=1485m3/min;考虑系统漏风,故Q=1485×1.64=2435m3/min。
施工通风风量计算一览表
序号 不同因素 计算需风量 (m3/min) 实际风量
m3/min
计算公式
1 按排出炮烟 1154 1892
2 稀释内燃气体 1485 2435
3 按洞内作业人员 240 394 Q=4n
4 按允许最低风速 1750 2835 Q=60A×v
风压按通风系统克服局部风阻、沿程风阻以及其他阻力之和作为系统提供的风压。计算见下表:
风压计算表
计算式 参数 行车隧道
3
2232
2
64.1403.037007.1161.4383025.225.2)()(开p
bALG
t
Q
NiiiKNTQ1
精心整理
局部风阻
HX=Σξ×V2ρ/2
ρ空气密度 1.16kg/m3
V末端管口风速 11.6m/s
Σξ 1
HX=ΣξV2ρ/2 78Pa
沿程摩擦阻力
hf=λρLV2/(2D)
λ:管道摩阻系数 0.015
L:通风距离 4905m
D:通风管直径 1.5m
V:管内平均流速 16m/s
hf:沿程摩擦阻力 6069Pa
H其他=0.1hf 局部阻力 607Pa
系统风压H=HX+hf+H其它 H系统风压
6754Pa
根据计算结果,在各工区主扇选用SDF(C)-NO12.5型通风机,此风机风速高、中、低档可调,在隧
道开挖初期可用低速,中期用中速,后期用高速,也可以在每天不同的施工工序中进行改变,更具
有节能性。在洞内每隔500~700m加设射流风机,在掌子面位置布置局扇。