西南交大隧道通风第三次作业——公路隧道运营通风设计计算
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(1)、基本参数选用独头通风长度按L=2726.5计算开挖断面A: A=82.5m³平均百来米的漏风系率: P100=1%软管达西数:λ=0.015工作面最多作业人数:n=60作业人员供风量: q=3 m³/人·min一次爆破最大药量G: G=240爆破通风时间t: t=30min工作面最小风速 V: V=0.25 m/s(2)、开挖面所需风流 Q开1、按作业人数计算:Q开=4n=4Χ60=240 m³/min2、按最小风速计算:Q开= 60AV=82.3Χ0.25Χ60=1234.53、按排除爆破烟尘计算:Q开=P——风管全程漏风系数P=1/(1-L×P100/100)=1/(1-2726.5×1%/100)=3.67φ=淋水系数:φ=0.3b=炸药爆破临界长度 :L=12.5G×b×k/(AP ²)=12.5×240×40×0.53/(82.5×3.67 ²)=57.24所以 Q开= =:3755.85 m³ /min考虑系统漏风:故风机量 Q=Q开×3.67= 13783.97 m ³/min 4、按稀释和排除内燃机废气计算风量可按Q=K——功率通风计算系数 一般取 2.8~3.0 m ³/minNi——各台柴油机械设备的功率Ti——利用率系数装载机 : 台数1台 、 单机功率145KW 、 Ti 0.50砼车 : 台数2台 、 单机功率85KW 、 Ti 0.50自卸车 台数 5台 、 单机功率150KW、Ti 0.45所以Q==1485Q实际=Q×3.67 =5449.95 m³/min根据计算结果隧道采用SDDY-1N01A型轴流式通风机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工序中进行改变,更具有节能性。
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(查规范P34 交通阻滞时,CO设计浓度,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。
西南交大隧道通风第三次作业——公路隧道运营通风设计计算《隧道通风与灾害控制》课程作业3- 公路隧道运营通风设计计算姓名: ***学号: ***学院:土木工程学院专业:桥梁与隧道工程任课教师:蒋雅君副教授王峰副教授二〇一五年六月五日目录1隧道通风设计基本资料 (1)2隧道需风量计算 (1)2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料 (1)2.2隧道中CO排放量 (2)2.3稀释CO需风量 (5)2.4稀释烟雾需风量 (6)2.5稀释空气内异味需风量 (8)2.6考虑火灾时的排烟量 (8)3射流风机纵向通风计算 (8)3.1有关参数 (8)3.2自然风阻力 (9)3.3交通风压 (9)3.4通风阻抗力 (9)3.5隧道所需升压 (10)3.6射流机需求量 (10)参考文献 (11)公路隧道通风设计1隧道通风设计基本资料✧道路等级:高速公路,分离式单向双车道(计算单洞);✧行车速度:V t=80 km/h;✧空气密度:ρ=1.2 kg/m3;✧隧道长度、纵坡和平均海拔高度如图1-1所。
图1-1 隧道上行线示意图2隧道需风量计算2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料✧隧道断面面积:A r=68.05 m2;✧隧道当量直径:D r=8.41 m;✧设计交通量:15000辆中型车/日(双向),高峰小时交通量按日交通量的12%计算,上下行交通量不均衡系数1.1。
✧交通组成:汽油车:小型客车15%,小型货车18%,中型货车24%;柴油车:中型货车24%,大型客车13%,大型货车6%。
✧ 隧道内平均温度:t m =20°C ; ✧ 拟设计通风方式:纵向通风; ✧ 火灾时排烟风速:3m /s 。
2.2 隧道中CO 排放量隧道中CO 的排放量计算公式如式(1)所示:)(106.3116co ∑=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=nm m m tv h d a co f N L f f f f q Q (1) 其中:Q co —隧道全长排放CO 的量,m 3/s ;q co —1辆标准车行驶1km 所排放的CO 的体积,m 3/辆•km ,可取0.01 m 3/辆•km ;f a —考虑CO 的车况系数,按表2-1取; f d —车密度系数,按表2-2取;f h —考虑CO 的海拔高度系数,按图2-1取; f m —考虑CO 的车型系数,按表2-3取; f tv —考虑CO 的纵坡-车速系数,按表2-3取; n —车型类别数;N m —相应车型的设计交通量; L —隧道长度。
通风计算一、计算参数确定:供给每个人的新鲜空气量按4m³/min;控制通风计算按开挖爆破一次最大用药量200kg;放炮后通风时间按30min;软式风管百米漏风量1%,风管内摩擦系数为0.01;洞内风速不小于1m/s;隧道内气温不超过28℃;二、风量计算:按洞内允许最低风速计算风量:1)公式:Q1=60*A*V=60*160*1=9600(m³/min)式中:V-洞内最小风速1m/sA-整洞开挖断面,取160㎡洞内施工最多人数按80人计:2)公式:Q2=q*n*k=40*80*1.5=480(m³/min)式中:q——洞内作业人员的需风量,高瓦斯取4m3/min·人n——作业面同时作业的最多人数,80人。
k——备用系数,取1.53)公式:Q3=5Gb/t=(5*200*40)/30=1333m³式中:G-同时爆破的炸药用量200kg,b-爆炸时有害气体成量,去40,t-通风时间,取30min4)公式:Q4=h*q*k=716*4.5*0.63=2030m³/min式中:h-内燃机械总功(液压反铲1台,功率为125KW;装载机1台,功率为165KW;自卸汽车掌子面附近2台,功率为213KW)q-内燃机械单位功率供风量,4.5m³/(min.kw),k-功率系数,取为0.63三、所需风压计算:使用风管直径1.5m,风管平均流速V=18.9m/s风管内摩擦力h1=λ*(L/D)*ρ*(V²/2)=0.01*(3000/1.5)*1.2*(1.89²/2)=4296pa式中:λ-摩擦系数,根据使用经验,取λ=0.01L-通风管长,取3000mD-风管直径,取D=1.5mρ-空气密度,取ρ=1.2kg/m³风管内局部阻力按风管内摩擦阻力h1的5%考虑总阻力h=4296*105%=4510pa,按两台风机串连考虑,每台风机全压为2255pa设备选型:。
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=116.7m 3; 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/m 3; 工作面最多作业人数:n=60人; 作业人员供风量:q=4m 3/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=240m 3/min ;②按最小风速计算:Q 开=60A ×v=116.7×0.25×60=1750m 3/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=0.3b-炸药爆破时有害气体生成量,b=40m 3/kg L-隧道爆破临界长度L=12.5×G ×b ×K/(A ×P 2) =12.5×438.1×40×0.53/(116.7×1.642) =370m=1154m 3/min考虑系统漏风,故风机量Q=1154×1.64=1892m 3/min ④按稀释和排除内燃机废气计算风量32232264.1403.037007.1161.4383025.225.2⨯⨯⨯⨯==)()(开p b AL G t Q φ32225.2pbAL G t Q φ)(开=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2.8~3.0m 3/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。
隧道通风计算范文1.通风需求量计算:确定隧道内所需通风量的大小,可以根据隧道内的车流量、尾气排放浓度等参数进行计算。
通常采用的方法有理论计算、模型试验和实际测量等。
2.通风系统设计:根据通风需求量计算结果,设计合理的通风系统。
这包括通风设备选择、通风道设计、通风系统布置等方面。
3.通风效果评估:通过模拟计算或实测方法,评估通风系统的工作效果。
可以通过测量车流尾气排放浓度、隧道内的温度和湿度等参数,来评价通风系统的效果。
4.安全性评估:隧道通风计算也需要考虑安全性问题。
通过计算和分析,评估在不同情况下的火灾、烟雾等突发事件对通风系统的影响,制定紧急情况下的应急措施和疏散方案。
隧道通风计算的关键在于确定合理的通风需求量。
这需要考虑隧道内的交通流量、车辆类型、行驶速度、尾气排放浓度、通风道的布置等因素。
一般来说,通风需求量与交通流量成正比,大型高速公路隧道的通风需求量通常较大。
根据经验公式,可以计算出典型车辆的排气量,进而计算出通风需求量。
与此同时,还需要考虑到隧道内的尾气扩散效应。
因为隧道内空间较为封闭,车辆尾气排放产生的污染物会聚集在隧道内,需要通过通风系统进行排出。
通风系统的设计和布置要充分考虑尾气扩散的影响,保证隧道内空气的流通和清新。
此外,还需要考虑隧道内的温度和湿度等因素。
由于隧道内的车流密集、车辆尾气污染物排放等原因,隧道内的温度和湿度通常较高。
通风系统的设计要充分考虑降低温度和湿度的问题,保证隧道内的舒适度。
总之,隧道通风计算是建设隧道时必不可少的工作之一、通过合理计算和设计,可以保证隧道内空气的流通和清新,提高隧道内的舒适度和安全性。
《隧道通风与灾害控制》课程作业3- 公路隧道运营通风设计计算姓名:***学号:***学院:土木工程学院专业:桥梁与隧道工程任课教师:蒋雅君副教授王峰副教授二〇一五年六月五日目录1隧道通风设计基本资料 (1)2隧道需风量计算 (1)2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料 (1)2.2隧道中CO排放量 (2)2.3稀释CO需风量 (4)2.4稀释烟雾需风量 (5)2.5稀释空气内异味需风量 (7)2.6考虑火灾时的排烟量 (7)3射流风机纵向通风计算 (7)3.1有关参数 (7)3.2自然风阻力 (7)3.3交通风压 (8)3.4通风阻抗力 (8)3.5隧道所需升压 (8)3.6射流机需求量 (9)参考文献 (9)公路隧道通风设计1隧道通风设计基本资料✧道路等级:高速公路,分离式单向双车道(计算单洞);✧行车速度:V t=80 km/h;✧空气密度:ρ=1.2 kg/m3;✧隧道长度、纵坡和平均海拔高度如图1-1所。
图1-1 隧道上行线示意图2隧道需风量计算2.1该隧道通风需风量计算相关基本资料✧隧道断面面积:A r=68.05 m2;✧隧道当量直径:D r=8.41 m;✧设计交通量:15000辆中型车/日(双向),高峰小时交通量按日交通量的12%计算,上下行交通量不均衡系数1.1。
✧交通组成:汽油车:小型客车15%,小型货车18%,中型货车24%;柴油车:中型货车24%,大型客车13%,大型货车6%。
✧隧道内平均温度:t m=20°C;✧拟设计通风方式:纵向通风;✧火灾时排烟风速:3m/s。
2.2 隧道中CO 排放量隧道中CO 的排放量计算公式如式(1)所示:)(106.3116co ∑=⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⋅⨯=nm m m tv h d a co f N L f f f f q Q (1) 其中:Q co —隧道全长排放CO 的量,m 3/s ;q co —1辆标准车行驶1km 所排放的CO 的体积,m 3/辆•km ,可取0.01 m 3/辆•km ; f a —考虑CO 的车况系数,按表2-1取; f d —车密度系数,按表2-2取;f h —考虑CO 的海拔高度系数,按图2-1取; f m —考虑CO 的车型系数,按表2-3取; f tv —考虑CO 的纵坡-车速系数,按表2-3取; n —车型类别数;N m —相应车型的设计交通量; L —隧道长度。
当考虑CO 影响时的车况系数f a 如表2-1所示。
表2-1 考虑CO 车况系数f a适用道路等级 f a高速公路、一级公路 1.0 二、三、四级公路1.1-1.2车辆密度系数f a 如表2-2所示。
表2-2 车密度系数f d车速(km/h )100 80 70 60 50 40 30 20 10 f a0.60.750.8511.21.5236当考虑CO 影响时的车型系数f m 如表2-3所示。
表2-3 考虑CO 的车型系数f m车型 柴油车汽油车小客车旅行车、轻客车中型货车 大型货车、拖挂车f m1.01.02.55.07.0当考虑CO 影响时的纵坡-车速系数f tv 如表2-4所示。
表2-4 考虑CO 的纵坡-车速系数f tv当考虑CO 影响时的海拔高度系数f h 如图2-1所示。
图2-1 考虑CO 的海拔高度系数f h根据表2-1~表2-4以及图2-1,式(1)中各项系数取值如下: (1)取CO 的基准排放量q co =0.01 m 3/辆•km ; (2)考虑CO 的车况系数f a =1.0; (3)车密度系数f d =0.75; (4)考虑CO 的海拔高度系数f h =3278.1971800990=+; (5)考虑CO 的车型系数f m 按表2-3选取;(6)考虑CO 的纵坡-车速系数f tv =1.0;(7)设计交通量N m =15000辆/日,单洞高峰小时交通量为15000×0.5×0.12×1.1=990辆/日其中:汽油车:小型客车:148;小型货车:178;中型货车:238 柴油车:中型货车:238;大型客车:129;大型货车:59 将以上系数带人式(1)可得:sm 103614.2 ))52385.21781148(59129238(15000.13278.175.0101.0106.3132-6⨯=⨯+⨯+⨯+++⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯⨯=co Q2.3 稀释CO 需风量稀释CO 的需风量计算公式如式(1)所示:600req(co)10⨯⋅⋅=T Tp p Q Q co δ (2) 其中:req(co)Q —稀释CO 的需风量;δ—隧道CO 容许浓度,ppm ,按表2-5和2-6取; 0p —标准大气压,kN /m 2,取101.325 kN /m 2;P —设计气压;0T —标准气压,k 取273 k ;T —隧道夏季设计气温。
不同长度隧道的CO 设计浓度如表2-5所示当考虑CO 影响时的车况系数f a 如表2-5所示表2-5 隧道CO 设计浓度隧道长度m 1000≤m 3000≥δ250200根据表2-5,式(2)中各项系数取值如下: (1)隧道CO 容许浓度δ=)(ppm 5.237200501000-30001500-3000=+⨯;(2)设计温度t m =20°C ,换算成绝对温度T =273+20=293K ;(3)隧道设计气压Pa 90273-101325-29328799081.90=⋅=⋅=⋅⋅e e p p RT gh;(4)稀释CO 需风量s /m 776.11910273293902731013255.237103614.2362-req(co)=⨯⋅⋅⨯=Q 。
2.4 稀释烟雾需风量隧道中的烟雾排放量计算公式如式(1)所示:∑=∙∙∙∙∙∙∙∙⨯=Dnm m m f N L f f f f q Q 1)1V ()V1(tv )V1(h d a(V1)V16V1)(106.31(3)其中,V1Q ——隧道全长烟雾排放量,m 2/s 。
V1q —1辆标准车行驶1km 所排放的烟雾量,m 3/辆•km ,可取2.5 m 3/辆•km 。
D n ——柴油车车型类别,其余参数同CO 排放量的计算。
当考虑烟雾影响时的海拔高度系数f h(V1)如图2-2所示。
图2-2 考虑烟雾的海拔高度系数f h(V1)当考虑烟雾影响时的车况系数f a(V1)如表2-6所示。
表2-6 考虑烟雾车况系数f a(V1)适用道路等级 f a (V1) 高速公路、一级公路 1.0 二、三、四级公路1.1-1.5当考虑烟雾影响时的纵坡-车速系数f tv(V1)如表2-7所示表2-7 考虑烟雾的纵坡-车速系数f tv(V1)当考虑烟雾影时的车型系数f m(V1)如表2-8所示。
表2-8 考虑烟雾的车型系数f m(V1)柴油车轻型货车中型货车 重型货车、大型客车、拖挂车集装箱车 41.01.53-4根据表2-6~表2-8以及图2-2,式(3)中各项系数取值如下: (1)取基准烟雾排放量为V1q =2.5 m 3/辆•km (2)考虑烟雾的车况系数为a(V1)f =1.0 (3)考虑时速车密度d f =0.75. (4)考虑烟雾海拔高度系数177.188.099020006.0)V1(h =+⨯=f (5)考虑烟雾的纵坡-车速系数)V1(tv f =0.55· (6)烟雾排放量,将式(3)中各系数带入可得:s m 263.0 5.1595.11291238150055.0177.175.00.15.2106.3136V1=⨯+⨯+⨯∙∙∙∙∙∙∙⨯=)(Q (7)稀释烟雾需风量稀释烟雾需风量计算公式如式(4)所示:CV1)V1(req Q Q =(4) 其中,C ——烟雾稀释系数。
根据不同行车速度的隧道烟雾设计系数C 如表2-9所示。
表2-9 烟雾设计系数C将以上系数带人式(4)可得需风量:s m 571.37107263.033-)V1(req =⨯=Q 2.5 稀释空气内异味需风量取每小时换气5次,有:s m 77.14153600150005.683r )(req =⨯⨯=⋅⋅=n t L A Q 异 2.6 考虑火灾时的排烟量取火灾排烟风速为s m 3=r V ,得:sm 15.204305.683)(req =⨯=⋅=r r V A Q 火综上,隧道设计需风量为204.15 m 3/s 。
3 射流风机纵向通风计算3.1 有关参数✧ 洞内自然风引起的洞内风速:v n =2 m /s ; ✧ 大型车混入率:r 1=19 %;✧ 小型车正面投影面积A cs =2.13 m 2、空气阻力系数ξcs =0.5,大型车正面投影面积A cl =5.37 m 2、空气阻力系数ξcl =1.0;✧ 射流风机选型:900型,出口风速v j =25 m /s ,位置摩阻损失折减系数η=0.85。
✧ 计算行车速度:v t =80 km /s =22.22 m /s3.2 自然风阻力自然风阻力为:Pa 545.11222.1)41.81080025.06.01(2)1(22=⨯⨯⨯++=⋅⋅⋅++=∆n r r r e m v D L P ρλξ隧道设计风速为s m 305.6815.204==r v 3.3 交通风压交通产生的风压按式(5)计算:2r m t )(2r t v v n A A P -⋅⋅⋅=∆ρ(5) 其中:汽车等效阻抗面积A m :2m m 88.1137.519.05.013.219.0-1=⨯⨯+⨯⨯=)(A隧道内车辆数n :辆37.1322.2236001080990n =⨯⨯=将各系数带入式(5)得:Pa 845.81)322.22(37.1322.105.6888.12=-⨯⨯⨯=∆t P 3.4 通风阻抗力空气在隧道内流动受到摩阻力以及出入口损失为Pa 976.25322.1)41.81080025.06.01(2)1(22=⨯⨯⨯++=⋅⋅⋅++=∆r r r r e r v D L P ρλξ3.5 隧道所需升压则隧道需要的升压力为:《隧道运营及灾害控制》课程作业39 032.44845.81545.11976.25t m r <-=-+=∆-∆+∆=∆Pa P P P P3.6 射流机需求量根据3.5节可知,所需升压为负,故交通风即可满足通风要求,不需要配置风机。
当取计算车速v t =10 km /s =2.78 m /s 时,按照3.2~3.5节内容计算得到升压为:Pa P P P P 511.3701.0545.11976.25t m r =-+=∆-∆+∆=∆每台升压力按式(6)计算:)1(P 2j ϕρ-⋅Φ⋅⋅=∆j v (6) 其中,12.0253;s m 250093.005.68636.0m 636.0r j2=======Φ=j r j j v v v A A A ϕ;; 将上述各系数带入式(6)得:Pa 138.6)12.0-1(0093.0252.12j =⨯⨯⨯=∆P则需射流风机数i (台数)为:1.613.6511.37==∆∆=j P P i 综合考虑,本工程选用6台900型射流风机。