隧道通风方案,通风计算

m3/min
5、风机风压计算
⑴管道阻力系数 风阻系数Rf=6.5αL/D5，摩阻系数
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=1.5m。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）
k-风量备用系数，取k=1.15 由此得Q1=qmk=4×60×1.15=276m3/min
②按允许最低平均风速计算
斜井取0.25m/s，正洞取0.15m/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=60×55×0.15=495m3/min 则按照允许最低风速所需要的风量为495m3/min。
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20～30m加长至50～100m，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
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。
吊线位置，再将φ8mm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1～3μm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3μm以上的粉尘；施工人员佩带 防尘口罩。
（m3/min） （Pa）
功率
数量
（kw） 井口 正洞
备注
SDF(B)-NO14
4116
6860
370
1
/
185×2
SDF(C)-NO11
1985
55×2现有设备有效利
4150
110
/
2
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。
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φ1500mm钢管连接。为了加快污 风风速，采用射流风机通风技术。
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：
综合计算
计算结果
供风风量计算结果(m3/min)
进口 出口
1552 1429
供风风压计算结果(Pa)
进口
2372
供风风机功率计算结果(kW)
出口 进口 出口
1547 81 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Qmax＝1552＋1429＝
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0.5％;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/(min.kw)。
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DⅡK60+875，出口里程 DIK71+256，为单线隧道，设计为单面下坡，坡度分别为-20.2‰（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 DⅡK66+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5.6m（宽）×6.0m（高）。斜井施工任务为斜 井1218m（XDK0+000～XDK1+218），平导 1735.29m（PDK66+294.71～PDK68+030），辅助正洞 4165m（DⅡK63+835～DⅡK68+000），其中出口方向为 1700m（DⅡK66+300～DⅡK68+000），进口方向 2465m（DⅡK63+835～DⅡK66+300）。
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=1.404，(β=0.015, L=2465m)
通风机供风量Q供=Pc×Q； 则：正洞进口方向Qmax=1.404×1105=1551.42m3/min,取： 1552m3/min。
③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Ⅲ级围岩考虑,每循环最
大进尺取3.5m。 正洞单位装药量取0.95kg/m3，则G=55×3.5×0.95=182.9kg; 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=7.8÷30×〔3√182.9×(55×200)2〕 ＝729.9m3/min,取730m3/min。 则按照稀释爆破有害气体所需要的风量为730m3/min。 ④按稀释内燃机废气的所需要空气量计算 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
斜井
4.748（2465m）
3.274（1700m）
⑵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；
Q = V / K（m3/min），其中V = ∑βP 式中：β——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0.09×10-3（m3/min·kw）；
P—内燃机功率，P = 982 kw； K—允许浓度0.008%。 计算得：Q = V / K =（0.09×10-3×982）/0.008%
2981m3/min；
斜井风管漏风系数=1.203，(β=0.015, L=1218m) 通风机供风量Q供=Pc×Q； 则：井底总风量Qmax=1.203×2981=3586.1m3/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Q＝
式中：Q—风机供风量
H—风机工作风压
η—风机工作效率，取80%
K—功率储备系数，取1.05
W出口=1429×1547×1.05/(60×η)/1000=49kW；
W进口=1552×2372×1.05/(60×η)/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
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
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=1.293，(β=0.015,L=1700m)
通风机供风量Q供=Pc×Q； 则Qmax=1.293×1105=1428.8m3/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
=1104.8m3/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
495 按允许最低平均风速计算
730 按照爆破后稀释一氧化碳至许可最高浓度计算
按稀释和排除内燃机废气计算பைடு நூலகம்
1105
上述四种计算结果，取其最大值作为通风布置设计量：
各洞口风机全压计算如下：
进口方向通风：H max =(4.748×1552×1105)/3600＋ 110=2372Pa；
出口方向通风：Hmax=(3.274×1429×1105)/3600＋ 110=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/60η
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
①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，
1552m3/min，风压2372Pa，功率81kW；出口应满足风量Q＝ 1429m3/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
风压
洞内风速要求：全断面开挖时不小于0.15m/s，在分部开挖的坑道 中不小于0.25m/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φ1800mm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。