隧道通风计算

一、空压机站供风能力计算：1、压缩空气由空气压缩机生产供应。

空气压缩机有内燃及电动等类型，空压机通常集中安设在空口附近，称为空压机站。

空压机站的供风能力Q值，取决于由储气筒到风动机具设备沿途的损失、各风动机具的耗风量、以及风动机具的同时工作系数和备用系数，即：空压机房的生产能力（或供风能力），其中Q可用计算式：Q=(1+K备)（∑qk+q漏）k m式中：K-同时工作系数K备-空压机的备用系数，一般采用75%~90%∑q-风动机具所需风量，m3/minq漏-管路及附件的漏耗损失，其值为：q漏=d*∑L，d-每公里漏风量，平均为1.5~2.0m3/min，L-管路总长度（Km）k m-空压机所处海拔高度对空压机生产能力的影响系数m=(1+0.8)*{(12*3.48+1*8)*0.85+2*2.4}*1.07=90m3/min*60=5400 m3/h2、压风管道的选择，应不小于0.5Mpa的要求，空气压缩机产生的压缩空气的压力一般为0.7~0.8Mpa左右。

为保证风动机具的风压，要求钢风管终端的风压不得小于0.6Mpa，即钢管风压损失不得超过0.1~0.2Mpa，这样通过胶皮管输送至风动机具的工作风压才不小于0.5Mpa。

压缩空气在输送过程中，由于管壁摩擦、接头、阀门等产生的阻力，使其压力减少，一般称为风压力损失△P可由下式计算：△P=λ式中：λ-摩阻系数L-输送高压风管管路长度d-送风管内径g-重力加速度，采用9.81 m/s2二、空压机选择与配备隧道正洞采用4台电动160KW的空气压缩机和2台电动110KW的螺旋杆空气压缩机，其中160KW的产风量为28.5 m3/min,110KW的产风量为20 m3/min。

故现场空压机每1小时总风量为：Q风=（28.5*4+20*2）*1*60=9240 m3>5400 m3/h故现场单洞所配备空压机符合现场实际生产需求。

考虑在实际使用的过程中，其中一台机组因检修停止运行时，仍能保证风量不受影响，应在现场预备一台内燃空压机3m3/min。

隧道施工通风环境卫生标准及风量计算根据中华人民共和国行业标准——《公路隧道施工技术规范》（JTJ042-94）第11.3.1款规定及参照有关其他行业标准，对隧道内施工作业环境应符合下列卫生标准：1、坑道中的氧气含量按体积比不低于20%；2、粉尘浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘不大于2mg；含有10%以下游离二氧化硅的水泥粉尘不大于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不大于10mg；3、有害气体：1）一氧化碳：不大于30mg/m3；当施工人员进入开挖工作面检查时，浓度可为100mg/m3，但必须在30min～35min 内降至30mg/m3；2）二氧化碳：按体积不超过0.5%；3）氮氧化物换算成二氧化氮控制在5mg/m3以下；4、隧道内气温不得超过280C；5、隧道施工时，供给每人的新鲜空气量不低于3m3/min，采用内燃机械作业时，1Kw的供风量不小于3m3/min；6、隧道开挖时全断面风速不小于0.15m/s，坑道内不小于0.25m/s；10.2风量计算风量计算：（按排除炮烟计算）Q=2.25/T 3√G(AL)2×φ×b/ P2Q----工作面通风量m3/min；T----通风时间min；取T=15 minG----同时爆破的炸药量Kg；取G=270KgA----掘进巷道的断面积m2 取A=90m2L----巷道全长或临界长度m；巷道全长3000米；φ----淋水系数，取φ=0.6；b----炸药爆炸时有害气体生成量，煤层中爆破取100，岩层中爆破取40；P----风筒漏风系数；P100----百米漏风系数，取2%长距离隧道掘进时，炮烟在巷道流动过程中，与巷道内的空气混合，在未到达巷道出口时已被稀释到允许浓度，从工作面至炮烟稀释到允许浓度的距离称为临界长度，在这种情况下，公式中应用临界长度代入计算。

L=12.5GbK/AP2P==1/1-L/100P100×2%=1/1-3000/100×2%=2.5K----紊流扩散系数l----风筒口距工作面长度D----风筒直径l=4√A=4√90=38ml/2D=38/2×1.2=15.8,查表K=0.67L=12.5×270×40×0.67/90×2.52=160.8m 则：Q=2.25/15×270(90×160.8)2×0.6×40/2.52=902m3/min二、按排出粉尘计算风量Q=VAV----排尘风速 9---18 m/minQ= 9---18*90=810---1620m3/min三、按施工隧道隧洞内的最多人数计算风量Q=4NN----洞内施工最多人数Q=4×60=240 m3/min四、按最低允许风速计算风量Q=VAQ=15×90=1350 m3/min五、稀释和排除内燃机废气计算风量Q=TiKNiQ----工作面通风量m3/minK----功率通风计算系数；我国暂行规定为 2.8～3.0m3/minHPNi----工作面内柴油设备总台数；Ni----各台柴油设备的额定功率HP；Ti----柴油机利用系数；。

（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。

目录一、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 (6)1、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 (7)4、田坝隧道通风方案 (8)5、高坡隧道1#横洞压入式通风方案 (13)6、高坡隧道2#横洞巷道式通风方案 (14)六、通风验算 (15)七、施工通风监测 (17)八、主要通风设备 (18)九、施工通风保证措施 (18)十、施工通风技术措施 (19)十一、施工通风安全管理措施 (22)1、施工通风安全措施 (22)2、通风管理制度 (23)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-11标段的设计文件。

5、《成贵铁路CGZQSG-11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）。

7、《铁路瓦斯隧道技术规范》、《煤矿安全规程》、《防治煤与瓦斯突出细则》。

8、国家现行有关施工规范、验收标准和我单位类似工程地质的施工经验。

9、其他有关法律法规和规范等。

二、编制原则施工通风是隧道施工的重要工序之一，是高瓦斯隧道安全施工的关键。

合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。

根据以往隧道通风经验及对当前通风设备技术性能的调研结果，按照自成体系的原则，综合考虑施工过程中可能出现的情况，制定隧道通风方案。

1、采用的标准规范⑴ XX铁路11标隧道施工图；⑵《铁路瓦斯隧道技术规范》（TB10120-2002）；⑶《铁路隧道工程施工技术指南》（TZ204-2008）；⑷《铁路隧道工程施工安全技术规程》（TB10304-2009）；⑸《煤矿安全规程》（国家煤矿安全监察局18号令）、《防治煤与瓦斯突出规定》（国家安全生产监督管理总局令第19号）等煤矿现行有关规范、规程等。

1施工通风方案本隧道工程采用压入式通风，通风管选用φ800mm 拉链软式通风管，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=50m 。

1.1 技术要求1） 平洞内风速控制范围0.15~4m/s 。

1.2 通风量计算1） 施工人员所需风量p p V v mK ==3*50*1.15=172.5 m ³/min说明：p v ——洞内没人所需新鲜空气量，取3m ³/minm ——洞内同时工作的最多人数，本项目取50人。

k ——风量备用系数，取1.1~1.152） 爆破散烟所需风量按照压入式通风计算：从开挖面至稀释炮烟到安全浓度的距离'L =400Q S =400*50/14=1429m 21.4y V QSL t ==21.4*50*14*142920=1070 m ³/min 说明: L ——隧洞长度，本项目取3000mQ ——最大单响爆破炸药，本项目取50kgS ——隧洞的断面面积，本项目为14m ³t ——通风时间，本项目取20min3） 按单位功率需风量指标计算0g v v p ==4*220=880 m ³/min说明：g v ——使用柴油机械时的通风量，m ³/min0v ——单位功率需风量指标，取4 m ³/（KW*min ）p ——洞内同时工作的柴油机械的总额定功率，本工程取4台45KW 自卸车，共220KW4） 高海拔地区洞内所需风量计算修正由于本隧洞底板开挖高程在1000m 左右，故需进行风量修正计算。

① 对于施工人员所需风量，172.5*1.3=224 m ³/min② 对于爆破排烟所需风量，1070/0.8983=1191m ³/min③ 对于柴油机械所需风量，880*1.2=1056 m ³/min5) 洞内所需风量V =224+1191=1415 m ³/min6） 风机工作风量(10.5)100m PL V V =+=（1+0.5*0.04*2500/100）*1415=2122.5 m ³/min 说明：V ——洞内施工所需的有效风量，m ³/minL ——风管长度，mP ——100m 风管漏风量，选用洛阳建材生产的拉链软风管，漏风率4%。

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 。