当前位置：文档之家 › TBM通风系统计算

TBM通风系统计算

  • 格式：docx
  • 大小：68.98 KB
  • 文档页数：13

双护盾TBM风量计算 1.1TBM通风设计 隧道通风是双护盾TBM施工的重要保障，也是长距离地铁施工安 全的关键。合理的通风系统、理想的通风效果是实现双护盾 TBM快 速掘进、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。根据以往城 市地铁隧道TBM通风经验及对当前通风设备技性能的调研结果，综 合考虑施工过程中可能出

现的情况，制定本 TBM通风方案。 1.1.1通风设计标准

双护盾TBM在整个施工过程中，作业环境应符合下列标准： （1） 斜井进风流中，氧气浓度不低于 20%,二氧化碳浓度不超 过 0.5%。 （2） 有害气体最高容许浓度如下表： 隧道有害气体最高允许浓度表 序号 名称 最高允许浓度 1 一氧化碳CO 0.0024% 2 氧化氮（换算成二氧化氮 NQ） 0.00025% 3 二氧化硫SO 0.0005% 4 硫化氢H2S 0.00066%

5 氨NH 0.004% （3） TBM施工通风应能提供斜井内各项作业所需的最小风量,

每人每分钟供给风量不少于4m3。 （4）TBM施工施工隧道风速不小于 0.5m/s、 1.1.2通风设计的原则

TBM隧道需要的风量，按照施工隧道最小通风风速、同时工作的

最多人数分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大值 1.1.3通风设计参数

施工过程中，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。隧道通风设计 的参数主要有TBM同时施工人员、隧道最小内燃机功率数等。 斜井通风设计参数一览表 序号 项 目 单位 参数 备注

1 独头通风长度L m 3293 2 管片内径 m 5.4 3 斜井断面积S断 m2 22.89 4 斜井内最多工作人数 M 人 30 5 风筒直径D m 1.2 6 风筒面积S风 m2 0.78 7 过流面积s流（s流=S断-S风） m2 21.76 8 每一工作人员所需新鲜空气 Qn m3min 4

10 风管每100m漏风率P百 % 1.0 12 通风备用系数k 1.2 13 空气密度P kg/m3 1.2 14 断面风速不小于 Vmi n m/s 0.5 15 断面风速不大于 m/s 4

1.1.4通风方式选择

采用压入式通风。在洞口 10m外设轴流风机，通过风筒将新鲜空 气送到TBM后配套尾部，然后由TBM设备上配备的二次接力通风系 统完成通风作业。具体的断面风速、风机功率可通过理论计算来确 定，保证隧道断面风速不小于 0.5m/s要求。TBM通风布置示意图如

1.2风机和风筒的选择 1.2.1风机的选择

（1） 风机的工作风量应满足 Q1的要求。 （2） 风机的工作风压应满足 M的要求，但不宜大于风筒的允许 工作压力（风筒出厂参数）。

1.2.2风筒的选择

（1） 隧道掘进通风使用的风筒分无骨架柔性风筒、 带刚性骨架 的柔性风筒和硬质风筒。无骨架柔性风筒重量轻、易于贮存、 搬运、 连接和悬吊，且成本低 （2） 风筒的选择应考虑与风机的出口直径相匹配 （3） 在其他条件相差不多的情况下，应选择百米风阻小，百米 漏风率低的风筒。 1.3TBM通风计算

当采用TBM施工通风时，工作面要求的风量除应满足排尘风速 要求外，还应满足TBM机组设备散热、冷却、人员舒适性的要求。 一般情况下，通风系统供给TBM工作面的风量应不低于TBM后配套 风机的设计风量

针对 TBM 施工过程中通风量的计算有几种不同的方法 ，分别为： 根据同一时间，隧道内工作人员所需新鲜空气计算风量；按照内燃机 功率的需求计算风量（由于本项目采用电瓶，无内燃机功率需求） ； 采用最小断面风速法计算风量。 从目前已投入的地铁双护盾 TBM 机组的配套情况看， TBM 施工 通风的风量计算基本沿用的是国外标准，即根据 《建筑工业中隧道开 挖作业安全实用规程》（BS6164-200）按最低风速0.5 m/s考虑。特 殊情况下，应对机组的散热和冷却等因素专门计算， TBM 施工通风系 统的总风量还应满足运输及其他作业要求，如无轨运输出渣，则需风 量更大。由于本TBM施工距离较短（3公里），为有轨运输，因此只 要满足后配套风机的风量后，其他条件也能满足。 确定通风方式常常是确定施工方案一起进行的 。在确定了施工方案 以后，才能确定独头掘进的长度和通风长度，然后才能计算工作面风 量。风机供风量 Qj=P*Qh

式中 Qh -取工作面风量计算中各项之最大者。

管道风阻R=6.5oL/d5a二入P 式中a-管道摩擦阻力系数，kg/m3； 入暂道达西系数； P空气密度，kg/ m3;

d-管道直径

1.3.1按同时最多人数计算

铁道部2008年发布的《铁路隧道施工技术指南规范》 (TZ204-2008和交通部最新发布的《公路隧道施工技术规定》均规 定，每人供应新鲜空气为4m3/mi n,则 Q=3N 式中Q-工作面风量，m3/min 每人每分钟供应新鲜空气不少于 4m3o Q1=kMQn=1.2X 4X 22=288m3i=4.8m3s 式中，K为风量备用系数，采用1.2; M为同时在斜井内工作人 数取22人；Qn为每一工作人员所需新鲜空气，取 4m3min N-隧道内最多人数

序号 工种 人数 备注 1 工班长 1 2 TBM司 机 1 3 拼装手 1

5 管片拼装施工人员 3 6 注浆工 3 7 豆砾石喷射工 2

8 电瓶车司机 2 9 洞内勤务 2

10 电工 2 11 机修工 2 12 安全员 1 13 技术员 1

14 其他人员 1

合计 22

双护盾TBM施工人员统计

1.3.2按允许最低风速计算

《铁路隧道施工规范》(TB10120-2002规定：风速在全断面开挖 时不小于0.15m/s,坑道内不小于0.25 m/s，但均不应大于4m/s。考虑 隧道内人员作业环境、隧道 TBM 施工等要求，由于是采用压入式通 风，新鲜风直接送至 TBM 主机区，则可设定斜井内平均回风风速应 不小于 0.5m/s 的要求，则工作面风量：

Q2=Vminx 流 x k=0.5 x 21.76 x 1.2=13S05m3

式中，Vmin为最小断面风速，取0.5m/s; S流为过流断面面积， 取21.76m2 k为通风备用系数，取1.2。 1.3.3按内燃机功率计算

本项目隧道掘进采用电瓶车出渣，无长时间内燃机负载， 但考虑实 际施工排水及照明需要， TBM 在后配套拖车尾部配备了应急发电系 统，柴油机功率为200KW按稀释内燃机排放废气中有害气体浓度至 许可浓度计算 Q3=QDE W=.0 x 200=600/n3n=10m3s 式中：刀W同时在斜井内作业的各种内燃机的功率总和 (kW); Q0为每千瓦动力的空气需求量，取 3m3min • kW 则工作面风量 Q= 4

式中Q-工作面风量，m3/min ; v允许最低风速，m/s; 开挖断面积， m2 根据上述计算结果， 取其中 的最大值有 Q=MAX(Q2， Q1+Q3)=14.8m/3s

v=14.8— 21.76= 0.68m/s，满足风速》0.5m/s、w 4m/s 的要求。

134风机供风量计算

由于采用独头压入式通风，按照供风筒直径 ①1.2m,供风到TBM 最后一节台车与TBM自带风筒相连接，①1.2m风筒总长3293m管道 计算，TBM自带风筒长130m。

由于柔性风筒接口处以及本身材质容易漏风。漏风使风筒和风机 连接端的风量与风筒靠近出口端的风量（即隧道内所需风量）不等。因 此，风筒漏风量L= 风机连接端风量-风筒出口风量。 漏风量与风筒的种类、接头的数目、方法和管理质量以及风简直 径、风压等有关，但更主要是与风筒的维护和管理密切相关。反映风 筒漏风程度的指标参数有： 风筒漏风率Le：风筒漏风量占风机工作风量的百分数，即： 风筒漏风率Le二风筒漏风量L/风机连接端风量X 100% Le虽然能反映某一风筒的漏风情况，但不能作为比较的指标。故 常用百米漏风率Le100表示： 百米漏风率Le100=风筒漏风量L/ ［风机连接端风量X （风筒总长

H/100）］ X 100%

其中：H/100构成Le100系数 风筒的百米漏风率由风筒生产厂家在出厂产品的参数说明中给 出。一般要求柔性风筒的百米漏风率应达到表 1要求。 柔性风筒的百米漏风率 通风距离 小于200 200-500 500-1000 1000-2000 2000以上

Le ioo ( %) v 15 v 10 v 3 v 2 v 1.5 表1

故风筒漏风量计算公式：L=Le100X H/100 所以

风机供风风量Q仁所需风量Q+风筒漏风量L 取①1m风筒平均每百m漏风率P100=1.0%取TBM设备风筒平均每 百m漏风率P100=1.0% 风筒漏风系数： i PL 1 P100 — 10.01 32.93 11.49

100

风机供风量应为： Qj FLQ 1.49 14.8 22.0m3/s 13200m3/min 1.3.5系统风压计算

根据摩擦阻力定律，风压M的计算公式为： 风压M二风阻RX风量Q2 实际量需要实际参数来计算，未得到实际参数前只能用字母表

合集下载

全断面岩石掘进机(TBM)施工概预算定额

全断面岩石掘进机(TBM)施工概预算定额

全断面岩石掘进机（TBM）施工概预算定额一、全断面岩石掘进机（TBM）施工简介TBM掘进机是由几十个独立的子系统有机的连接成一个完整的大系统。

是集机械、电子、液压、传感、信息技术于一体，综合了钢结构、机械传动、起重、运输、液压、润滑、气动、水流、通风防尘、减震降温、控制噪音、电气拖动、程控、监控、遥控、超探支护、机械手、激光导向等多学科的技术。

技术复杂、结构庞大，集开挖、支护、出渣、通风、排水于一身，是工厂化的隧道生产线。

TBM选型主要从工程地质与水文地质条件、隧洞设计、工程特征等三方面考虑。

目前，TBM主要分为以下三种类型，并分别适应于不同的地质。

1 敞开式TBM：常用于硬岩，在敞开式TBM上，配置了钢拱架安装器和喷锚等辅助设备，以适应地质的变化。

2 双护盾TBM：适用于各种地质，既能适应软岩，也能适应硬岩或软硬岩交互地层。

3 单护盾TBM：常用于劣质地层。

一般情况下，在良好地质中则使用敞开式TBM；双护盾TBM常用于复杂地层的长隧道开挖，对各种不良地质和岩石强度变化有较好适应性。

当在严重破碎或软弱地层中掘进时，双护盾TBM便作为单护盾TBM使用；单护盾TBM由于掘进速度慢，目前很少使用。

下面从几个方面进行全断面掘进机施工介绍。

（一）全断面双护盾掘进机1、双护盾TBM的构造双护盾TBM由主机和后配套设备两部分组成，全长一般150～250m，主机十几米长。

（1）主机主机由三部分组成：前盾：包括主轴承支撑的刀头及刀头驱动系统（电机、离合变速器、主齿轮）。

伸缩盾：位于前护盾和后护盾之间的钢结构就是所谓的伸缩盾，分别通过液压连件与前后护盾连接。

后盾：是一个带有抓紧装置的护盾，前盾和后盾分别通过液压连件连接。

（2）后配套设备后配套设备由一系列轨道工作台组成的台车，包括以下主要装置：掘进机及辅助设备的液压和电动装置；变压器及电缆；输送石渣的皮带机；机械传动装置；起吊设备，装卸轨道；管片安装系统；消尘器装置；供风系统；排气设备；高压电缆盘；压缩空气和压水带盘；豆砾石灌注系统；水泥灌浆系统。

TBM及后配套系统描述

TBM及后配套系统描述

TBM及后配套系统描述概述本建议书提供的是大直径的隧道掘进的罗宾斯高性能硬岩掘进机、及其后配套系统、出碴系统、通风系统以及现场服务。

所提供的掘进机及其后配套系统配备有必需的围岩支护设备。

对于出碴系统，建议采用连续皮带运输机系统。

T BM/掘进机有关掘进机的详细情况将在第3.0 章中介绍。

掘进机的刀盘由10 台330kW 的电动机驱动，即刀盘的驱动总功率是3300Kw，变频驱动以适应各种围岩等级的地质条件。

此掘进机的主轴承是重型的三列式轴承，这是一款经实际使用证明有效的轴承，曾用在许多罗宾斯公司的高性能掘进机上。

此掘进机适用于前装/后装式的罗宾斯刀盘。

罗宾斯的高性能的508 毫米（20″）（备选19″）楔块式滚刀技术将被应用到引汉济渭引水项目。

基于我们对刀具消耗全面的论证计算，我们确信提供20″寸刀具是在充分的考虑到节省费用，减少刀具更换，减少停工期以及确保机器的保留能力能在隧道的掘进深处遭遇到在或超过本工程预计的硬岩或者特别硬的岩石掘进。

TBM 机头架配备McNally 系统，及投机后面有一支护平台用于支承环形梁(钢瓦片)安装机、岩心钻机（备选配置），岩石锚杆钻机、钢丝网安装机构，超前探测/注浆钻机（备选配置）和手动混凝土喷射装置（备选配置），其它设备主要有：环形梁安装机、L1 和L2 区分别布置两台洞顶锚杆钻机、超前探测/注浆钻机（备选配置）、钢丝网安装机构、数据记录/监测系统、高压变压器（在后配套上）、导向系统、通讯系统、排水系统、除尘系统（在后配套上）和水喷雾系统等。

后续的滚刀供应也作为选配件提供。

1.0 简介1.1 建议书的目标本建议书推荐采用敞开式的、高性能的硬岩掘进机。

一些需要采用的、特定的围岩支护措施和相关设备，以及适用的后配套和连续皮带机出碴系统在本建议书将给予介绍。

罗宾斯建议采用敞开式的、主大梁的高性能掘进机、后配套、连续皮带机出碴系统。

所有设备都由罗宾斯公司提供，将可以采用同样的操作系统、同一类设计思想、同样的元部件。

通风管道设计计算

通风管道设计计算

通风管道设计计算(总7页)--本页仅作为文档封面，使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--通风管道系统的设计计算在进行通风管道系统的设计计算前，必须首先确定各送（排）风点的位置和送（排）风量、管道系统和净化设备的布置、风管材料等。

设计计算的目的是，确定各管段的管径（或断面尺寸）和压力损失，保证系统内达到要求的风量分配，并为风机选举和绘制施工图提供依据。

进行通风管道系统水力计算的方法有很多，如等压损法、假定流速法和当量压损法等。

在一般的通风系统中用得最普遍的是等压法和假定流速法。

等压损法是以单位长度风管有相等的压力损失为前提的。

在已知总作用压力的情况下，将总压力按风管长度平均分配给风管各部分，再根据各部分的风量和分配到的作用压力确定风管尺寸。

对于大的通风系统，可利用等压损法进行支管的压力平衡。

假定流速法是以风管内空气流速作为控制指标，计算出风管的断面尺寸和压力损失，再对各环路的压力损失进行调整，达到平衡。

这是目前最常用的计算方法。

一、通风管道系统的设计计算步骤800m /h31500m /h31234000m /h34除尘器657图6-8 通风除尘系统图一般通风系统风倌管内的风速（m/s）表6-10除尘通风管道最低空气流速（m/s）表6-111、绘制通风系统轴侧图（如图6-8），对个管段进行编号，标注各管段的长度和风量。

以风量和风速不变的风管为一管段。

一般从距风机最远的一段开始。

由远而近顺序编号。

管段长度按两个管件中心线的长度计算，不扣除管件（如弯头、三通）本身的长度。

2、选择合理的空气流速。

风管内的风速对系统的经济性有较大影响。

流速高、风管断面小，材料消耗少，建造费用小；但是，系统压力损失增大，动力消耗增加，有时还可能加速管道的磨损。

流速低，压力损失小，动力消耗少；但是风管断面大，材料和建造费用增加。

对除尘系统，流速多低会造成粉尘沉积，堵塞管道。

因此必须进行全面的技术经济比较，确定适当的经济流速。

TBM施工方法

TBM施工方法

TBM施工方法1 TBM施工准备1.1 TBM设备制造(1)尽早确定设备制造商,常规TBM制造周期为8～10个月。

(2)定期召开设备制造设计联络会,一般召开2次,第1次确定设备的主要参数和主要部件,第2次确定设备的细部设计和功能要求。

(3)设备制造期间,全程派驻专业人员对设备的制造过程实施监督。

(4)依据设备验收大纲,对设备出厂阶段进行验收,签署设备出厂证书。

(5)提前确定好运输线路,超宽超重件提前办理好相关手续,选择有经验的运输单位进行运输。

1.2 TBM工业广场(1)按照“因地制宜,节约用地,施工必需”的原则进行TBM工业广场规划。

(2)充分考虑环境保护、水土保持、安全文明和标准化建设要求。

(3)满足TBM工地组装的需求,合理布置TBM主机组装和吊机的位置。

由于TBM 整机长度一般都大于200m,如果场地允许,按照一次性完成TBM组装来考虑;如果场地不允许,则按照分次组装来考虑。

(4)合理布置场地,需满足TBM最高掘进效率要求,比如材料供应、出渣系统要按TBM最高掘进效率考虑。

(5)合理布置场地,满足TBM施工的各项功能需求,如材料库房、配件库房、油脂油料库房、刀具修理车间、机车修理车间、机加工车间等。

1.3 施工辅助系统1.供电系统TBM一般独头施工距离长,需要采用高压进洞的方式供电。

电压等级一般采用10k V和20k V两种。

一般来说,独头供电长度小于8km的隧洞,推荐采用10k V 电压等级;独头供电长度大于8km的隧洞,推荐采用20k V电压等级。

关于用电负荷,需考虑TBM的总装机功率、洞外TBM工业广场用电设备的总功率。

TBM施工需要考虑备用电源,除TBM设备自带的发电机外,TBM施工通风、照明、排水需备应急电源。

2.供水系统供水系统主要满足TBM施工用水需求,TBM施工用水主要包括:刀盘喷水、冷却用水、施工消耗用水等。

每台TBM设备需水量不尽相同,供水系统设计前应和TBM厂家明确需水量。