隧道施工通风压入式通风计算方法.doc

2、通风计算
根据隧规及其条文说明,风量计算主要从四个方面予以考虑,即按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气,计算出所需风量Q1;按在规定时间内,稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度,计算出所需风量Q2;根据不同的施工方法,按坑道内规定的最小风速,计算出所需风量Q3;当隧道内采用内燃机械施工时,还须按内燃设备的总功率(kw),计算出所需风量Q4;通过上述计算,取Qmax=Max(Q1,Q2,Q3,Q4),再考虑风管的损失率(百米漏风率β),即确定洞内所需的总供风量Q机,从而确定风机的功率和风管的直径。
(1)计算参数的确定
一次开挖断面:S=80m2(全断面)
一次爆破耗药量:G=288kg()
通风距离:L=2800m
洞内最多作业人数:m=60人
爆破后通风排烟时间:t≤30min
通风管直径:φ=1800mm
管道百米漏风率:β=%
(2)风量计算
①按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气,计算:
Q1=3·k·m=3××60=225 ( m3/min)
式中 3—隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m
3/min
k—风量备用系数,~,
m—同一时间洞内工作最多人数,按60人计
②按全断面开挖,30分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度,计算:
Q2=V1-(K·V1t+1/ V2)1/t=V1 [1-(k×V1/ V2)1/t] =551 m3/min
式中 V1-一次爆破产生的炮烟体积V1=S×Ls =80×=5808 m3
S-一次开挖的断面面积,按80m2
Ls-炮烟抛掷长度,按经验公式Ls=15+G/5=15+288/5=
G-同时爆破的炸药消耗量,G=288kg
V2-一次爆破产生的有害气体体积V2=a·G=40×10-3×288= m3
a—单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积,40L/kg
K— CO允许浓度,取100ppm,换算为1×10-4 m3
t—通风时间,取30min
③按洞内允许最低风速,计算:
Q3=60·V·S=60××80=720 m3/min
式中 V—洞内允许最小风速,
S—开挖断面积,80m2
60—min和s换算常数
④按稀释内燃机废气计算风量:
考虑在洞内同时有2台ZL50D型装载机(功率158kw)和3辆T815自卸车(功率210kw)作业,总功率736kw,取机械设备的平均利用率为70%,按隧规1kw需供风量不小于3m3/min,算得:
Q4=946××3=1546 m3/min
【 机械功率参考表】
名  称
型   号
单位
功率
备注
装载机
柳工ZL50D
台
158kw
柳工ZL50
台
154kw
柳工CLG888
台
231kw
徐工ZL50G
台
162kw
徐工LW420F
台
128kw
自卸车
卡玛斯55111
台
162kw
北方奔驰ND3310D29
台
213kw
斯太尔T815
台
210kw
东风140
台
103kw
140马力
东风145
台
118kw
160马力
东风3208
台
210kw
设备供风能力取Qmax=Max(Q1,Q2,Q3,Q4)=1546 m3/min。
对于长大隧道,管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别很大,按百米漏风率(取β=%)计算洞口风机风量:
Q机= Qmax/(1-β)L/100=1546/(1-%)2800/100=2360 m3/min。
【注1:先计算漏风系数p=1/(1-β)L/100 =1/(1-2800·)=,也可。】
【注2:若β=%,则Q机=2722pa;若β=%,则Q机=3141pa;这两个计算结果都没有上述可行,但国内的风管β=~%。以资比较。】
【注3:若装载机2台自卸车3台时,总功率946kw,Qmax=1987 m3/min,则 Q机= 3033 m3/min;若β=%,则Q机=3498pa;若β=%,则Q机=4037pa。以资比较。】
(3)风压计算
通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力,即h>h阻,按下式计算:
h阻=∑h动+∑h沿+∑h局=4971pa
其中: ①管口动压h动一般可考虑为50pa。
②沿程压力损失计算:
h沿=α·l·U·p·Qmax2·g/s3=4474pa;
式中α-风管摩