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)。
通风风量计算
⑴基本参数选用
独头通风长度按L=4905m计算;
开挖断面A:A=;
平均百米漏风系率:P100=1%;
软管达西数λ:λ=; 空气密度ρ:ρ=m3;
工作面最多作业人数:n=60人; 作业人员供风量:q=4m3/人.min;
一次爆破最大药量G:G=;
爆破通风时间t:t=30min;
工作面最小风速v:v=s。
⑵开挖面所需风量Q开
①按作业人数计算:Q开=4n=4×60=240m3/min;
②按最小风速计算:Q开=60A×v=××60=1750m/min;
3
③按排除爆破烟尘计算:
22.25G(AL)b3tp2Q开p-风管全程漏风系数
p=1/(1-L×P100/100)
=1/(1-4905×1%/100)=
Ф-淋水系数;Ф=
b-炸药爆破时有害气体生成量,b=40m3/kg L-隧道爆破临界长度 L=×G×b×K/(A×P2)
=××40×(×)
=370m
222.25G(AL)b2.253438.1(116.73700)0.3403t30p21.2Q开=1154m3/min
3
考虑系统漏风,故风机量Q=1154×=12m/min
④按稀释和排除内燃机废气计算风量
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:
QTiKNii1N式中: K-功率通风计算系数,我国暂行规定为~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。
上述三种不同工况组合中,爆破出碴工况+台车衬砌工况+防水板铺设工况,配置的内燃设备最多,排放的废气也最多,需要供风量最大。该工况在施工至分界里程时配置的内燃设备如下表所示:
内燃设备配置表
配置台机械名称 数 工作台数 单机功率(kW) 内燃机利用系数Ti ZLC50B装载机 1 1 145 15自卸汽车 10 5 150 砼罐车 4 2 85 计算Q=1485m3/min;考虑系统漏风,故Q=1485×=2435m3/min。
施工通风风量计算一览表
序号 计算需风量 实际风量 不同因素 (m3/min) 按排出炮烟 稀释内燃气体 按洞内作业人员 按允许最低风速 1154 1485 m3/min 12 2435 计算公式 1 2 3 240 394 Q=4n 4 1750 2835 Q=60A×v 通风风压计算
风压按通风系统克服局部风阻、沿程风阻以及其他阻力之和作为系统提供的风压。计算见下表:
风压计算表
计算式 参数 行车隧道 ρ空气密度 m3 局部风阻 HX=Σξ×V2ρ/2 V末端管口风速 s Σξ 1 HX=ΣξV2ρ/2 78Pa 沿程摩擦阻力 λ:管道摩阻系数 hf=λρLV/(2D) 2L:通风距离 4905m D:通风管直径 V:管内平均流速 16m/s hf:沿程摩擦阻力 6069Pa H其他= 局部阻力 607Pa 系统风压H=HX+hf+H其它 H系统风压 6754Pa 通风机选型及配置
根据计算结果,在各工区主扇选用SDF(C)型通风机,此风机风速高、中、低档可调,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施工工序中进行改变,更具有节能性。在洞内每隔500~700m加设射流风机,在掌子面位置布置局扇。