隧道的施工的通风设计

课程名称：隧道工程设计题目： 隧道施工通风设计院系：专业：年级： 姓名： _指导教师： 课程设计任务书专业 姓名 学号 开题日期：年月日完成日期：年月日题目 一、设计的目的掌握隧道通风设计过程。二、设计的内容及要求根据提供的隧道工程，确定需风量；确定风压；选择风机；进行风机及风管布置。三、指导教师评语四、成绩 指导教师 签章）一•设计资料1工程概况雅碧江两河口交通工程5#公路起于电站左岸交通工程1#公路，高程2662.72m,沿雅碧江左岸逆流而上，设特长隧道(即2#隧道，长3143m,其中进口段开挖1780m,开挖断而积90m2)穿越左岸枢纽工程区至电站上游庆大河左岸连接11#公路，终点高程为2877.56m,路线全长4.0728kn】。该工程具备以下特点：施工区域处于高原地区，海拔高度达到2700m。2#隧道进口段为连续长大上坡，最大坡度达到6.8%,隧道进口与合同桩号标高差达到108in,施工通风极为困难。工程所在地区电力不足，需采用自发电施工。2排烟用风隧道在施工过程中是一个相对密闭的容器，由于开挖爆破、设备排放、喷锚支护等原因产生大量的烟尘无法自然排放，进而导致设备故障率高、施工人员职业病高发和能见度极差等种种问题，因此，必须采用人为方式进行通风排烟，以改善隧道工作环境，降低安全风险。根据雅薯江两河口交通工程5#公路2#隧道进口段施工方案可知，隧道开挖深度为1780m,隧道内施工人员最多为30人，开挖面每次爆破炸药量为0.45to实施通风排烟措施的目的在于保障施工人员能有充足新鲜空气、爆破后30mm内距开挖而100m内无烟尘且隧道断面最小风速不低于0.15m/s,根据衬砌台车的通过空间，风管选用3X3普通涤纶布软式风管，风管直径①1300mm。因此计算参数为：(1)洞内同时工作最多人数30人。⑵断面最小风速Vmm>o,15m/s°(3)成年人呼吸需要空气为0.0381m3/mino风管直径为1300lnmo风管平均百米漏风率0<1.5%,风管摩擦阻力系数兄W0.00018。每次爆破用炸药量N二0.48/。爆破后/=30min内距开挖断面A=100m内无烟。隧道工作断面4-90m2o最大掘进深度Lmax=1780m,则风管长度-1780m(前端距开挖断面30m,主机距洞口30m)o二•设计要求针对以上工程，进行2#隧道进口不同长度施工通风设计，要求采用风道压入式通风方式，进行风量计算、风压计算，以此为依据，进行风机选择(根据网上调研等方式)以及风机及风管的布置(风管可自选，不一定按所给资料)。隧道深度：2260m三.设计内容1.风量计算隧道施工通风计算按照下列几个方面计算取其中最大值，在考虑漏风因素进行调整，并加备用系数后，作为选择风机的依据。(1)按洞内同时工作的最多人数计算：Q€kmq式中：Q:所需风量(m3/min)k:风量备用系数，常取m:洞内同时工作的最多人数，本设计为 人。q:洞内每人每分钟需要新鲜空气量，取m3/min口人计算得：Q二kmq=1.1x30x3=99m3/min()按同时爆破的最多炸药量计算：本设计选用压入式通风，则计算公式为：7.8

Q€ 3,A，S2，LtTOC\o"1-5"\h\z式中：S:坑道断面面积(m2 ) 。A:同时爆破的炸药量 。t:爆破后的通风时间 。L:爆破后的炮烟扩散长度 米。78计算得：Q€30xV480，902，1002€880.8(m3/min)()按洞内允许最下风速计算：Q€60-v-s式中：V:洞内允许最小风速， 1/s。S:坑道断面面积 12。计算得：Q二60-v-s二60,0.15,90=81013/min综上，取计算结果最大值Q二880.813/min为所需风量。漏风计算()通风机的供风量除满足上述条件计算所需的风量外，还需考虑漏失的风量，即：Q供p-Q式中：Q:上述计算结果最大值P:漏风系数。由送风距离及每百米漏风率计算得出。由设计资料知，L 6每百米漏风率为 ，则送风距离内漏管风量为：竺2,0.015€0.339100则漏风系数为：P€1+0.339€1.339计算得：Q供P-Q€1.339,880.8=1179m3/min()由于隧道所处高原地区，大气压强降低，需要进行风量修正:式中：Q:高山修正后的供风量(13/min)hP:高山地区大气压()从下表取值。hQ:正常大气压下供风量，即上述计算所得Qn海拔高度与大气压关系表海拔高度() 大气压强()隧道修建于海拔 高处，查得Ph计算得：£€罟Q广罟心€5皿h风压计算通风过程中，要克服风流沿途阻力，保证将所需风量送到洞内，并达到规定速度，必须有一定风压，需确定通风机本身应具备多大压力才能满足通风需要。气流所受阻力有摩擦力，局部阻力及正面阻力，即：（）摩擦阻力根据流体力学达西公式导出隧道通风摩擦阻力公式:aLUQ2S3式中：a:摩擦阻力系数，a€覺，其中„为达西系数，…为空气重度L:风管长度U:风道周长Q:风道流量，上述计算值QhS:风管面积查表得知a 0风道周长U=兀d=3.14x1.3=4.08m，风管面积S=— =1.33m2，L 6计算得：4 管0.0012x2260x4.082x（-69-）2摩擦阻力：h=aLUQh2= 60 =3763.3PaS3 1.333（）局部阻力风流经过风管某些局部地点（断面扩大获缩小，拐弯等），速度方向发生突然变化导致风流本身剧烈变化，由此产生风流阻力：式中：€:局部阻力系数，查表得，其他符号同上。查得局部阻力系数€，计算得(嘤)查得局部阻力系数€，计算得(嘤)2h局二°612，046 二1273Pa（）正面阻力通风面积受阻时，受阻区域会出现风断面减小在增大这一现象，会增加风流阻力：h正h正0.612Q m (S-S)3式中：P:正面阻力系数，列车运行时取S:阻塞物最大迎风面积（m2）其他符号同上以普速列车为计算对象，查询机车规范，其最大迎风面积为m22计算得：综上，即通风机压力h机＞h总 。通风机选择 心通风机规格Q机＞Q=1.1,1697二1866.7m3/min，通风机压力h机h机＞ph总（P:漏风系数）,3998.5=5354Pa,在隧道施工通风中主要采用轴流式通风机，根据上述规格要求，选取九庆型隧道风机，其风量为 m3/min