隧道的施工的通風(fēng)設(shè)計(jì)

課程名稱(chēng)：隧道工程設(shè)計(jì)題目： 隧道施工通風(fēng)設(shè)計(jì)院系：專(zhuān)業(yè)：年級(jí)： 姓名： _指導(dǎo)教師： 課程設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)專(zhuān)業(yè) 姓名 學(xué)號(hào) 開(kāi)題日期：年月日完成日期：年月日題目 一、設(shè)計(jì)的目的掌握隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)過(guò)程。二、設(shè)計(jì)的內(nèi)容及要求根據(jù)提供的隧道工程，確定需風(fēng)量；確定風(fēng)壓；選擇風(fēng)機(jī)；進(jìn)行風(fēng)機(jī)及風(fēng)管布置。三、指導(dǎo)教師評(píng)語(yǔ)四、成績(jī) 指導(dǎo)教師 簽章）一?設(shè)計(jì)資料1工程概況雅碧江兩河口交通工程5#公路起于電站左岸交通工程1#公路，高程2662.72m,沿雅碧江左岸逆流而上，設(shè)特長(zhǎng)隧道(即2#隧道，長(zhǎng)3143m,其中進(jìn)口段開(kāi)挖1780m,開(kāi)挖斷而積90m2)穿越左岸樞紐工程區(qū)至電站上游慶大河左岸連接11#公路，終點(diǎn)高程為2877.56m,路線全長(zhǎng)4.0728kn】。該工程具備以下特點(diǎn)：施工區(qū)域處于高原地區(qū)，海拔高度達(dá)到2700m。2#隧道進(jìn)口段為連續(xù)長(zhǎng)大上坡，最大坡度達(dá)到6.8%,隧道進(jìn)口與合同樁號(hào)標(biāo)高差達(dá)到108in,施工通風(fēng)極為困難。工程所在地區(qū)電力不足，需采用自發(fā)電施工。2排煙用風(fēng)隧道在施工過(guò)程中是一個(gè)相對(duì)密閉的容器，由于開(kāi)挖爆破、設(shè)備排放、噴錨支護(hù)等原因產(chǎn)生大量的煙塵無(wú)法自然排放，進(jìn)而導(dǎo)致設(shè)備故障率高、施工人員職業(yè)病高發(fā)和能見(jiàn)度極差等種種問(wèn)題，因此，必須采用人為方式進(jìn)行通風(fēng)排煙，以改善隧道工作環(huán)境，降低安全風(fēng)險(xiǎn)。根據(jù)雅薯江兩河口交通工程5#公路2#隧道進(jìn)口段施工方案可知，隧道開(kāi)挖深度為1780m,隧道內(nèi)施工人員最多為30人，開(kāi)挖面每次爆破炸藥量為0.45to實(shí)施通風(fēng)排煙措施的目的在于保障施工人員能有充足新鮮空氣、爆破后30mm內(nèi)距開(kāi)挖而100m內(nèi)無(wú)煙塵且隧道斷面最小風(fēng)速不低于0.15m/s,根據(jù)襯砌臺(tái)車(chē)的通過(guò)空間，風(fēng)管選用3X3普通滌綸布軟式風(fēng)管，風(fēng)管直徑①1300mm。因此計(jì)算參數(shù)為：(1)洞內(nèi)同時(shí)工作最多人數(shù)30人。⑵斷面最小風(fēng)速Vmm>o,15m/s°(3)成年人呼吸需要空氣為0.0381m3/mino風(fēng)管直徑為1300lnmo風(fēng)管平均百米漏風(fēng)率0<1.5%,風(fēng)管摩擦阻力系數(shù)兄W0.00018。每次爆破用炸藥量N二0.48/。爆破后/=30min內(nèi)距開(kāi)挖斷面A=100m內(nèi)無(wú)煙。隧道工作斷面4-90m2o最大掘進(jìn)深度Lmax=1780m,則風(fēng)管長(zhǎng)度-1780m(前端距開(kāi)挖斷面30m,主機(jī)距洞口30m)o二?設(shè)計(jì)要求針對(duì)以上工程，進(jìn)行2#隧道進(jìn)口不同長(zhǎng)度施工通風(fēng)設(shè)計(jì)，要求采用風(fēng)道壓入式通風(fēng)方式，進(jìn)行風(fēng)量計(jì)算、風(fēng)壓計(jì)算，以此為依據(jù)，進(jìn)行風(fēng)機(jī)選擇(根據(jù)網(wǎng)上調(diào)研等方式)以及風(fēng)機(jī)及風(fēng)管的布置(風(fēng)管可自選，不一定按所給資料)。隧道深度：2260m三.設(shè)計(jì)內(nèi)容1.風(fēng)量計(jì)算隧道施工通風(fēng)計(jì)算按照下列幾個(gè)方面計(jì)算取其中最大值，在考慮漏風(fēng)因素進(jìn)行調(diào)整，并加備用系數(shù)后，作為選擇風(fēng)機(jī)的依據(jù)。(1)按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)計(jì)算：Q€kmq式中：Q:所需風(fēng)量(m3/min)k:風(fēng)量備用系數(shù)，常取m:洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)，本設(shè)計(jì)為 人。q:洞內(nèi)每人每分鐘需要新鮮空氣量，取m3/min口人計(jì)算得：Q二kmq=1.1x30x3=99m3/min()按同時(shí)爆破的最多炸藥量計(jì)算：本設(shè)計(jì)選用壓入式通風(fēng)，則計(jì)算公式為：7.8

Q€ 3,A，S2，LtTOC\o"1-5"\h\z式中：S:坑道斷面面積(m2 ) 。A:同時(shí)爆破的炸藥量 。t:爆破后的通風(fēng)時(shí)間 。L:爆破后的炮煙擴(kuò)散長(zhǎng)度 米。78計(jì)算得：Q€30xV480，902，1002€880.8(m3/min)()按洞內(nèi)允許最下風(fēng)速計(jì)算：Q€60-v-s式中：V:洞內(nèi)允許最小風(fēng)速， 1/s。S:坑道斷面面積 12。計(jì)算得：Q二60-v-s二60,0.15,90=81013/min綜上，取計(jì)算結(jié)果最大值Q二880.813/min為所需風(fēng)量。漏風(fēng)計(jì)算()通風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量除滿(mǎn)足上述條件計(jì)算所需的風(fēng)量外，還需考慮漏失的風(fēng)量，即：Q供p-Q式中：Q:上述計(jì)算結(jié)果最大值P:漏風(fēng)系數(shù)。由送風(fēng)距離及每百米漏風(fēng)率計(jì)算得出。由設(shè)計(jì)資料知，L 6每百米漏風(fēng)率為 ，則送風(fēng)距離內(nèi)漏管風(fēng)量為：竺2,0.015€0.339100則漏風(fēng)系數(shù)為：P€1+0.339€1.339計(jì)算得：Q供P-Q€1.339,880.8=1179m3/min()由于隧道所處高原地區(qū)，大氣壓強(qiáng)降低，需要進(jìn)行風(fēng)量修正:式中：Q:高山修正后的供風(fēng)量(13/min)hP:高山地區(qū)大氣壓()從下表取值。hQ:正常大氣壓下供風(fēng)量，即上述計(jì)算所得Qn海拔高度與大氣壓關(guān)系表海拔高度() 大氣壓強(qiáng)()隧道修建于海拔 高處，查得Ph計(jì)算得：￡€罟Q廣罟心€5皿h風(fēng)壓計(jì)算通風(fēng)過(guò)程中，要克服風(fēng)流沿途阻力，保證將所需風(fēng)量送到洞內(nèi)，并達(dá)到規(guī)定速度，必須有一定風(fēng)壓，需確定通風(fēng)機(jī)本身應(yīng)具備多大壓力才能滿(mǎn)足通風(fēng)需要。氣流所受阻力有摩擦力，局部阻力及正面阻力，即：（）摩擦阻力根據(jù)流體力學(xué)達(dá)西公式導(dǎo)出隧道通風(fēng)摩擦阻力公式:aLUQ2S3式中：a:摩擦阻力系數(shù)，a€覺(jué)，其中?為達(dá)西系數(shù)，…為空氣重度L:風(fēng)管長(zhǎng)度U:風(fēng)道周長(zhǎng)Q:風(fēng)道流量，上述計(jì)算值QhS:風(fēng)管面積查表得知a 0風(fēng)道周長(zhǎng)U=兀d=3.14x1.3=4.08m，風(fēng)管面積S=— =1.33m2，L 6計(jì)算得：4 管0.0012x2260x4.082x（-69-）2摩擦阻力：h=aLUQh2= 60 =3763.3PaS3 1.333（）局部阻力風(fēng)流經(jīng)過(guò)風(fēng)管某些局部地點(diǎn)（斷面擴(kuò)大獲縮小，拐彎等），速度方向發(fā)生突然變化導(dǎo)致風(fēng)流本身劇烈變化，由此產(chǎn)生風(fēng)流阻力：式中：€:局部阻力系數(shù)，查表得，其他符號(hào)同上。查得局部阻力系數(shù)€，計(jì)算得(嚶)查得局部阻力系數(shù)€，計(jì)算得(嚶)2h局二°612，046 二1273Pa（）正面阻力通風(fēng)面積受阻時(shí)，受阻區(qū)域會(huì)出現(xiàn)風(fēng)斷面減小在增大這一現(xiàn)象，會(huì)增加風(fēng)流阻力：h正h正0.612Q m (S-S)3式中：P:正面阻力系數(shù)，列車(chē)運(yùn)行時(shí)取S:阻塞物最大迎風(fēng)面積（m2）其他符號(hào)同上以普速列車(chē)為計(jì)算對(duì)象，查詢(xún)機(jī)車(chē)規(guī)范，其最大迎風(fēng)面積為m22計(jì)算得：綜上，即通風(fēng)機(jī)壓力h機(jī)＞h總 。通風(fēng)機(jī)選擇 心通風(fēng)機(jī)規(guī)格Q機(jī)＞Q=1.1,1697二1866.7m3/min，通風(fēng)機(jī)壓力h機(jī)h機(jī)＞ph總（P:漏風(fēng)系數(shù)）,3998.5=5354Pa,在隧道施工通風(fēng)中主要采用軸流式通風(fēng)機(jī)，根據(jù)上述規(guī)格要求，選取九慶型隧道風(fēng)機(jī)，其風(fēng)量為 m3/min