隧道工程施工通风设计课程设计

课程名称：隧道工程设计题目：隧道工程施工通风设计院系：土木工程系专业：铁道工程（隧道组）年级：姓名：指导教师：西南交通大学峨眉校区2013年6月7日 课程设计任务书专业姓名学号开题日期：2013年5月24日完成日期：2013年6月15日题目隧道工程施工通风设计一、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)年月日 隧道施工通风设计1、工程概况雅砻江两河口交通工程5#公路起于电站左岸交通工程1#公路，高程2662.72m，沿雅砻江左岸逆流而上，设特长隧道（即2#隧道，长3143m，其中进口段开挖2270m，开挖断面积90）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2877.56m，路线全长4.0728km。该工程具备以下特点：（1）施工区域处于高原地区，海拔高度达到2700m。（2）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108m，施工通风极为困难。（3）工程所在地区电力不足，需采用自发电施工。2、排烟通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。根据雅砻江两河口交通工程5#公路2#隧道进口段施工方案可知，隧道开挖深度为2270m，隧道内施工人员最多为30人，开挖面每次爆破炸药量为0.45t。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30min内距开挖面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，风管选用聚氯乙烯塑料风管，风管直径800mm。因此计算参数为：（1）洞内同时工作最多人数30人。（2）断面最小风速。 （1）成年人呼吸需要空气为。（2）风管直径为1300mm。（3）风管平均百米漏风率，风管摩擦阻力系数。（4）每次爆破用炸药量。（5）爆破后内距开挖断面内无烟。（6）隧道工作断面。（7）最大掘进深度则风管长度（前端距开挖断面30m，主机距洞口30m）。序号学　号姓　名隧道深度/m22703、通风方式采用风道压入式通风方式4、通风计算（1）风量计算①、按洞内同时工作的最多人数计算其中k表示风量备用系数，取；m表示洞内同时工作的最多人数，取m=30人；q表示洞内每人每分钟需要新鲜空气量，取；则②、按同时爆破的最多炸药量计算ⅰ、如果采用巷道式通风 式中N表示同时爆破的炸药量，b表示1kg炸药折合成CO的体积，一般去40L/kgt表示爆破后的通风时间，则ⅱ、如果采用管道压入式通风式中t表示爆破后的通风时间，N表示同时爆破的炸药量，A表示坑道断面面积，爆破后炮烟的扩散长度，则ⅲ、如果采用管道吸入式通风式中t表示爆破后的通风时间，N表示同时爆破的炸药量，A表示坑道断面面积，爆破后炮烟的扩散长度，则③、按洞内允许最小风速计算 其中v表示洞内允许最小风速，A表示坑道断面面积，则综上三种计算方式，Q取最大值1031.08（2）漏风计算通风机的供风量，除满足上述计算得需要风量外，还应考虑漏失的风量，即式中P表示漏风系数，由工程情况，取P=1.5，则修正供风量式中表示高山地区大气压，隧道海拔为2700m，结合表2，取=5.324（3）风压计算气流所受到的阻力有摩擦阻力和局部阻力及正面阻力，可采用下式计算：式中： 表示风管摩擦阻力系数，=0.00018L表示风管长度，L=2270U表示风道周边长度，S表示风管面积，局部阻力式中=1.0，Q=484.17,，则所以5、风机选择根据以上风机风量及风压的相关计算，选择压入轴流式风机，风机主要参数如下表所示：表1、主压入轴流式通风机技术参数风机型号风机档速风量（m3/h）全压（Pa）声级（dB）功率（kw）电机级数SD-Ⅲ-80高11.66785008255*552/2中8.77851008055*6.82/4低5.8332125786.8*6.84/4 表2、轴流式通风机技术参数型号SF-6-4转速1450r/min风量20000m3/h功率2.2KW风压300mm水柱说明：SD-Ⅲ系列为高效节能对旋低噪声多速隧道轴流通风机，性能表中的风量、压力值均指风机进气标准状态下（温度20°C、相对湿度50%、大气压力101325Pa、气体密度1.2Kg/m3）之通风性能。按照相关规定，隧道内工作人员新鲜空气不得低于每人每小时30m3，氧气含量不得低于20%，相对湿度为65%--80%之间，根据所给的风机参数，选用型号为SD-Ⅲ高风速档的风机，该风机风量Q=700，全压为8500pa。由，可以算出需要风机的数量为：43台。6、风机及风管布置（1）、系统安装及布置：通风机安装在盾构始发井中板结构上，分别由风机控制柜控制开关及风量，开放空间能够保证风源的清洁不受污染，用Φ1300PVC塑纤布料风管附着于固定在管片斜上方的钢丝绳上，连接到隧道内盾构车架前方，构成管道式通风主系统。同时在拼装平台上安置一台轴流式风机作为辅助风机，使工作区内形成循环风流，保证隧道内气体流动性，确保不存在通风盲点以致沼气聚集。（2）、系统使用及维护：隧道内施工期间应实施连续不间断通风，风管长度应随着隧道的掘进而变化，必须有专人负责风管的装接及风源处的干燥及环境清洁，风管口到开挖工作面的距离不大于5m，以保证隧道内清洁空气的流通量。 由于柔性风管在停风时在自重作用下自然下垂，再次启动风机通风时，当管内风速大于10m/s时就会对风管产生较大的瞬时张力，所以应采用变频电机调速，风级由电控柜控制开关。对严重破损的风管要立即更换，轻微破损的风管节要及时进行修补。修补、连接风管时，应根据隧道内作业工班的时间安排，关闭风机。（3）、注意事项：风机进风口处应高于地面约一米，范围五米之内不得堆放杂物，以免风机吸入造成损害及危险；风机控制柜应安放在干燥、无灰尘的地方，并按要求接线；风管应直线安装，避免弯头、折角、漏风现象；在使用多速隧道轴流通风机时，当需由高速档转入中、低速档或由中速档转入低速档时，必须在确认风机完全停止运转后，方可进行档速变换，否则将导致电机的损坏。