宝台山隧道施工通风设计2.docx
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宝台山隧道施工通风设计2.docx
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宝台山隧道施工通风设计2
宝台山隧道施工通风设计
1、概况
宝台山隧道出口至隧道中心全长5770米(Dk275+795—Dk281+565),设置辅助导坑2座,分别为出口平导(PDk277+200—PDk280+706),长3506米;余地斜井(与正洞交点里程Dk276+700)位于线路前进方向的右侧,与线路大里程方向平面交角为29.3°,长1469m米,综合坡度7.10%。
2、通风方式
采用双机单管压入式通风方式。
3、通风设计依据
1)、≤宝台山隧道设计(咨询)施工图≥。
2)、≤铁路隧道施工技术规范≥。
3)、≤铁路隧道通风照明设计规范≥。
4)、设计采用的劳动卫生标准
①、一氧化碳最高允许浓度≤30mg/m3。
②、二氧化碳<0.5%。
③、氮氧化物<5mg/m3。
④、洞内最高平均温度≤28о。
⑤、洞内噪音≤90Db(A)。
⑥、洞内最小排尘风速≥0.25m/s。
⑦、粉尘浓度<2mg/m3(含10%以上游离的SiO2粉尘),水泥粉尘<6mg/m3(含10%以下游离的SiO2粉尘)。
⑧、瓦斯浓度<1%。
4、施工通风方案
隧道各工区施工均采用内燃作业、无轨运输,通风主要是为了稀释装载机废气、自卸车尾气和粉尘等有害气体在劳动卫生标准规定的范围内。
各口工区通风范围:
余地斜井最大通风长度为2420米,出口平导最大通风长度为3506米,出口工区最大通风长度为1395米。
风机选用132Kw×2,直径选用1.5米的风管。
1)、风压、风量计算
各口工区通风范围:
余地斜井最大通风长度为2420米,出口平导最大通风长度为3506米,出口工区最大通风长度为1395米。
最不利通风出现在宝台山隧道出口平导工区,现以平导为例进行通风设计及风量、风压计算。
设计参数:
开挖断面积:
S正洞=116.7m2(Ⅱ级围岩开挖断面)
一次开挖长度:
L=3.2m
一次爆破用药量:
A正洞=467.98kg
单位体积耗药量:
1.25Kg/m3
洞内最多作业人数:
60人
爆破后通风排烟时间:
t<30min
通风管:
采用φ1.5m软管
最小洞内风速:
V=0.21m/S
无轨运输独头压入通风最长为3506m,在该运输段内,装碴时设重车数目2辆,空车数4辆,沃尔沃自卸汽车功率228kw/辆,ZL50型装载机功率154kw/台,取重车及装载机负荷率0.8,利用率0.9,空车负荷率0.3,利用率0.9,则实际使用内燃设备总功率
∑N=2*228*0.8*0.9+4*228*0.3*0.9+154*0.8*0.9=685.44kw
管道百米漏风率:
β=1.2%
风管沿程摩阻系数(达西系数):
λ=0.01
a=pλ/8=3×10-4kg.s2/m2
炮烟抛掷长度:
Ls正洞=15+467.98/5=108.6m
(1)、风量计算:
风量计算从四个方面予以考虑,即按洞内允许最低风速计算得Q1;按按稀释内燃设备废气计算通风量;洞内最多工作人员数计算得Q2;按排除爆破炮烟计算得Q3;按稀释内燃机废气计算的得Q4。
通过上述计算,Q计=Max(Q1、Q2、Q3、Q4)。
独立通风采用Q独,
按洞内最小风速计算风量:
Q独1=0.21×60×116.7=1470(m3/min)
按洞内最多工作人员数计算风量:
Q独2=3×60=150(m3/min)
按稀释爆破炮烟计算风量:
Q独3=7.8/t
=1038(m3/min);
其中:
t为通风时间,取30min;A为同时爆破药量;S为开挖断面积;L为工作面至炮烟稀释到允许浓度距离即临界长度取100m。
根据装碴作业工序中内燃设备分布,每Kw配3m3/min,平均利用率0.70。
Q独4=3×685.44×0.7=1439.4(m3/min)
由上述计算,暂确定工作面计算风量(Q计)为1470m3/min,风速0.21m/s,根据按最不利的情况下计算的最大风量值(Q总)选择风机。
Q独总1=Q计/(1-β)L/100=1470/(1-0.012)3500/100=2242(m3/min)
根据以上计算结果表明,在洞口安装一台132Kw×2轴流风机风量为3300m3/min满足通风风量需要。
(2)、风压计算:
h阻=∑h动+∑h局+∑h沿
动压取50Pa;
局部压力损失:
一般按分段沿程压力损失的10%估算;
沿程压力损失:
h=apLQ2g/s3(pa)
a:
风管摩擦阻力系数,a=3×10-4kg•s2/m2;
L:
风道长度(m);
Q:
风量(m3/s);
s:
管道截面积(m2);
p:
管道内周长(m);
g:
重力加速度,取9.81m2/s;
h:
沿程摩擦力(Pa)。
∑h独沿=apLQ2g/s3=3×10-4×4.71×3506×24.52×9.81/1.7663=5296Pa
h独阻=∑h动+∑h局+∑h沿=50+530+5296=5558Pa
根据以上计算结果,选用直径φ1.5m的风管供风,风压等于5876pa,一台132Kw×2的轴流风机风压为5920Pa满足风压要求。
2)、通风设备
经计算需要风量为2242m3/min,风压为5876Pa,根据以往类似工程通风设备的使用情况,结合本工程实际,风机选定为132Kw×2,风量为3300m3/min,压为5920Pa。
各个工区的通风设备根据计算结果,满足施工通风要求,选择通风设备见下表:
斜井工区长度及通风设备表
序号
工区
通风
长度
风管直径(mm)
风机型号
1
余地斜井
2420
φ1500
两台轴流风机SDF(C)-NO13,132×2
2
出口平导
3506
φ1500
两台轴流风机SDF(C)-NO13,132×2
3
出口工区
1395
φ1500
一台轴流风机SDF(C)-NO13,110×2
6)、通风管理
以“合理布局,优化匹配,防漏降阻,严格管理、确保效果”20字方针,作为施工通风管理的指导原则,强化通风管理。
随着隧道各工区掘进长度的增加,通风距离逐渐加长,车流增加,废气量增大,同时风量损失增大,送风量要进行相应的调整。
按照不同的施工阶段进行变量送风,以保证洞内通风的效果,同时达到节能的效果。
通风量的大小根据通风长度的要求变化进行调整,该隧道各个工区可划分为三个阶段三种供风量进行供风设计。
三个阶段均按照一种风量供风,风机功率为:
N=RQ3+RQ3+RQ3=3RQ3
三个阶段按三种不同的风量供风,风机功率为:
N=RQ3+R(Q/2)3+R(Q/3)3=31/27RQ3
经过不同阶段通风设计节能效果明显。
每个循环施工中打眼、装药、爆破、出碴、初期支护对风量的要求也不一样,供风量的需求也是个变化的过程。
因此要做好各个阶段的通风设计,可以作到节能的效果
防漏降阻措施:
以长代短。
风管节长由以往的20~30m加长至50~100m,减少接头数量,即减少漏风量;以大代小。
在净空允许的条件下,尽量采用大直径风管;以直去弯。
风管安装前,先按5m间距埋设吊挂锚杆,并在杆上标出吊线位置,再将φ8mm盘条吊挂线拉直拉紧并焊固在锚杆上,尔后在吊挂线上挂风管。
使风管安装到达平、直、稳、紧,不弯曲、无褶皱,减少通风阻力;加强风管的检查维修,发现破损及时粘补。
雪峰山隧道施工通风设计
1、概况
雪峰山隧道进口至隧道中心全长8535米(Dk300+850—Dk309+385),设置辅助导坑4座,分别为进口平导(PDk300+850—PDk304+060),长3210米;玉华斜井(与正洞交点里程Dk302+320),长700米,综合坡度9.68%;湖管斜井(与正洞交点里程Dk306+130),长1645米,综合坡度9.15%;三洋斜井(与正洞交点里程Dk308+790),长2380米,综合坡度7.15%。
见平面布置图。
2、通风方式
采用双机单管压入式通风方式。
3、通风设计依据
1)、≤雪峰山隧道设计(咨询)施工图≥。
2)、≤铁路隧道施工技术规范≥。
3)、≤铁路隧道通风照明设计规范≥。
4)、设计采用的劳动卫生标准
①、一氧化碳最高允许浓度≤30mg/m3。
②、二氧化碳<0.5%。
③、氮氧化物<5mg/m3。
④、洞内最高平均温度≤28о。
⑤、洞内噪音≤90Db(A)。
⑥、洞内最小排尘风速≥0.25m/s。
⑦、粉尘浓度<2mg/m3(含10%以上游离的SiO2粉尘),水泥粉尘<6mg/m3(含10%以下游离的SiO2粉尘)。
⑧、瓦斯浓度<1%。
4、施工通风方案
隧道各工区施工均采用内燃作业、无轨运输,通风主要是为了稀释装载机废气、自卸车尾气和粉尘等有害气体在劳动卫生标准规定的范围内。
各口工区通风范围:
三洋斜井、湖管斜井、玉华斜井最大通风长度分别为3353米、3332米和2881米,进口平导最大通风长度为3121米,风机选用132Kw×2,直径选用1.5米的风管。
进口工区和玉华斜井贯通后,封堵进口到斜井之间的横通道,在交汇处形成巷道通风,以减轻从洞口通风的难度风压为5920Pa;风管选用直径1.5m的螺旋风管。
1)、风压、风量计算
各口工区通风范围:
三洋斜井、湖管斜井、玉华斜井最大通风长度分别为3353米、3332米和2881米,进口平导最大通风长度为3121米,最不利通风出现在雪峰山隧道三洋斜井工区,现以三洋斜井为例进行通风设计及风量、风压计算。
设计参数:
开挖断面积:
S正洞=75.43m2(Ⅱ级围岩开挖断面)
一次开挖长度:
L=3.2m
一次爆破用药量:
A正洞=467.98kg
单位体积耗药量:
1.25Kg/m3
洞内最多作业人数:
60人
爆破后通风排烟时间:
t<30min
通风管:
采用φ1.5m软管
最小洞内风速:
V=0.21m/S
无轨运输独头压入通风最长为3353m,在该运输段内,装碴时设重车数目2辆,空车数4辆,沃尔沃自卸汽车功率228kw/辆,ZL50型装载机功率154kw/台,取重车及装载机负荷率0.8,利用率0.9,空车负荷率0.3,利用率0.9,则实际使用内燃设备总功率
∑N=2*228*0.8*0.9+4*228*0.3*0.9+154*0.8*0.9=685.44kw
管道百米漏风率:
β=1.2%
风管沿程摩阻系数(达西系数):
λ=0.01
a=pλ/8=3×10-4kg.s2/m2
炮烟抛掷长度:
Ls正洞=15+467.98/5=108.6m
(1)、风量计算:
风量计算从四个方面予以考虑,即按洞内允许最低风速计算得Q1;按按稀释内燃设备废气计算通风量;洞内最多工作人员数计算得Q2;按排除爆破炮烟计算得Q3;按稀释内燃机废气计算的得Q4。
通过上述计算,Q计=Max(Q1、Q2、Q3、Q4)。
独立通风采用Q独,
按洞内最小风速计算风量:
Q独1=0.21×60×75.43=950(m3/min)
按洞内最多工作人员数计算风量:
Q独2=3×60=150(m3/min)
按稀释爆破炮烟计算风量:
Q独3=7.8/t
=776(m3/min);
其中:
t为通风时间,取30min;A为同时爆破药量;S为开挖断面积;L为工作面至炮烟稀释到允许浓度距离即临界长度取100m。
根据装碴作业工序中内燃设备分布,每Kw配3m3/min,平均利用率0.70。
Q独4=3×685.44×0.7=1439.4(m3/min)
由上述计算,暂确定工作面计算风量(Q计)为1439.4m3/min,风速0.21m/s,根据按最不利的情况下计算的最大风量值(Q总)选择风机。
Q独总1=Q计/(1-β)L/100=1439.4/(1-0.012)3400/100=2170(m3/min)
根据以上计算结果表明,在洞口安装一台132Kw×2轴流风机风量为3300m3/min满足通风风量需要。
(2)、风压计算:
h阻=∑h动+∑h局+∑h沿
动压取50Pa;
局部压力损失:
一般按分段沿程压力损失的10%估算;
沿程压力损失:
h=apLQ2g/s3(pa)
a:
风管摩擦阻力系数,a=3×10-4kg•s2/m2;
L:
风道长度(m);
Q:
风量(m3/s);
s:
管道截面积(m2);
p:
管道内周长(m);
g:
重力加速度,取9.81m2/s;
h:
沿程摩擦力(Pa)。
∑h独沿=apLQ2g/s3=3×10-4×4.71×3353×23.992×9.81/1.7663=4300Pa
h独阻=∑h动+∑h局+∑h沿=50+430+4300=4780Pa
根据以上计算结果,选用直径φ1.5m的风管供风,风压等于4780pa,一台132Kw×2的轴流风机风压为5920Pa满足风压要求。
2)、通风设备
经计算需要风量为2170m3/min,风压为4780Pa,根据以往类似工程通风设备的使用情况,结合本工程实际,风机选定为132Kw×2,风量为3300m3/min,压为5920Pa。
各个工区的通风设备根据计算结果,满足施工通风要求,选择通风设备见下表:
斜井工区长度及通风设备表
序号
工区
通风
长度
风管直径(mm)
风机型号
1
玉华斜井
2881
φ1500
两台轴流风机SDF(C)-NO13,132×2
2
湖管斜井
3332
φ1500
两台轴流风机SDF(C)-NO13,132×2
3
三洋斜井
3353
φ1500
两台轴流风机SDF(C)-NO13,132×2
4
进口平导
3121
φ1500
两台轴流风机SDF(C)-NO13,132×2
5
进口右线
1470
φ1500
一台轴流风机SDF(C)-NO13,110×2
6
进口左线
1470
φ1500
一台轴流风机SDF(C)-NO13,110×2
6)、通风管理
以“合理布局,优化匹配,防漏降阻,严格管理、确保效果”20字方针,作为施工通风管理的指导原则,强化通风管理。
随着隧道各工区掘进长度的增加,通风距离逐渐加长,车流增加,废气量增大,同时风量损失增大,送风量要进行相应的调整。
按照不同的施工阶段进行变量送风,以保证洞内通风的效果,同时达到节能的效果。
通风量的大小根据通风长度的要求变化进行调整,该隧道各个工区可划分为三个阶段三种供风量进行供风设计。
三个阶段均按照一种风量供风,风机功率为:
N=RQ3+RQ3+RQ3=3RQ3
三个阶段按三种不同的风量供风,风机功率为:
N=RQ3+R(Q/2)3+R(Q/3)3=31/27RQ3
经过不同阶段通风设计节能效果明显。
每个循环施工中打眼、装药、爆破、出碴、初期支护对风量的要求也不一样,供风量的需求也是个变化的过程。
因此要做好各个阶段的通风设计,可以作到节能的效果
防漏降阻措施:
以长代短。
风管节长由以往的20~30m加长至50~100m,减少接头数量,即减少漏风量;以大代小。
在净空允许的条件下,尽量采用大直径风管;以直去弯。
风管安装前,先按5m间距埋设吊挂锚杆,并在杆上标出吊线位置,再将φ8mm盘条吊挂线拉直拉紧并焊固在锚杆上,尔后在吊挂线上挂风管。
使风管安装到达平、直、稳、紧,不弯曲、无褶皱,减少通风阻力;加强风管的检查维修,发现破损及时粘补。
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- 台山 隧道 施工 通风 设计