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风量计算

某隧道通风设计与计算
某隧道全长4176米,其中我们施工2176米,该隧道分为主洞,平导两个断面,中线间距42.5米,洞身开挖时工作面最多达到4个,爆破时所产生的有害气体较多,洞内作业人员基本保持在60多人;况且出渣运输全部采用的是无轨运输,机械、车辆的功率较大,排烟量大,对隧道内的空气污染很严重,爆破产生的气体及机械,车辆排Array
放的尾气是隧道内空气的主要污染源,某隧道口海拔2182.5米,空
气较稀薄,当隧道掘进至300多米时就急需解决隧道内的通风问题。

某隧道的通风采用了三种形式,即压入式通风,巷道式通风和混
合式通风,在隧道掘进到1200米以前,主要要用压入式通风和混合
式通风,后期则采用巷道式通风,与此同时再辅助高压喷水降尘等措
施,效果更佳,具体实施方案如下:
主洞开挖260多米时遇到暗河,掘进受阻,平行导洞掘进过二横
后,主洞从二横开始分两个工作面开挖,这时主洞内的污浊气体很难
排出,我们当时采用的是压入式通风,当时洞内作业人数在40人左
右,按一般长大隧道每人每分需新鲜空气量q=3米3/分,则Q需
k*m*q=1.1*40*3=132米3/分,由于当时受场地等的限制,通风机只
能安装在平导洞口,这时离主高速工作面有500米,我们使用的风管
直径为1200毫米,通风时间计划30分钟(按一般要求),主洞开挖
采用的是台阶法,净断面面积约40米2,平导净断面面积约30米3,
爆破耗药量约90kg,通过计算风量及风阻决定通风机的台数则计算
出:
0.13 0.13 0.13 Q=——— A*L 2*S 2= ——— 90*5002*702=———
*4795 t 30 30
-20.78M 3/S=1247m 3/分
而我们当时工地上只在天津产88—1型通风机,风量为1000m 3/分,若放炮时间错开安装一台还是能满足要求的。

计算风阻S=πR 2=3.14*(0.6)2=1.13m 2,管道周边长U=πD=3.768米。

聚氯乙烯的α值为0.00016, L.U.Q 2 500*3.768*132
则H 磨=α* =0.0016* S 3 1.133
=5252.3/1.44=3647pa
88—1型通风机风压为5000pa ,说明一台能满足现在的需要,通过计算可以看出,风量在500米距离时基本能满足,根据风阻可以算出最长的供风量离L=5000/7.294=685米(其中7.294为每米风管的磨擦阻力),由于通风管在安装时不是理想的平顺也将导致风阻增加,因此实际的供风距离还要短,若增长送风距离,送风至作业面时由于压力低,风速将达不到最小0.25米/秒的要求,废气将无法排出。

随着开挖深度的增加,压入式通风将不能满足需要,废气不能压出洞外,因此我们又采用了混合式通网,具体实施方法是:压入的风机向内转移,增加一台抽出的通风机,原来接的通风管不动,改为向外抽出的风管,由于废气比重比空气大。

因此压入的风机安装时根据现场情况尽量抬高,而抽出的通风机安装在地面上即可,压入式通风机的风管离工作面始终保持在50米左右,抽出通风机离工作面100米左右。

根据前面的计算可以看出隧道内实际需要氧量不是很大,而爆破时产生的废气及机、车尾气却很大,掘进到一定深度后,这些污
浊的气体自然排风是很难排出洞外的,
主要靠抽出式通风机排出洞外。

抽出的通风机我们使用的也是天津产88—1型,理论供风距离680米,实际上只能达到500—600米,距离加长后需安装接力的通风机,在某工地只在三台通风机。

我们将其中一台拆开当做两台小型通风机,一台当做接力使用,另一台当做备用。

当隧道掘进至1200米后,由于洞内空气流动差,压入式通风机吸入的气体质量差(由于洞内机、车运输尾气多),抽出的通风管距离长以后不易于维修,若通风管短将会重新抽进去,烟尘只在洞内转。

因此,根据某隧道的特点,结合当时的实际(暗河段已通过,车辆可以行驶),我们及时采用了巷道式通风。

在已打通的横通道处安装帘门(用彩条布等做成门),机械、车辆尽量从主洞行走,半导作为一个大的进风道,主洞作为一个出风道,这样做效果较明显,具体安装1、压入通入机 2、抽出通风机 3、小型通风机 4、帘门
图中的安装位置(六横)离分界线还有500多米,压入式通风机的供风距离基本能满足要求,抽出式采用接力。

3号小型通风机是原来在横通道使用过的7.5KW 、12KW 的接力风机,直径只有Ф50,安装在衬砌台车上,做12米长的通风管接力向外抽,由于在施工过程中,发现衬砌台车阻挡烟尘外移,只有在衬砌台车上部安装两台小型通风机才能使洞内的烟尘排出洞外。

通过某隧道的施工,在通风排烟方面我们根据隧道的掘进深度先后采取了几种方法,取得了一定的经验,但也发现了一些问题,一是在通风机的配置上不太合理,某工地三台大型通风机都是110kw,若有一台220kw的向外抽,既减少了数量、操作作员等;由于流量大一倍,通风时间将缩短很多,虽然采用接力可以弥补,但由于风管等原因结果还是有差别,二是在选购风管时,一定要考虑到使用时间,承受压力、直径等因素,有条件的尽量采用硬质通风管以减少风阻,直径上在符合要求范围内尽量大一点,通过计算可以发现直径1米与1.2米的风阻即H磨每米长度相差3.86pa,风管所能承受的压力很关键,88—1型的出风压力是5000pa,由于使用时间长风管老化等原因靠近通风机的地方很容易损坏,将直接影响通风效果,三是在开始使用通风机时有一个长远规划,尽量避免反复安装,四是提前计划通风机的用电,由于通风机的功率较大(110KW),到后期低压进洞电压降过大,将不能满足需要,需提前高压进洞。

五是在出渣作业时,若洞内含水量低,需要高压水喷降尘,降低洞内的粉尘含量,同时也保护了通风机,通风等,以上只是我根据某工地的情况总结出的不太理想的通风排烟的做法,随着科技的发展,将会有更加先进的通风排烟技术出现。

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