单线铁路长隧道施工通风计算.doc

单线铁路长隧道施工通风计算 一、 基础资料 （一）《铁路隧道施工规范》对于通风的主要要求： 15.1.1隧道在整个施工过程中，作业环境应符合下列卫生及安全标准： 1 空气中氧气含量，按体积计不得小于20%。 2 粉尘容许浓度，每立方米空气中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘不得大于2mg。 4有害气体最高容许浓度: 1) 一氧化碳最高容许浓度为30mg/m3；在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/m3；但工作时间不得大于30min； 2）二氧化碳按体积计不得大于0.5%； 3）氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下。 5隧道内气温不得高于28℃。 15.1.2隧道施工通风应能提供洞内各项作业所需的最小风量，每人应供应新鲜空气3m3/min，采用内燃机械作业时，供风量不宜小于3 m3/min。 15.1.3隧道施工独头掘进长度超过150m时，必须采用机械通风。 15.1.4隧道施工通风的风速，全断面开挖时不应小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不应小于0.25m/s。 15.1.7通风管的安装应符合下列要求： 1 单独压入式的进风管口或吸出式的出风管口应设在洞外，前者宜在洞口里程20m以外，后者则应作成烟囱式。 2通风管靠近开挖工作面的距离应根据具体情况确定。压入式通风管的出口距开挖面的距离应通过计算确定。 3采用混合式通风时，当一组通风机向前移动，另一组通风机的管路应相应接长。两组通风管交错的距离不得小于20～30m。 4通风管的安装应平顺，接头严密，每100m平均漏风率不应大于2%。弯管半径不得小于通风管直径的3倍。 5通风管采用软管时，靠近风机部分，应采用加强型风管。 (二)《铁路工程设计技术手册·隧道》对施工通风方式与布置 的要求： 通风方式与布置应根据施工方法、设备条件、掘进长度、开挖面积以及污染物质的含量与种类等情况确定。 1. 选择通风方式的一般原则 （1）有轨运输施工的隧道宜采用吸出式或混合式通风。 （2）无轨运输施工的隧道宜采用压入式或变换式通风。 （3）有平行导坑施工的隧道应采用巷道式通风。 （4） 自然通风因其影响因素较多，不稳定且不易控制，故应避免采用。 2. 选择通风方式时应注意的几个问题 （1） 通风方式应针对污染源的特性，要求避免成洞段二次被污染，且应有利于快速施工。例如，爆破污染源发生在掘进工作面，污染物质的量不随开挖长度变化，采用吸出式或混合式通风有利；无轨运输柴油机车废气的污染，发生在整个运输巷道内，由于巷道内的风速低于运输车辆的走行速度，废气浓度将发生重叠，愈往下风侧浓度愈高，采用压入式或变换式通风有利。 （2） 单独的吸出式通风，易在工作面形成炮烟停滞区，不利快速施工。为此，常在工作面处另设局扇以构成混合式通风系统。 （三）计算基础 1.炸药单耗1.6kg/m3。 2.开挖断面按Ⅲ围岩另加0.1m超挖量计为45.3m3/m，最大进尺2.4m。 3.每进尺同时爆炸的最大炸药消耗量： A=1.6×45.3×2.4=174(kg) 3. 通风时间t=20min。 4. 洞内同时工作最多人数m=50人。 5. 按混合式通风设计，其压入式最大通风距离按200m计（紧随衬砌台车，衬砌台车距掌子面最大距离不超过150m）；吸出式通风距离按20m(出风口距洞口距离)+2600m（隧道长度）－180m(进风口距掌子面距离)=2440m。 二、 计算 （一）通风量计算 1. 按洞内同时工作的最多人数计算风量 Q=qmK 式中 Q——计算风量，m3/min； q——洞内每人每分钟需新鲜空气量，m3/min； m——洞内同时工作的最多人数； K——风量备用系数，取1.10～1.15。 计算： Q=3×50×1.15=172.5(m3/min) 2. 按满足洞内允许最小风速要求计算风量 Q=60sv 式中 s——隧道断面积，m2； v——允许最小风速，取全断面v=0.15m/s，分部开挖v=0.25m/s，瓦斯隧道v=1.0m/s。 计算： Q=60×45.3×0.25=679.5( m3/min 3) 3. 按洞内同一时间内爆破使用的最多炸药量计算风量 （1）压入式通风 式中 t——通风时间，min； A——一次爆破的炸药用量，kg； S——巷道断面积，m2； L——通风区段长度，m。 如果考虑的通风区段长度L大于极限长度L极限，则式中的L应该用L极限代替。 式中 K′——紊流扩散系数，K′=0.8； b——爆破1kg炸药生成的CO量，b=40L/kg炸药； c——巷道内容许的CO浓度，c=0.008%。 计算： 通风距离L=2600m，L＞L极限，故计算式中L用L极限代替。 海拔修正： 式中 Q高——高海拔地区需要的风量，m3/min； P高——高海拔地区大气压，