大长隧道通风排烟实施方案

大长隧道通风排烟实施方案

分水关隧道全长9735m，其中7590m位于福建段，由于进洞施工线路长，隧道的通风是本工程的重中之重。在施工中预先制订了通风排烟方案，到目前通风排烟状况良好。

1 工程概况

分水关隧道位于温福铁路(福建段)I标段内,全长9735m，其中7590m 位于福建段，2145m位于浙江段。在线路里程DK84+880处设有斜井，斜井长625m，与隧道平面夹角45°。分水关隧道福建段在斜井处和出口分别开辟工作面进行施工。由于进洞独头掘进线路长，隧道的通风是本工程的重中之重。

2 分水关隧道施工通风方案

在出口和斜井贯通之前，在斜井和出口均采用独头压入式通风方式；贯通后在斜井内设置抽出式风机，在正洞内设置压入式风机，采用混合式通风方式供给施工通风，并在斜井与正洞交内设置3台射流风机辅助通风。

为确保隧道内环境卫生，创造良好的工作环境，保证一线职工和施工人员健康，必须加大通风除尘措施，降低各种作业产生的粉尘和有害气体。

2.1施工通风控制条件

坑道中氧气含量：按体积计，不得低于20%。粉尘允许浓度：每立方米空气中含有10%以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；含有10%以下游离二氧

化硅的水泥粉尘为6mg；二氧化硅含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性的粉尘为10mg。

有害气体浓度：

一氧化碳：不大于30mg/m3。当施工人员进入开挖面检查时，浓度可为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3。

二氧化碳：按体积计，不超过0.5%。

氮氧化物换算成NO2为5mg/m3以下。

隧道内气温不得超过28C。

隧道施工时，供给每人新鲜空气量，不应低于3m3/min，采用内燃机械作业时，1kw功率的机械设备供风量不宜小于3m3/min。

隧道开挖时全断面风速不应小于0.15m/，但不得大于6m/S。

2.2施工通风计算

斜井施工通风计算

（1）施工通风需风量计算

①施工通风计算前提

设定参数:

开挖断面积 S=120m2（主洞）

一次开挖长度 L=3.8m

单位体积耗药量 0.7Kg/m3

一次爆破用药量 G=319.2kg

洞内同时工作的最多人数 m=150人

出碴车辆(按洞内4台自卸车计算) 4×173KW

爆破后通风排烟时间 t=40min

通风管直径Φ1.8m，管节20m

风管百米漏风率β=1.3%

漏风系数P 1.05

风管内摩阻系数 0.019

风量备用系数 k=1.15

最小洞内风速 V=0.15m/s

则，炮烟抛掷长度 LS=15+G/5=15+319.2/5=78.84m 风量计算从四个方面予以考虑，即按洞内要求最低风速计算得Q1；按洞內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得Q4。通过上述计算，取Q计=Max（Q1Q2Q3Q4）。

②需风量的计算

a.按洞内要求最低风速计算得Q1

Q1=V·S×60=0.15×120×60=1080m3/min

b.按洞內最多工作人员数计算得Q2

Q2=k·m·q=1.15×150×3=517.5m3/min

一般标准为每人每分钟需要新鲜空气量3m3。

c.按排除爆破炮烟计算得Q3

Q3=V1-(KV1t+1/V2)1/t= V1[1-(KV1/V2)1/t]= 9460.8×[1-(100×10-6×9460.8/12.768)1/40]=595.917 m3/min

V1--一次爆破产生的炮烟体积 V1=S·Ls=120×78.84=9460.8m3

V2--一次爆破产生的有害气体 V2=a·G=40×10-3×319.2=12.768m3 t--通风时间取40min；k--允许浓度取100ppm

a----单位重炸药爆破产生的有害气体换算成的CO体积取40×10-3m3/kg

d.按稀释内燃机作业废气计算得Q4

根据装碴作业工序中内燃设备分布，工作面暂按4台斯太尔自卸车，每台作业时的功率为173KW。

Q4=ni·A=3×4×173=2076m3/min

ni--洞内同时使用内燃机作业的总功率数；

A--洞内同时使用内燃机每KW所需的风量，一般取3m3/min。

通过计算、比较，正洞工作面需风量由稀释内燃机作业废气控制，需风量为2076m3/min。

③考虑漏风的风量计算

通风机的供风量除满足上述计算的需要风量外，还应考虑漏失的风

量(风管最长状态下的漏风系数)。

Q=1.05×2076=2179.8m3/min

④斜井进入正洞施工洞口风机计算。

由上述计算，设计中暂确定工作面计算风量(Q计)为K2179.8m3/min，•风速0.15m/s，根据最不利的情况下计算的最大风量值(Q总)选择洞口处的风机。

Q总=KQ计/(1-β)L/100=1.0×2179.8/(1-0.013)4483/100=3919.03(m3/min)

结论:根据以上计算结果,斜井洞口选择风量为3919.03m3/min的风机才能满足正洞施工通风需求。根据现场实际情况, 每工作面可选择两台风量为2000m3/min的风机在斜井口并联。

（2）风压计算

通风阻力包括摩擦阻力和局部阻力，摩擦阻力在风流的全部流程内存在，如拐弯、分支及风流受到其他阻碍的地方。为保证将所需风量送到工作面，并达到规定的风速，通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力，即h>h阻。H总阻=Σh摩+Σh局

①局部压力损失：

在斜井通风方案中，主要有转弯引起的局部压力损失，按下列公式计算：

h局=ξ×ρ×ν2/2 pa

式中：

ξ---局部阻力系数

ρ---空气密度，取1.2

ν---转弯管道风速，取30.54m/s

拐弯局部阻力系数计算公式如下：

ξ=0.008α0.75/n0.6

n=R/D 式中：R为拐弯半径（取40m），D为风管直径，取1.8m，α为拐弯角度。拐弯局部阻力系数计算得：

ξ=0.008×450.75/22.220.6=0.022