压入式通风计算实例

2、通风计算【2009-8-16 】
根据隧规及其条文说明，风量计算主要从四个方面予以考虑，即按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算出所需风量Q i；按在
规定时间内，稀释一次性爆破使用最多炸药量所产生的有害气体到允许的浓度，计算出所需风量Q2;根据不同的施工方法，按坑道内规定的最小风速，计算出所需风量Q3;当隧道内采用内燃机械施工时，还须按内燃设备的总功率（kw），计算出所需风量Q4；通过上述计算，取Q maF Max （Q i, Q2，Q3，Q4），再考虑风管的损失率（百米漏风率B）,即确定洞内所需的总供风量Q机，从而确定风机的功率和风管的直径。

（1）计算参数的确定
一次开挖断面：S=80m2（铁路双线隧道，仰拱以上全断面施工）一次爆破耗药量：G=288kg （—次开挖长度4.2m）
通风距离：L=2800m
洞内最多作业人数：m=60 人
爆破后通风排烟时间：t< 30mi n
通风管直径：© =800mm
管道百米漏风率：B =15% （或管道百米漏风率：P=1.5%）
【我国所有通风系统设计文献只能提供直径800mm 以下通风管道的技术性能数据。

对特长隧道使用的新型大直径管道，目前尚无确切的实测数据。

根据秦岭隧道n线平导和长梁
山隧道进口段分别对DSR 系列© 1.3m 和© 1.5m 直径软管的现场测试分析, 在设计中暂可取P i00= （1.1〜2.0）%或3 = （1.5〜2.5）%，管道沿程阻力系数（达西系数）入=0.012〜0.015 , 或当空气密度p =1.2kg/m3时，取管道摩擦阻力系数a =1.8 X10-3〜2.25 Xl0-3kg/m3 d
（2）风量计算
①按洞内最多工作人员数所需的新鲜空气，计算：
Q=3 • m=3x 60=180 ( m3/min )
式中 3 —隧规规定每人每分钟需供应新鲜空气标准为3m3/min
m —同一时间洞内工作最多人数，按60 人计
②按全断面开挖，30 分钟内稀释一次性爆破使用最多炸药量所
产生的有害气体到允许的浓度，计算：
按压入式通风，铁路工程施工技术手册・隧道(下册)，式15-4 :
2 1/3
Q=7.8/t [G(S • L S)]
2 2 1/
3 3
=(7.8/30 )*(288*80 2*72.6 2)1/3=555 m3/min
3
式中V 1——次爆破产生的炮烟体积V仁sx Ls =80 X 72.6=5808 m
S- 一次开挖的断面面积，按80m2
Ls —炮烟抛掷长度，按经验公式Ls=15+G/5=15+288/5=72.6m
G —同时爆破的炸药消耗量，G=288kg
-3 3
V 2——次爆破产生的有害气体体积V2=a- G=4X 10 X288=11.52 m
a —单位重炸药爆破产生的有害气体换算成CO的体积，40L/kg
K —CO允许浓度，取100ppm,换算为1X 10-4 m3
t —通风时间，取30min。

或者，按下式计算符号意义同上:
Q=V —(K • M t+1/ V 2)1/t =V [1 —(k x V1/ V 2)1/t ] =551 m 3/min
③按洞内允许最低风速，计算：
3
Q3=60 • V • S=60X 0.15 x 80=720 m/min
式中V —洞内允许最小风速，隧规规定全断面开挖时取值0.15m/s
S —开挖断面积，80m2
60 —min 和s 换算常数
④按稀释内燃机废气计算风量：
考虑在洞内同时有2台ZL50D型装载机（功率158kw）和3辆T815自卸车（功率210kw）作业，总功率736kw,取机械设备的平均利用率为70%按隧规1kw需供风量不小于3m i/min , 算得：Q 4=946X 0.70 x 3=1546 m3/min
【所计算的总风量Q4即是为稀释内燃设备排放废气的总通风量，而不是指工作面要求
的新风量。

一般情况下，隧道通风设备的设计风量也由此控制。

】
通过上述四种情况下通风量的计算，设备供风能力取:
3
Q ma）=Max （Q1, Q2, Q3, Q4）=1546 m /min。

洞口风机风量的计算：
对于长大隧道，管道的漏风现象造成入口处与出口处的风量差别
很大，按百米漏风率（取B =1.5%）计算。

Q 机=Q ma>/(1- B )L/100=1546/(1 -1.5%)2800/100=2360 m3/min。

【注 1 先计算漏风系数 p=1/(1- 3 )L/100 =1/(1-2800 • 1.3/100)=1.53 ，也可。

】
【注2:若3 =2.0%，贝U Q 机=2722pa ;若3 =2.5%，贝U Q 机=3141pa ;这两个计算结果都
没有上述可行，但国内的风管3
=1.5〜2.5%。

以资比较。

】
【注3:若装载机2台自卸车3台时，总功率946kw , Qa )=1987 m 3/min,贝U Q 机=3033
m/min ;若3 =2.0%，贝U Q 机=3498pa ;若3 =2.5%，贝U Q 机=4037pa 。

以资比较。

】
【公式有下列两个，当 P 100= 3时，则计算出的漏风系数 P 不一样，用P 100计算的P
式中L ――管道长度，m ；
P 100――平均百米漏风率;
3——百米漏风率。

(3)风压计算
通风机应有足够的风压以克服管道系统阻力， 即h >h 阻，按下式 计算：
h 阻二刀h 动+刀h 沿+刀h 局=4971pa
其中： ① 管口动压h 动一般可考虑为50pa 。

②沿程压力损失计算：
2
3
h 沿=a ・ L • U - p • Qax • g/s =4474pa ; 式中 a —风管摩擦阻力系数，取a =3X 10-4kg.s 2/m 3
L
—风管长度，取 2800m
U —风管周边长，n • D=5.652 m
p —漏风系数，P=1/ (1- 3) L/100=1.4425 , 3=1.3% Q max
—计算掌子面所需风量，1987 m 3/min 并折合成33.12m 3/s
g
—重力加速度，取 9.8m/s 2
S —风管截面积，n- D74=2.5434m 2; D-风管直径1.8m
【注：若采用直径 1.6m 的风管，则h 沿=8058pa ，太大，机械选型难；从计算可以看出用直 径1.8m 的更合适。

】
值要大。

】
1
P 匚
或
1
P 100
100
P — (1
1
\ 100
或者，按铁路工程施工技术手册•隧道（下册）式15-8，计算如下：
h 沿=a・L • P - QaX2• g/s 3=3102,4474pa ;
式中a—风管摩擦阻力系数，取a =3X 10-4kg.s 2/m3
L －风管长度，取2800m
P—风管周边长，n • D=5.652 m
33
Q max—计算掌子面所需风量，1987 m/min并折合成33.12m /s
2
g —重力加速度，取9.8m/s 2
22
S—风管截面积，n- D/4=2.5434m ; D-风管直径1.8m
【注1:若采用直径1.6m的风管，则h沿=5597pa；从计算可以看出用直径 1.8m 的更合适。

】
【注2：与上面的算式比较，少乘以漏风系数p=1.442。

】
③局部压力损失，按沿程压力损失的10%进行估算：
h 局=h 沿x 10%=447.4pa
【直线隧道风流不转弯，风管断面不变化时，可不予考虑，即h局=Opa。

】。