特长隧道通风供电方案 (2)

新建铁路段标

（DK + ～DK + ）

二青山隧道通风供电专项方案

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集团有限公司

工程项目部

2010年10月

特长隧道通风供电方案

1.工程概况:

新建铁路主要设计技术标准为国铁Ⅰ级、单线电气化、行车速度120km/h、重载铁路。隧道项目分6个工区：进口工区：独头施工1630米。1#斜井工区：斜井长度830米，进入正洞后向进口方向施工910米，向出口方向施工1910米。2#斜井工区：斜井长度1725米，进入正洞后向进口方向施工1070米，向出口方向施工1430米。3#斜井工区：斜井长度1830米，进入正洞后向进口方向施工1780米，向出口方向施工2020米。4#斜井工区：斜井长度1230米，进入正洞后向进口方向施工2060米，向出口方向施工1240米。出口工区：独头施工1696米。正洞施工全长15851米，断面积55m2，坡度自进口至出口依次为4‰1205米、5‰13250米和3‰1400米的下坡，施工II、III级围岩采用钻爆法全断面开挖，IV级以上围岩采用钻爆短台阶法开挖。1#斜井与线路相平面交角为40°，斜井综合坡度为7.9%；2#斜井与线路相平面交角为40°，斜井综合坡度为11.2%；3#斜井与线路相平面交角为45°，斜井综合坡度为11.0%；4#斜井与线路相平面交为48°15’51”，斜井综合坡度为6.0%。

2.施工通风设计原则

⑴施工通风方式：隧道进出口工作面采用独头单管路通风的方式；1#、2#、3#、4#斜井工作面采用独头双管路通风的方式，进入主洞后采用单管路分别向两个工作面供风。主洞、斜井工作面每500m设置两台射流风机，斜井与正洞交叉口处设置两台射流风机，加速污浊空气向洞外排放的速度。

⑵隧道内安装水幕降尘设备。

⑶在隧道断面净空允许的情况下，尽可能采用大直径风管配大风量通风机，以减少能耗损失。考虑斜井空间，风管直径选用1.5米，主洞风管选用1.5米。

3. 风量、风压计算和通风设备的选择

（1）计算参数的选择：

①开挖断面（以Ⅲ级围岩计）：正洞S=45m2，1#、2#、4#斜井S=32m2，3#斜井S=50m2

②一次开挖长度：L=3m。

③正洞一次爆破耗药量约：G=135kg。

④洞内作业人数50人。

⑤内燃设备每个作业面考虑同时1台装载机、5台10t运输车作业。

⑥爆破后通风排烟时间：t＜20min。

⑦通风管直径：φ=1500mm。

⑧管道百米漏风率β=1.5%。

（2）进出口掌子面1600米独头通风风机选型：

风量的计算：风量计算按压入式通风考虑，确定工作面需风量，需计算出满足洞内最小风速所需空气量Q1，满足洞内工作人员呼吸所需空气量Q2，稀释炮烟所需空气量Q3，稀释内燃机械废气所需空气量Q4，取其最大者即为压入式通风系统出风口的所需风量Q需。

①按洞内最小风速计算风量：

最小风速按Vmin=0.25m/s计算。

Q1＝V×min×S= 0.25×60×45=675(m3/min)

②按洞内最多工作人员计算风量：

一般标准为每人每分钟3m3新鲜空气，洞内作业人员按50人计算，安全系数取1.2。

Q2＝3×50×1.2＝180（m3/min)

③按稀释爆破烟计算风量：

Q3=5A×b/t=5×135×40/20=1350(m3/min)

式中：A-一次爆破耗药量：按 135kg计

b-每公斤炸药爆破所产生的有害气体生成量，按40(m3)。

④按稀释内燃机废气计算风量：

根据隧道规定，内燃机械作业时1kw供风量取3m3/min，机械设备的平均利用率70％，内燃机总瓦数约（每个洞装载机1台，洞内同时运转的出碴车5台）：160+139×5=855Kw。

Q4＝3×855×0.7＝1795(m3/min)

根据上列计算取其中的最大值1795m3/min，为隧道工作面所需新鲜风量。

风机送风距离按1600米计，风管按1.5米。考虑风管漏风，则风机提供的风量应分别为：

Q机=Q需/（1-β）L/100=1795/（1-0.02）1600/100=2480m3/min

通风阻力的计算

摩擦阻力P阻=6.5×α×L× (Q/60)2 /d5

其中α——风阻系数，取0.0016，L——隧道通风长度， d——配用风管直径，Φ1.5米计算。

所以 P阻=6.5×0.0016×1600×（2480/60）2/1.55=3743 Pa

考虑坡度影响，则实际通风阻力为：P=1.1×P阻=4117Pa

机械设备的选型：

根据计算风机应满足风量≥3743m3/min；风压≥4117 Pa，风机选择功率2～110kw（风机风量2912m3/min、风压5355Pa），配用风管Φ1.5米。（3）1#斜井风机选型：

风量计算：

根据隧道规定，内燃机械作业时1kw供风量取3m3/min，机械设备的平均利用率70％，内燃机总瓦数约（每个洞装载机2台，洞内同时运转的出碴车10台）：2×160+139×10=1710Kw。

Q4＝3×1710×0.7＝3591(m3/min)

经过初步比较，斜井口需安装2台风机供风，每个风机供风量为

3591/2=1795 m3/min

斜井洞口风机送风距离往进口方向按1650米计，往出口方向按2600米计，考虑风管漏风，则斜井口风机提供的风量为

a、进口方向：Q机=Q需/（1-β）L/100=1795/（1-0.02）1650/100=2505m3/min 通风阻力的计算

摩擦阻力P阻=6.5×α×L× (Q/60)2 /d5

其中α——风阻系数，取0.0016，L——隧道通风长度， d——配用风管直径，Φ1.5米计算。