引水隧洞施工中期通风计算.docx
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引水隧洞施工中期通风计算
引水隧洞施工中期通风计算
本文主要针对引水隧洞施工中期通风系统设计进行详述
风量要求:
洞内风量要求:
每人每分钟供应新鲜空气不少于3m3。
洞内使用柴油机械施工时,每马力每分钟供风3m3,并与同时工作人员所需的通风量相加。
洞内空气中的氧气含量不低于20%。
TBM施工风量计算
(1)掌子面需求风量计算:
最小风速:
0.5m/s
隧洞直径:
12.4m
隧洞断面面积:
120.76m2
风管直径:
3000mm
风管面积:
7.07m2
网内面积:
113.69m2
每千瓦动力空气需求量:
4.50m3/min
列车数量:
2
每列车柴油机的功率:
250kW
其他设备:
0
其他设备柴油机功率:
0
风量:
60.38m3/s
Q
=67m3/s,在掌子面的风量;
v=
4%,每公里管道漏风率;
Φ
=3000mm风管直径;
Lt
=14700m,隧洞掘进长度;
L=
14700m,最大通风长度;
k=
2,风管粗糙度(1-非常平滑;
2-平滑;3-粗糙
(2)计算风压损失:
掌子面的风量:
67m3/s
kW
4-非常粗糙)
引水隧洞抗渗防冻混凝土施工质量控制关键技术[Word文档]
起始的风量:
120m3/s
风管总长度:
14700m
风管直径:
3000mm
风压损失:
5476Pa
钻爆法施工风量计算
1、风量需求计算
(1)按允许最小风速计算
根据招标文件中要求隧洞内平均风速应大于0.25m/s的要求,工作面风量:
Q160voS0.25137602055(m3/min)(式1)
式中:
S--钻爆法隧洞断面面积为137m2。
(2)按照施工人员计算
每人每分钟供应新鲜空气不少于3.0m3/min
Q33km31.2240864(m3/min)(式2)
式中:
k--风量备用系数,取1.2。
m--洞内同时工作的最多人数,240人。
(3)按稀释爆生有害气体计算
按压入式通风30分钟内将掌子面爆破产生的有害气体浓度稀释到允许浓度计算
Q47.83A(SL)27.83264(89100)22754(m3/min)
4t30(式3)
式中:
S--断面开挖面积,89m2;
L--通风区段长度,取100m,即掌子面向洞口方向100m范围内;
A--同时爆破的炸药消耗量,264kg;
b--一公斤炸药爆破时所构成的有害气体体积,40L;
t--通风时间,按30min计。
(4)按内燃机需要风量计算
按稀释内燃机排放废气中有害气体浓度至许可浓度计算
Q5Q0P4707.22828.(m3/min)(式4)
式中:
Q0—内燃机单位功率所需风量指标,Q0=4.0m3/min.kw
∑P—同时在洞内作业的各种内燃机的功率总和(kw)
按规范及综合考虑各种因素后,功率总和按额定总功率的65%计算;装载机、挖掘机各一台额定总功率240kW,自卸汽车采用2528K型北方奔驰,同时进洞处于工作状态的自卸汽车4台,每台额定总功率152kW,总功率:
ΣP=(2×240+152×4)×65%=707.2kw(式5)
取上述风量的最大值作为设计风量,故实际需要风量取值:
Q需=2828.8m3/min(式6)
2、风机供风量计算
(1)供风量计算
供风管道考虑漏风因素:
据风管厂提供的技术指标,采用Φ1.8m的PVC增强塑纤布作风管材料,百米漏风率正常时可控制在1.6%以内。
接力式通风方案串入管路的接力风机补偿送风距离考虑1500m,据此计算漏风系
数PL:
PL接
1
11L00P100
15001.6%
1.316
100
式7)
式中:
L--通风距离,1500m;
P100--百米漏风率,取1.6%
则接力风机的供风量应不小于:
3
Q接PL接Q需1.3162828.83372(m3/min)
主风机至接力风机之间
2km距离,按采用
2.5m高强抗拉低漏风管计算,据风管
生产厂提供技术指标,采用
2.5m风管百米漏风率可控制在0.9%以内
PL主
L
1100P100
2000
100
0.9%
1.219
式中:
L--通风距离,2000m;
P100--百米漏风率,取0.9%则主风机的供风量应不小于:
Q主PL主Q接1.21933724112(m3/min)
式10)
2)系统风压计算
从理论上讲,通风系统克服通风阻力后在风管末端风流具有一定的动压,克服阻力则
取决于系统静压,动压与静压之和即为系统需供风压。
①动压计算
H动
11.25.6219(pa)
2
式11)
式中:
--空气密度,1.2kg/m3;
v--末端管口风速,5.6m/s(按工作面最小风速折算)
②静压计算
按照供风管道直径Ф1.8m,1500m接力管道计算
摩擦阻力系数:
据风管厂提供的技术指标,采用值取0.0018Ns2/m4;
供风管道的摩擦风阻:
LU0.00185.65150028
RfS32.54330.928Ns2m8
管道风流沿程摩阻风压损失:
PVC增强塑纤布作风管材料,
式12)
2
h摩Q需RfPL
0.928
1.316
2
2828.8
60
1568Pa
式13)
式中:
Q需:
最大设计风量
Rf:
管道摩擦风阻
PL:
管道漏风系数
局部阻力:
h局0.1h摩0.1156815(7pa)
系统静压:
h静h摩h局1568157172(5pa)
系统风压取值:
h系统h动h静1917251744(pa)
式14)
式15)
式16)
串联接力风机需要提供不低于1744Pa的风压补偿,通风管径越大,则系统阻力越小,根据断面掘进时断面尺寸,施工机械和掘进钻爆台车的尺寸,设计时按φ1.8m风管计算。
主风机的风压为3000Pa。