佛岭隧道施工通风系统设计

2022-09-12

通风是特长隧道施工中必不可少的辅助措施, 有效的通风, 可以使作业人员有良好的工作环境, 加快施工进度。佛岭隧道全长3904m, 隧道断面111.7m2。为解决隧道施工中通风问题, 该设计采用两阶段通风。通过现场检测, 该设计满足隧道通风要求。

1 工程设计概况及规范规定

佛岭隧道为分离式特长隧道, 本通风设计里程为Y K 2 6+1 0 5～Y K 2 8+4 2 0, ZK26+080～ZK28+163。两主洞间设3#、4#车行横洞, 4#、5#、6#、7#人行横洞。国家行业标准规定:每人每分种供应新鲜空气为3m3;采用内燃机械作业时, 1kW供风量不小于3m3/min;风速不小于0.15m/s, 但不大于6m/s[1]。

2 通风系统设计

2.1 风量计算

2.1.1 按工作最多人数 (掘进工27人、衬砌工30人、机械工13人, 共70人)

式中:P为每人所需空气量;m为工作最多人数;k为安全系数, 取1.2[2]。

2.1.2 按爆破最多用药量

式中:G为爆破最多用药量, 取260kg;b—爆破时有害气体生成量, 取25L/kg;t为通风时间, 取30min。

2.1.3 按最小风速

式中:V为允许最小风速;S为隧道断面面积。

2.1.4 按使用内燃机械

同时作业内燃机械有ZL50装载机1台, 红岩自卸车3台。

式中:k为功率通风计算系数。

2.1.5 确定计算风量与验算风速

作业面所需最大风量为Q=Q4, 隧道内风速为:

满足公路隧道施工技术规范[3]。

2.2 风筒选择

采用柔性风筒, 风筒节长为50m、20m, 风筒直径为1.5m。

风筒漏风系数β:

式中:n为风筒接头数目, 取25;P为接头漏风率, 取0.005[4]。

2.3 风机供风量及风压

2.3.1 风机供风量Qg

2.3.2 风压计算

风机必须克服风筒内摩擦阻力h1及风流出口阻力h2, 因此风机需要升压h=h1+h2。

(1) 风筒内摩擦阻力h1。

式中:λ为摩擦阻力系数, 取0.0078;L为通风最大长度, 取1000m;D为风筒直径, 取1.5m。ρ为空气密度, 取1.2kg/m3;V为风筒内平均风速, 24m/s。

(2) 风流出口阻力h2。

式中:A为风筒出口面积[5]。

2.4 通风总阻力

2.5 风机选择及各阶段风机布置

2.5.1 第一阶段通风

第三横通道未通前, 采用压入式通风。距离左右洞口25m～30m处, 各设置一台SDF (C) -NO12.5型轴流风机, 接φ1.5m风管至工作面。

2.5.2 第二阶段通风

第一步, 第三横通道连通后, 用6#人行横洞为右洞供风, 利用一台SDF (C) -NO12.5型轴流风机和一台射流风机对左右洞掌子面压风直至5#人行横洞贯通;第二步, 5#人行横洞贯通后, 在左洞设置SDF (C) -NO12.5型轴流风机两台, 对左右洞压入式通风, 利用3#车行横洞为循环风道, 将左洞污浊空气由右洞排出。

3 结语

在施工中通过洞内风速检测与空气质量检测, 表明洞内空气质量符合行业要求。该设计采用两阶段通风布置, 提高了设备利用率, 降低了工程成本, 为以后长大隧道施工通风提供了一些参考资料。

摘要：结合安徽佛岭隧道施工实际, 通过对风量计算、风筒选择、风机选择及布置四个方面介绍施工通风系统在佛岭隧道施工中的设计。为有效利用资源, 节约工程成本, 提出了两阶段施工通风的方法。现场通风效果检测表明洞内空气质量各项指标均达到国家环卫标准, 实现内燃作业、无轨运输, 取得良好的经济效益和社会效益。

关键词：施工通风,风量计算,两阶段通风