隧道施工通風(fēng)技術(shù)

隧道施工通風(fēng)技術(shù)xxxxxxxx內(nèi)容提要一、國(guó)內(nèi)隧道施工通風(fēng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題；二、隧道施工通風(fēng)的任務(wù)和要求；三、隧道施工通風(fēng)的主要方式；四、通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算；五、通風(fēng)設(shè)計(jì)案例。一、國(guó)內(nèi)隧道施工通風(fēng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題國(guó)家相關(guān)規(guī)定要求越來(lái)越高，對(duì)作業(yè)環(huán)境的要求與對(duì)安全、質(zhì)量的要求同等重要，構(gòu)成了三位一體的體系；隧道通風(fēng)技術(shù)越來(lái)越專業(yè)化，已經(jīng)出現(xiàn)專門的隧道通風(fēng)作業(yè)隊(duì)伍，提供通風(fēng)設(shè)計(jì)、設(shè)備配套、通風(fēng)檢測(cè)、通風(fēng)管理等分包業(yè)務(wù)；施工單位對(duì)通風(fēng)重視不足，所具有的通風(fēng)技術(shù)水平低下，即使想搞好通風(fēng)也只是有心無(wú)力；通風(fēng)管理工作由承擔(dān)隧道開挖作業(yè)的民工隊(duì)伍擔(dān)當(dāng)，某種意義上成了應(yīng)付檢查的擺設(shè)；對(duì)此，項(xiàng)目部出了錢卻沒有辦成任何事情，最后還要承擔(dān)由此帶的后果。一、國(guó)內(nèi)隧道施工通風(fēng)現(xiàn)狀及存在問(wèn)題目的：針對(duì)上述存在的問(wèn)題，通過(guò)交流，提高通風(fēng)設(shè)計(jì)技術(shù)水平，制定出經(jīng)濟(jì)合理的設(shè)計(jì)方案，不管執(zhí)行結(jié)果如何，首先可以免去方案制定者的責(zé)任。其次如果方案有經(jīng)濟(jì)合理的前提，才可以堅(jiān)持按照方案去執(zhí)行，才可以從理論的角度去說(shuō)服執(zhí)行者。二、隧道施工通風(fēng)的任務(wù)和要求1、任務(wù)：給隧道內(nèi)作業(yè)人員提供足夠的新鮮空氣；稀釋并排出各種有害氣體和粉塵；調(diào)節(jié)隧道內(nèi)空氣的溫度、濕度；創(chuàng)造良好的作業(yè)環(huán)境，為保證安全、質(zhì)量、進(jìn)度奠定基礎(chǔ)。二、隧道施工通風(fēng)的任務(wù)和要求2、隧道內(nèi)有害氣體的濃度要求：序號(hào)名稱最高允許濃度（％）1一氧化碳CO0.00242二氧化氮NO20.000253二氧化硫S020.00054硫化氫H2S0.000665氨NH30.004二、隧道施工通風(fēng)的任務(wù)和要求3、隧道氣候條件要求：

有研究表明，當(dāng)體溫維持在36.5℃~37℃并保持平衡時(shí)，人就會(huì)感覺到舒適。而保持平衡的條件是人體的生熱和散熱相同，影響人體散熱的主要因素是空氣的溫度、濕度、風(fēng)速三者的綜合狀況。二、隧道施工通風(fēng)的任務(wù)和要求溫度隧道內(nèi)最適宜作業(yè)人員的溫度是15℃~20℃，掌子面的溫度不宜大于26℃濕度空所相對(duì)濕度低于30%時(shí)，水份蒸發(fā)過(guò)快，會(huì)引起身體粘膜干裂；空氣相對(duì)濕度大于80%時(shí)，水份蒸發(fā)困難，使人煩悶；比較舒適的濕度應(yīng)是50%~60%左右；二、隧道施工通風(fēng)的任務(wù)和要求風(fēng)速風(fēng)速過(guò)高，易致感冒，塵土飛揚(yáng)，對(duì)作業(yè)人員的健康不利；風(fēng)速過(guò)低，汗水不易蒸發(fā)，易造成有害氣體積聚，不利洞內(nèi)施工設(shè)備散熱，對(duì)安全生產(chǎn)不利；隧道施工過(guò)程中，空氣溫度、濕度、風(fēng)速應(yīng)調(diào)配得當(dāng)，以形成良好的施工氣候條件。一般施工過(guò)程中，濕度不易調(diào)節(jié)，主要從溫度、風(fēng)速兩方面進(jìn)行調(diào)節(jié)，即維持溫度、風(fēng)速有一個(gè)得當(dāng)?shù)膶?duì)應(yīng)關(guān)系。很多資料對(duì)此對(duì)應(yīng)關(guān)系均有介紹，此處不再贅述。二、隧道施工通風(fēng)的任務(wù)和要求4、隧道內(nèi)粉塵的含量要求：含游離的二氧化硅大于10%，空氣中粉塵含量不得大于2mg/m3；含游離的二氧化硅小于10%，空氣中粉塵含量不得大于10mg/m3；最優(yōu)排塵風(fēng)速：在產(chǎn)塵量一定的情況下，當(dāng)風(fēng)速處于某一數(shù)值時(shí)（一般在1.5~2m/s之間），作業(yè)點(diǎn)的粉塵濃度降低到最小值，此時(shí)的風(fēng)速即稱為最優(yōu)排塵風(fēng)速。三、隧道施工通風(fēng)的主要方式分類如下：三、隧道施工通風(fēng)的主要方式壓入式通風(fēng)：說(shuō)明：應(yīng)用范圍廣，目前國(guó)內(nèi)隧道施工中依靠獨(dú)頭壓入式通風(fēng)在3km獨(dú)頭掘進(jìn)距離上依然可以保證隧道內(nèi)的空氣質(zhì)量。三、隧道施工通風(fēng)的主要方式抽出式通風(fēng)說(shuō)明：抽出式通風(fēng)依靠風(fēng)機(jī)將洞內(nèi)的污濁空氣抽走，洞內(nèi)形成負(fù)壓，洞內(nèi)外空氣在壓差的情況下產(chǎn)生流動(dòng)。因?yàn)槁╋L(fēng)的存在，沒有壓入式通風(fēng)效率高，排污效果沒有壓入式通風(fēng)好，易造成洞內(nèi)氣壓低，空氣質(zhì)量差。三、隧道施工通風(fēng)的主要方式巷道式通風(fēng)說(shuō)明：在煤礦系統(tǒng)中應(yīng)用較多，要求有導(dǎo)坑、相鄰隧道用作回風(fēng)巷。通風(fēng)所需能耗最小。三、隧道施工通風(fēng)的主要方式混合式通風(fēng)三、隧道施工通風(fēng)的主要方式豎（斜）井通風(fēng)三、隧道施工通風(fēng)的主要方式幾種輔助通風(fēng)措施：局扇：用于局部風(fēng)流死角的空氣混合，使局部風(fēng)速增加，防止有害氣體集聚。射流風(fēng)機(jī)：克服局部風(fēng)阻，引導(dǎo)風(fēng)流方向，有局扇的部分功能。引射器；水力引射器、空氣引射器。高壓風(fēng)。三、隧道施工通風(fēng)的主要方式引射器原理：壓縮空氣由進(jìn)氣管進(jìn)入環(huán)形均壓室，以超音速?gòu)沫h(huán)隙噴出，沿凸緣表面流動(dòng)，并在凸緣表面形成負(fù)壓區(qū)，使外界空氣沿集風(fēng)器流入，與高速射流混合后通過(guò)擴(kuò)散器進(jìn)入風(fēng)筒，形成風(fēng)流。空氣引射器四、通風(fēng)小設(shè)計(jì)計(jì)算1.假設(shè)支條件：假設(shè)空翁氣無(wú)粘半性假設(shè)空勿氣不可編壓縮假設(shè)空杜氣在隧船道內(nèi)流軟動(dòng)是穩(wěn)喊定流動(dòng)通過(guò)三個(gè)干假設(shè)，就號(hào)可以把隧發(fā)道內(nèi)的空銳氣流動(dòng)看班成流體力牢學(xué)中所研忙究的理想戀不可壓縮就流體的穩(wěn)據(jù)定流動(dòng)。沫可以采用極流體力學(xué)僵的計(jì)算方逼法對(duì)隧道怖內(nèi)的空氣臘流動(dòng)進(jìn)行響計(jì)算。經(jīng)過(guò)實(shí)盡踐驗(yàn)證桌，上述制假設(shè)對(duì)須計(jì)算結(jié)擺果的準(zhǔn)窮確性影拌響不大潔，可以扇滿足施偽工的要稱求。四、通風(fēng)鄙設(shè)計(jì)計(jì)算2.流動(dòng)拳狀態(tài)流體具噴有層流撲和紊流集兩種流木動(dòng)狀態(tài)判定流折動(dòng)狀態(tài)縫依據(jù)雷貓諾數(shù)R絨e當(dāng)Re＜朗2300郊時(shí)，為層喜流；當(dāng)R倚e＞23暖00時(shí)，委為紊流。四、通掌風(fēng)設(shè)計(jì)住計(jì)算3.風(fēng)流諷的速度分歷布：平均風(fēng)觸速：四、通攤風(fēng)設(shè)計(jì)扁計(jì)算4.基本方程連續(xù)性方寇程：V1A1ρ1=V2A2ρ2已假設(shè)槐空氣是沿不可壓需縮的，卡則ρ1=ρ2，所以Q1=Q2能量方看程可見理想宰狀態(tài)下，益沒有任何娛能量損失向，但在實(shí)求際情況下孔，風(fēng)管內(nèi)職壁、隧道坐洞壁粗糙含，會(huì)有能勢(shì)量損失。陪公式如下守：由于隧宣道高差擱較小Z1≈Z2，勢(shì)能差媽可忽略，慚管道內(nèi)徑冷變化不大歉時(shí)，V1≈V2，動(dòng)能觀差可忽技略，所帶以：孕P1-P2=h12。說(shuō)明隧廢道內(nèi)的壓品降等于兩簽點(diǎn)處的靜次壓之差。婦通風(fēng)機(jī)所修提供的全咬壓（動(dòng)壓哨、靜壓之取和）大于元h12時(shí)，即戴可實(shí)現(xiàn)作風(fēng)流。四、通銹風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)計(jì)算5.通風(fēng)何阻力5.1沿岡程磨擦阻鉤力（以下側(cè)簡(jiǎn)稱磨擦存阻力）通過(guò)已是有計(jì)算崗可知：注在通風(fēng)洋滿足要撇求的情問(wèn)況下，硬空氣在株風(fēng)管中組、隧道珠中的流扁動(dòng)大都味為紊流統(tǒng)，即雷史諾數(shù)R提e大于到230兼0。磨拜擦阻力統(tǒng)計(jì)算公辣式為達(dá)設(shè)西公式嫁。達(dá)西系數(shù)柄與雷諾數(shù)統(tǒng)和管道內(nèi)統(tǒng)壁的粗糙呼度有關(guān)系缸，目前只努能通過(guò)試拿驗(yàn)的方法怕確定。h—磨擦派阻力，P愈a；λ—達(dá)世西系數(shù)咱，無(wú)因倆次；L—管阿道長(zhǎng)，敬m；D—管道姿直徑，m付；ρ—流陡體密度挖，kg將/m3；v—管益內(nèi)平均它流速，梅m/s譽(yù)。四、通列風(fēng)設(shè)計(jì)悄計(jì)算將丈代入達(dá)挪西公式得創(chuàng)：上式說(shuō)行明，在斑供風(fēng)量圓確定的雀情況下眨，通風(fēng)滑磨擦阻泳力與管臥道長(zhǎng)度嚇成正比甘，與管氧道半徑兩（直徑失）的5原次方成腐反比。眾所周綿知，通轎風(fēng)阻力訓(xùn)×風(fēng)量五=消耗擊功率，掠為了節(jié)她能，就仍要降低常通風(fēng)阻子力，而池降低磨割擦風(fēng)阻桐最為有摧效的方納式是加語(yǔ)大風(fēng)管幫直徑。究目前在猜長(zhǎng)大隧滴道施工憲中多采么用大直報(bào)徑風(fēng)管檢，但風(fēng)貨管直徑構(gòu)受到制擊造技術(shù)蓄、隧道叼洞徑、擠繞避模媽板臺(tái)車強(qiáng)、安裝鐘等一系棒列條件箏的限制礎(chǔ)，往往醋不能過(guò)晨大，眼沿下多為講1.5駱~2.舅0米。目前，隧描道通風(fēng)往振往占用隧殼道施工用膜電的大部蒸分，通風(fēng)尚耗電費(fèi)用母很高，往哲往也是造壟成通風(fēng)不濃良的主要輪原因。隧道中磨貸擦阻力的勿計(jì)算：對(duì)于隧道按，水力半隱徑為A/謀U，當(dāng)量媽直徑為4錦A/U渾，代入達(dá)甲西公式得進(jìn)：令α=斷λρ/臟8，則α稱為磨蓄擦阻力系重?cái)?shù)，它與借達(dá)西系數(shù)艇成正比，辱常見隧道繼的α可在猾資料中查孔得。四、通風(fēng)啟設(shè)計(jì)計(jì)算四、通風(fēng)牙設(shè)計(jì)計(jì)算各類巷改道磨擦虧阻力系倆數(shù)表四、通鉆風(fēng)設(shè)計(jì)待計(jì)算5.2局退部阻力實(shí)驗(yàn)表凈明，局我部阻力織可以表暫示為動(dòng)研能的倍迅數(shù)，即時(shí)：式中ξ稱威為局部阻貓力系數(shù)。濕在紊流克的狀態(tài)下防，ξ值只運(yùn)取決于巷事道的粗糙棕度及幾何消形狀，產(chǎn)拘生局部阻傍力的原因聾很復(fù)雜，碑只有幾種澆情況的局拼部阻力系堡數(shù)可用理劈燕論計(jì)算，研其余的只季實(shí)測(cè)確定元。常用的黑ξ可在資墓料中查表事選取。四、通風(fēng)晃設(shè)計(jì)計(jì)算光滑管權(quán)道局部飄阻力系繪數(shù)四、通百風(fēng)設(shè)計(jì)構(gòu)計(jì)算5.3狐交通通火風(fēng)阻力計(jì)算公并式：ht—交通通塊風(fēng)阻力，爛Pa；Am—汽車尾等效阻縣抗面積愚，m2；Ar—隧道凈損空斷面積任，m2；Vr—碌隧道內(nèi)左設(shè)計(jì)風(fēng)驢速，m幟/s。n+—隧道膏內(nèi)與vr同向的車?yán)繑?shù)；n-—隧道抽內(nèi)與vr反向的余車量數(shù)押；vt（+）—與vr同向的車乒速；vt（-）—與vr反向的屠車速。根據(jù)以往術(shù)算例，在少當(dāng)前隧道伶施工中，婦磨擦阻力河、局部阻沈力及交通顛通風(fēng)阻力控三者比較鍋，磨擦阻輸力占隧道騎全部阻力丟的絕大部孟分，局部陵阻力變化栽較大，不苗可忽視，尸交通通風(fēng)宋阻力因行動(dòng)車速度低染，車流量總少，其值群很小，可戶忽略。四、通自風(fēng)設(shè)計(jì)邀計(jì)算6.需伶風(fēng)量隧道施否工中,根掘進(jìn)工刑作面所屈需的風(fēng)律量與施朵工方法的、施工橫作業(yè)的陶機(jī)械配起套條件聽關(guān)系很鄰大，且葡在一個(gè)廊作業(yè)循湊環(huán)中，暈不同作繞業(yè)工序洪對(duì)風(fēng)量星的要求宅也有圈夾套差別方。進(jìn)行搖風(fēng)量計(jì)礙算的目匆的是為親正確選尸擇通風(fēng)轎設(shè)備和螞為設(shè)計(jì)要通風(fēng)系鞭統(tǒng)提供銹依據(jù)。趟通風(fēng)系笨統(tǒng)的供順風(fēng)能力嫌應(yīng)能滿蠟足工作啦面對(duì)風(fēng)外量的最謹(jǐn)大需求咸。掘進(jìn)工展作面所所需風(fēng)量發(fā)可按下情列方法繡計(jì)算，貫并取其泛最大者坦作為供鹽風(fēng)標(biāo)準(zhǔn)減。四、通貿(mào)風(fēng)設(shè)計(jì)攻計(jì)算6.1灶按排除綱炮煙計(jì)井算風(fēng)量壓入式佳通風(fēng)的晶風(fēng)量計(jì)任算方法一雙：Q—工謀作面風(fēng)韻量，m殼3/m紋in；t—通風(fēng)壁時(shí)間，m煌in；G—同趴時(shí)爆炸刻的炸藥圣量，k飄g；A—掘暢進(jìn)巷道舅的斷面羊積，m瘦2；L—巷誤道全長(zhǎng)牲或臨界召長(zhǎng)度，未m；φ—淋水遭系數(shù)，查飯表選取；b—炸藥遞爆炸時(shí)的像有害氣體抵生成量，想煤層中爆奴破取1爛00，給巖層中墨爆破取乏40；P—風(fēng)管錫漏風(fēng)系數(shù)盈。長(zhǎng)距離巷奪道掘進(jìn)時(shí)講，炮煙在棄沿巷道流畏動(dòng)過(guò)程中皮與巷道內(nèi)跡的空氣混恩合，在未頓到達(dá)巷道虧出口時(shí)已言被稀釋到貿(mào)允許濃度欲，從工作手面至炮煙賓已稀釋到薪允許濃度乒處的距離那稱為臨界照長(zhǎng)度。在悅這種情況撤下，公式配中的L應(yīng)孤用臨界長(zhǎng)那度代入計(jì)依算。四、通風(fēng)塞設(shè)計(jì)計(jì)算臨界長(zhǎng)度爭(zhēng)計(jì)算公式撓：式中亂K撈為紊流眉擴(kuò)散系廣數(shù)，其各余符號(hào)紐奉意義同繁前。四、通風(fēng)差設(shè)計(jì)計(jì)算漏風(fēng)系數(shù)瞧公式：式中p為忙百米漏風(fēng)蘿率，由風(fēng)鹿管自身確陶定，使用葡前要求廠斃家提供數(shù)熟據(jù)。目前沿一般在1省%~2%鈴之間，百泡米漏風(fēng)率密越小，系犬統(tǒng)工作效存率越高。抽出式憐通風(fēng)風(fēng)粒量計(jì)算計(jì)算公式割：式中符衣號(hào)意義焰同前。說(shuō)明：以柜上公式只乳適用于爆慮破后立即社開始通風(fēng)揉的情況。損否則，由乓于炮煙不呆斷向外擴(kuò)善散，增大且了炮煙區(qū)斤的容積，臺(tái)上述計(jì)算容的風(fēng)量將藥偏小，會(huì)球延長(zhǎng)通風(fēng)統(tǒng)排煙時(shí)間峽。四、通密風(fēng)設(shè)計(jì)突計(jì)算混合式輸通風(fēng)風(fēng)假量計(jì)算在混合式須通風(fēng)系統(tǒng)互中，使用藏2臺(tái)工作模方式不同眼的通風(fēng)機(jī)嚷，它們的捧風(fēng)量應(yīng)分哥別計(jì)算。壓入式讓風(fēng)機(jī)供庭到工作刷面的風(fēng)孩量：式中：加L—抽昏出式風(fēng)失管口到濕工作面率的距離律，m；紹其余符約號(hào)意義攤同前。抽出式倡風(fēng)機(jī)從劃工作面血抽走的狼風(fēng)量：Q1=Q+A勤v式中：v筐—隧道內(nèi)巧允許最低菠平均風(fēng)速襯，m/m州in。其霧它符號(hào)意野義同前。四、通風(fēng)妖設(shè)計(jì)計(jì)算6.2按沖排出粉塵棄計(jì)算風(fēng)量計(jì)算公焰式：Q嘆=v·黎A式中：v真—排塵風(fēng)良速，一般