隧道通風(fēng)設(shè)備選擇及安裝

1、第 頁隧道通風(fēng)設(shè)備選擇及安裝風(fēng)機功率確定(1）管道漏風(fēng)系數(shù)(2）風(fēng)機供風(fēng)量管道風(fēng)阻P100、和 等是系統(tǒng)設(shè)計中最重要的參數(shù)，又都與管道的材質(zhì)、直徑、連接形式、表面狀況制造及安裝維護的質(zhì)量密切相關(guān)，只有通過大量工程試驗，才能獲得較準(zhǔn)確的值。我國所有通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計文獻只能提供直徑800mm 以下通風(fēng)管道的技術(shù)性能數(shù)據(jù)。對特長隧道使用的新型大直徑管道,目前尚無實測的確切數(shù)據(jù).根據(jù)對秦嶺隧道線平導(dǎo)和長梁山隧道進口段分別對DSR系列本1.3m和 p1.5m 直徑軟管的現(xiàn)場測試分析，在設(shè)計中暫可取P100=(1.11.5)%或 =(1.52.0)%，=0.0120.015，或當(dāng)p = 1.2kg /m3時，

2、取 = 1.8 10-32.2510-3kg /m3。(4）管道壓力損失及通風(fēng)機全壓通風(fēng)管道的通風(fēng)阻力損失包括沿程阻力損失和局部阻力損失兩部分。沿程阻力損失由于長距離通風(fēng)系統(tǒng)管道的泄露不可忽視，計算沿程阻力損失時，管道風(fēng)量應(yīng)取風(fēng)機風(fēng)量與工作面風(fēng)量的幾何平均值Q= QjQn沿程阻力損失局部阻力損失局部阻力系數(shù)的取值:由于局部損失的形式多樣，局部流場也很復(fù)雜,多數(shù)情況下由試驗確定。在隧道施工管理通風(fēng)中常用的局部阻力系數(shù)可取以下值:通風(fēng)機的設(shè)計全壓通風(fēng)機的設(shè)計全壓按下式計算:(5）通風(fēng)機功率通風(fēng)機功率按下式計算:(6）系統(tǒng)工況及風(fēng)機選型在忽略hpo的情況下，根據(jù)Q;和H,可初選通風(fēng)機，可繪制管道特性

3、曲線（如圖所示)，它與通風(fēng)機特性曲線的交點即是系統(tǒng)的工作點。對于一個設(shè)計合理的系統(tǒng)，應(yīng)當(dāng)使在最長通風(fēng)距離時:該工作點應(yīng)處在風(fēng)機高效穩(wěn)定工作區(qū)內(nèi);工況點的風(fēng)量QAQ;工況點全壓H低于風(fēng)壓額定全壓;與風(fēng)機設(shè)計工況盡量靠近。圖 SEQ 圖 * ARABIC 1通風(fēng)機與管道聯(lián)合工作特性通風(fēng)機選型隧道施工用的通風(fēng)機主要有三種類型，即單級軸流式、雙旋軸流式和射流風(fēng)機。(1）單級軸流式由一臺電動機驅(qū)動一個軸流式葉輪，葉輪內(nèi)風(fēng)流量軸向流動。葉輪出口段設(shè)有后導(dǎo)葉。驅(qū)動電機分固定轉(zhuǎn)速和可變轉(zhuǎn)速兩種。固定轉(zhuǎn)速的風(fēng)機技術(shù)性能即設(shè)計技術(shù)參數(shù)，運行中不會改變。變轉(zhuǎn)速的風(fēng)機主要靠改變電動機的磁極對數(shù)實現(xiàn)風(fēng)機的調(diào)速，一般有高

4、速擋（額定轉(zhuǎn)速和低速擋。高速擋運行時，風(fēng)機技術(shù)參數(shù)為設(shè)計參數(shù)。通過電控開關(guān)轉(zhuǎn)換到低速擋運行時，風(fēng)機的電量，風(fēng)壓均低于設(shè)計參數(shù)，實際消耗功率也大大降低。使用中以高速擋運行服務(wù)于排煙出渣作業(yè)，低速擋則可服務(wù)于其他工序作業(yè)，因而可以顯著降低電能消耗。單級軸流式隧道風(fēng)機的風(fēng)量范圍很大，從100m3/min到 6000m3/min不等，但其全壓值均低于3000Pa，一般設(shè)計值低于2400Pa，適于獨頭掘進2500m 以下的管道通風(fēng)。(2）對旋軸流式隧道通風(fēng)機由兩臺電動機分別驅(qū)動兩個軸流式葉輪，且兩葉輪旋方向相反，和單級軸流式通風(fēng)機一樣。兩個電動機轉(zhuǎn)速可固定不變或分級可調(diào)，因而風(fēng)機的性能也可固定或可變，由

5、于對旋式通風(fēng)機有兩個葉輪同時工作，使風(fēng)機在流量相同的條件下，產(chǎn)生的全壓可以接近同直徑同轉(zhuǎn)速單級風(fēng)機的兩倍，這相當(dāng)于兩臺單級軸流風(fēng)機集中串聯(lián)工作。適宜使用在獨頭長度超過3000m 的管道通風(fēng)系統(tǒng)。(3）射流式風(fēng)機結(jié)構(gòu)上類似于單級軸流式通風(fēng)機，電動式轉(zhuǎn)速一般是固定的。由于射流風(fēng)機是利用較高的出口風(fēng)速形成動能以產(chǎn)生誘導(dǎo)風(fēng)流，因而靜壓很低，不適于在管道系統(tǒng)中使用。近年來，射流風(fēng)機用于隧道施工，這要作為系統(tǒng)中的輔導(dǎo)風(fēng)機，以解決局部排煙、排塵或起誘導(dǎo)主風(fēng)流流向的作用。目前射流風(fēng)機的出口風(fēng)速約為3035m/s，功率為1155kW之間。巷道通風(fēng)采用常規(guī)軸流風(fēng)機時，一般都需要設(shè)置風(fēng)門而影響交通，因此在隧道施工中

6、，射流風(fēng)機逐漸得到應(yīng)用。風(fēng)管選型隧道通風(fēng)所用的風(fēng)筒有柔性和剛性兩類，剛性的風(fēng)筒常用的有鐵皮或鋁皮制的金屬風(fēng)筒，節(jié)長3m，大斷面隧道內(nèi)節(jié)長可用5m，節(jié)長過大的剛性風(fēng)筒在使用和安裝時均不方便，剛性風(fēng)筒有通風(fēng)阻力小、漏風(fēng)系數(shù)小等優(yōu)點，尤其是鋁皮筒，可以用鋁皮帶在洞內(nèi)用專門設(shè)備加工而成，改變了過去加工困難、運輸儲存體積大的缺陷，目前國內(nèi)外在深長隧道中使用。柔性風(fēng)筒多為人造革、膠皮及帆布等制品，節(jié)長為10m、20m或達 50m多種。柔性風(fēng)筒與剛性風(fēng)筒相比較，它重量輕，運輸存放容易方便，連接與懸吊都簡便（用拉鏈即可連接)，其他施工作業(yè)時可方便地挪移。但是，柔性風(fēng)筒懸吊時不易拉開，且風(fēng)筒掛鉤處易受力不均而拉

7、壞。目前除在排風(fēng)式(或吸出式）通風(fēng)情況下必須采用剛性風(fēng)管外，一般送風(fēng)式(或壓入式)通風(fēng)采用維尼龍膠布風(fēng)管。進行風(fēng)管選擇時，要求風(fēng)管風(fēng)阻系數(shù)低，漏風(fēng)率低，直徑合適。通風(fēng)機的系統(tǒng)調(diào)控及性能調(diào)節(jié)在隧道施工中，由于通風(fēng)長度不斷變化，作業(yè)工序頻繁轉(zhuǎn)換，要求通風(fēng)機的供風(fēng)量能實時調(diào)節(jié)以滿足施工要求，同時節(jié)約通風(fēng)系統(tǒng)的能耗，提高綜合經(jīng)濟效益。從技術(shù)上來說，在通風(fēng)長度和管道直徑不變的情況下，通過改變?nèi)~片安裝角、葉片數(shù)量和電動機的轉(zhuǎn)速均可調(diào)節(jié)風(fēng)機的性能特性。但從實用性考慮，目前最普遍的方法是通過改變電動機的轉(zhuǎn)速來改變通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速。根據(jù)葉輪機械的相似定律，即當(dāng)通風(fēng)機的轉(zhuǎn)速變化時，其流量、全壓、功率將分別按一次方、二

8、次方、三次方的規(guī)律變化。由此不難看出，在非排煙、出渣時，風(fēng)量要求降低，即可使風(fēng)機在較低轉(zhuǎn)速下運行，風(fēng)量減少，使用功率降低則更為顯著，因而可獲得更為顯著的節(jié)能效果。通風(fēng)機系統(tǒng)節(jié)能的另一種途徑是使用較大直徑的通風(fēng)管道，這實際上是改變管道的阻力特性，使之更平坦，使系統(tǒng)工況點向低風(fēng)阻方向移動，從而降低電動機的使用功率在長大隧道施工中，使用較大直徑通風(fēng)管道和可變轉(zhuǎn)速的通風(fēng)機是降低能耗、節(jié)約通風(fēng)費用的主要技術(shù)手段，應(yīng)當(dāng)普遍推廣應(yīng)用。通風(fēng)機安裝與使用要求(1）主風(fēng)機安裝應(yīng)符合通風(fēng)設(shè)計的要求，洞內(nèi)輔助風(fēng)機應(yīng)安裝在新鮮風(fēng)流中;壓人式通風(fēng)主風(fēng)機應(yīng)架設(shè)在距洞口大于30m，一定高度的支架上，避免污風(fēng)循環(huán);洞內(nèi)風(fēng)機應(yīng)安

9、設(shè)在一定高度的支架上。(2)主風(fēng)機應(yīng)保持正常運轉(zhuǎn)，如需間歇時，因停止供風(fēng)而受影響的開挖工作面必須停止工作。(3）通風(fēng)機前后5 m范圍內(nèi)不得堆放雜物，通風(fēng)機進氣口應(yīng)設(shè)置鐵算，并應(yīng)裝有保險裝置，當(dāng)發(fā)生故障時應(yīng)能自動停機。(4）長及特長隧道應(yīng)備有應(yīng)急通風(fēng)的通風(fēng)機和電源。(5）巷道內(nèi)的風(fēng)速小于通風(fēng)要求最小風(fēng)速時，可布設(shè)射流風(fēng)機來卷吸升壓，提高風(fēng)速。通風(fēng)管安裝要求(1）排出通風(fēng)的出風(fēng)管口應(yīng)設(shè)在洞外，并應(yīng)做成煙囪式。(2）送風(fēng)式的進風(fēng)管口應(yīng)設(shè)在洞外，宜在洞口 30m 以外。(3）通風(fēng)管宜采用高頻熱塑焊接工藝加工的高強、低阻、阻燃的軟質(zhì)風(fēng)管。應(yīng)采用加長的風(fēng)管節(jié)，盡量減少接頭數(shù)量，接頭應(yīng)嚴(yán)密，每100 m平均

10、漏風(fēng)率不宜大于1%。彎管平面軸線的彎曲半徑不得小于通風(fēng)管直徑的3倍。(4）通風(fēng)管靠近開挖工作面的距離應(yīng)根據(jù)具體情況確定。壓入通風(fēng)出風(fēng)口距開挖工作面的距離應(yīng)小于風(fēng)流的有效射程，可?。?-5)vs (S為斷面面積)。(5）混合式通風(fēng)當(dāng)一組通風(fēng)機向前移動，另一組通風(fēng)機的管路應(yīng)相應(yīng)接長，兩組風(fēng)機通風(fēng)管交錯的距離不得小于20 m。局部通風(fēng)中，排出式通風(fēng)管的出風(fēng)口應(yīng)引人主風(fēng)流循環(huán)的回風(fēng)流中。(6）施工通風(fēng)在斷面凈空允許的前提下，應(yīng)采用大直徑風(fēng)管。(7通風(fēng)管路安裝完成后應(yīng)調(diào)整至整個風(fēng)路平、直，無扭曲和褶皺。(8）通風(fēng)管破損時，應(yīng)及時修補或更換。當(dāng)采用軟風(fēng)管時，靠近風(fēng)機部分，應(yīng)采用加強型風(fēng)管或硬質(zhì)風(fēng)管過渡。(9)）送風(fēng)管宜采用軟管，排風(fēng)管應(yīng)采用硬管。施工通風(fēng)管理(1）由專業(yè)人員進行現(xiàn)場施工通風(fēng)管理和實施，風(fēng)管安裝平、直、順，通風(fēng)管路轉(zhuǎn)彎處安設(shè)剛性結(jié)構(gòu)，并且彎度平緩，避免轉(zhuǎn)銳角彎，以減小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加強日常維修和管理。(2）配有專業(yè)技術(shù)人員和對現(xiàn)場通風(fēng)效果進行檢測，根據(jù)檢測結(jié)果及時進行階段調(diào)整。(3）風(fēng)機配有專業(yè)風(fēng)機司機負(fù)責(zé)操作，并做好運轉(zhuǎn)記錄，上崗前進行專項安全教育培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可上崗。(4）電工定期檢修風(fēng)機，及時發(fā)現(xiàn)和解