乌鞘岭隧道通风

乌鞘岭隧道8#斜井及正洞通风设计

摘要：本文根据乌鞘岭隧道8#斜井处于高原地区，承担正洞工作面多，每个工作面的独头通风长度均大于3200m。出碴运输采用无轨运输；台阶法开挖，挖掘机翻碴；喷射混凝土量大。污染源多，施工通风复杂等实际情况对乌鞘岭隧道8#斜井通风设计作简要介绍。

一、乌鞘岭8#斜井工程概况

乌鞘岭隧道8#斜井位于隧道中部Ⅰ线(右线) 右侧天祝县朵什乡龙沟村村后石头沟内。全长2773.76 m。井口标高2791.331m，井底标高为2547.33m，高差244m，斜井设置坡度为10.22%的下坡。每隔300m设置30m的错车平台，共11处，在井底设置40 m的平坡接上I线正洞；斜井的轴线为直线，以59°的夹角与I线隧道在K174+000处斜交。在斜井左侧距斜井和正洞交点120m的位置开一个长798m的支洞在右线YDK173+317的位置进入右线正洞。斜井、支洞及正洞采用无轨运输。

8#斜井承担右线正洞980m（兰州方向520m，武威方向460m）的施工任务，里程为YDK173+480～YDK174+460。支洞承担530m（兰州方向367m，武威方向163m），里程为YDK172+950～YDK173+480。最长的通风距离为支洞兰州方向，独头通风长度3820m。

二、乌鞘岭8#斜井通风设计效果：

1、为隧道工作区域提供良好的施工气候条件，即有害气体含量低于0.0024%；温度低于30℃；湿度控制在50～60%；工作段落风速大于0.15m/s。

2、斜井内风速大于1.0m/s，将正洞排到斜井内及运输车辆排放到斜井内的废气排出洞外。

三、通风方式的选择：

乌鞘岭隧道8#斜井承担的正洞工作面多，高峰时达到5个工作面；洞内作业人员多，高峰时达到400人；通风距离长，最长通风距离达到3820m，洞内新鲜空气需求量大，需要稀释的废气及有害气体多。压入式通风比较符合8#斜井的要求，因此选择压入式通风。

四、风量计算：

（一）每个工作面所需的风量：

1、按同一时间内爆破的最大炸药量计算：

Q=（5Gb-Al0）÷t=（5×115×40-60×20）÷30=726m3/min

Q—工作面风量（m3/min）；

G—同时爆破的炸药量（Kg）；

b—炸药爆炸时的有害气体生成量，岩石爆破取40

A—隧道开挖面积（m2）；

l0—爆破瞬间内炮烟抛掷长度，实测值20m

2、按最小风速计算：

Q=vA=60×0.15×60=540 m3/min

Q—工作面风量（m3/min）；

V—最小风速（m/s）；

A—隧道开挖面积（m2）；

3、按洞内最多人数计算：

Q=3N=3×100=300 m3/min；

Q—工作面风量（m3/min）；

N—洞内最多人数

4、按稀释和排除内燃机废气计算：

Q=Kn1=0.07×5082=356 m3/min

Q—工作面风量（m3/min）；

K—每千瓦内燃机所需的空气（m3/Kw）；

n1—斜井内内燃机总功率；

5、掌子面所需风量：

从以上计算中取最大值加上1.5%的百米漏风率为掌子面的所需供风量，则有：

Q需=726+726×3800÷100×0.0015=767 m3/min。

6、高原地区风量修正：

修正系数Kγ=（1-2793÷44300）4.256=0 .758

修正后的风量Q修= Q需/Kγ=767÷0.758=1011 m3/min。

五、阻力计算：

1、摩擦阻力计算：

H摩总= 6.5(aLQ2)g/d3=6.5×0.00013×3800×284×9.81÷2.744=3260Pa

a—风管摩擦阻力系数；

L—风管长度（m）；

Q—风量（m3/s）；

g—重力加速度（m/s2）；

2、局部阻力计算：

考虑到风管从1号支洞进入右线要转一个52°及两个60°弯，在三个地方产生弯道阻力，则有

H局=3ξγv2/2g=3×0.04×1.2×484÷2÷9.81=3.6Pa

3、总阻力计算：

H总= H摩总+ H局=3260+3.6=3264Pa

六、风机及风管选择

根据掌子面所需供风量Q供= 1011 m3/min，结合风机的技术参数，选择通风机型号为2SZ-S-110B，电机功率为2×55KW，风机压力为3610Pa> H总==3264Pa，风量为1250 m3/min＞Q供= 1011 m3/min，能够满足要求。

根据风管越大风阻越小及斜井断面的实际情况，风管选择直径为1.4m的螺旋式、焊接式、双拉链接头软风管。

七、风机布置

根据乌鞘岭隧道8#斜井承担两个工区、四个工作面及斜井断面的实际情况，供风系统安设两台2SZ-S-110B通风机，一台供斜井工作面，另一台供支洞工作面。斜井及支洞到

达正洞后，在交叉口处设置三通将新鲜空气送到两个工作面。（见通风布置图）

八、正洞两个工作面各工序通风矛盾的解决

正洞施工时一台风机供两个工作面，工序调节不好就会出现风量不够的现象，因此在工序安排上同一工区的两个工作面不能同时安排爆破、同时出碴、同时喷混凝土。在交叉口三通的直管上每侧安装一个隔风片，调节两工作面的风量，一工作面爆破、喷混凝土、出碴时，将另一工作面风管的过风断面调小，保证在短时间内稀释及排除炮烟、粉尘、废气。

九、通风管理

隧道通风管理是隧道通风的一个重要环节，一个良好的通风方案没有有效的管理是达不到设计效果的，8#斜井通风管理从以下几个方面进行管理：

1、风机管理：通风机专职司机对通风机进行专业管理，司机可以从电流表上判断风管通风情况，若电流突然降低，可能中途风管破裂；若电流突然升高，可能风管受挤压而缩小过风断面。值班司机发现风管出问题可以立即通知通风班进行抢修。

2、风管管理：风管的挂设、检查、修复均由专业班组实施，使风管漏风率、局部阻力降低到最大限度。

3、工程部设置一名通风工程师，对通风方案的实施进行检查指导、对通风效果进行监测，每增加60m风管均要测出风口风速，计算风量，同时测出正洞或斜井内的风速，对当前通风质量进行评价，并根据实测结果与通风设计进行对比，验证通风设计。