特长隧道高压供风计算书

特长隧道高压供风

详细计算书

一、特长隧道高压供风存在的问题

隧道为特长隧道，单端掘进，双向六车道，左、右线分离布设，左线长4011m；右线长3880m。高压风是风动凿岩机的动力,对于特长隧道,如何合理地配置高压供风系统,显得尤为重要。产生这种现象的原因,主要有四个方

面的问题:

(1) 隧道长度的不断增加,管道漏风系数增大,使供风量减小,工作面动态风压不足;

(2) 管道安装不平顺,阻力增大,压力损失增多;

(3) 设计空压站总供风量不够,随隧道延伸,漏风量增大,动态供风量和压力不足就体现出来;

(4) 风管直径选择偏大或偏小,直径偏大会使经济损失加大,直径偏小会使供风阻力增加,流量减小,动态压力达不到要求;

二、总耗风量计算

1．根据施工经验，Ⅴ级和Ⅳ级围岩分别采用双侧壁导坑法和上下台阶留核心土法，高峰期同时使用凿岩机数量为10台；Ⅲ级围岩采用半断面开挖法，高峰期同时使用的凿岩机数量为18台，Ⅱ级围岩采用半断面开挖法，高峰期同时使用的凿岩机数量为25台。

实际施工中一般喷砼与钻孔不同时进行,因此不计算砼喷射机用风量,只计算风钻最大耗风量，即凿岩机钻孔高峰期同时开钻台数。

2．由《公路隧道施工技术规范》第十一章“风水电作业和通风防尘”可知空气压缩机生产能力Q计算公式如下：

Q=（1+K备）（Σ

q K+

q

漏

）·km

式中： K—同时工作系数（见规范）；

km—空气压缩机所处海拨高度对空气压缩机生产能力的影响系数（见规范）；

K备—空气压缩机备用系数，一般采用75%--90%；

Σq—风动机具所需风量；

q漏—管路及附件的漏耗损失，其值为： q漏=αΣ

L （m/min）

3

其中：α—每公里漏风量，平均为1.5～2.0 m3/min； L—管路总长（km）。

对于隧道右线，各级围岩阶段所需风量计算如下：

（1）Q1=Q2=（1+0.8）（3.5×10×0.9+1.8×0.041）×1.03

= 58.54 m3/min

（2）Q3 =（1+0.8）（3.5×18×0.85+1.8×0.258）×1.03

=100.14 m3/min

（3）Q4 =（1+0.8）（3.5×25×0.85+1.8×3.096）×1.03

=148.4 m

3

/min

（4）Q5 =（1+0.8）（3.5×18×0.85+1.8×3.156）×1.03

=109.8 m3/min

（5）Q6=（1+0.8）（3.5×10×0.9+1.8×3.256）×1.03

=69.27 m3/min

（6）Q7=（1+0.8）（3.5×18×0.85+1.8×3.834）×1.03

=112.1m3/min

（7）Q8=（1+0.8）（3.5×10×0.9+1.8×3.857）×1.03

=71.27m3/min

因为一般情况喷砼与钻孔不同时进行,因此不计算砼喷射机用风量,只计算风钻最大耗风量，即为用风最大使用量。

由以上计算可知，在Ⅱ级围岩处所使用的风量最大，达到140.3 m对于隧道左线，各级围岩阶段所需风量计算如下：

3

/min。

（1）Q1=Q2=（1+0.8）（3.5×10×0.9+1.8×0.094）×1.03

= 58.72 m3/min

（2）Q3 =（1+0.8）（3.5×18×0.85+1.8×0.308）×1.03

=100.31 m3/min

（3）Q4 =（1+0.8）（3.5×25×0.85+1.8×3.147）×1.03

=148.39 m

3

/min

（4）Q5 =（1+0.8）（3.5×18×0.85+1.8×3.2）×1.03

=109.96 m3/min

（5）Q6=（1+0.8）（3.5×10×0.9+1.8×3.29）×1.03

=69.38 m3/min

（6）Q7=（1+0.8）（3.5×18×0.85+1.8×3.95）×1.03

=112.46m

3

/min

（7）Q8=（1+0.8）（3.5×10×0.9+1.8×3.983）×1.03

=77.69m3/min

由以上计算可知，在Ⅱ级围岩处所使用的风量最大，达到140.28 m

3

/min。

综上可得，左右两线隧道压缩空气量须大于141 m3/min，才能保证隧道的供风质量和正常的施工生产。

3. 根据总耗风量确定空压站总供风量

根据总耗风量选取总排气量(即总供风量) 为140m3 的7台空压机,具体性能参数见表1。根据负荷情况确定开机台数,一般负荷开4 台,高峰负荷时开7台,1 台备用。 名称 型号 功率（kw） 空压机

三、选择风管长度

135 尺寸 排气量 风压冷却方式 水冷 数量（台） 8 （mm） （m3/min） （Mpa） 20 0.8 (1) 计算管路理论长度(L) : L = 实铺长度+ 配件当量长度

根据预定供风管长度4000m ,按规范要求每500m 装一个闸阀,每隔200m加设三通接头,由《局部阻力当量长度表》计算得:

配件当量长度= (4000/500) ×4. 3 + (4000/200) ×14. 1 +14. 2 ×2 = 344.8(m)

管路理论长度L = 4000 + 344.8= 4344.8(m) 注：按两个掌子面计算，即设两个分风器。 (2) 高压供风管直径:

由实施性总体施工组织设计高压供风可知，空气压缩机送风管路前1500米采用Φ200mm钢管，1500～3000米采用Φ180mm钢管，3000米以后采用Φ180mm钢管。

四、压力损失的计算

空气压缩机的排气压力一般为0. 8Mpa（中队提供数据，其所配置空压机排气压力为0.8Mpa） ,工程中所选用风动机具(主要是开挖用凿岩机) 工作压力要求不小于0. 5Mpa；为保证风动机具的风压，要求钢管终端的风压不得小于0.6 Mpa。在≥0. 7MPa 的排气压力下,根据最大用风量ΣQ 和风管直径查表得,直径为200mm的风管每1000m管长的压力损失为0. 01MPa ,长为4345m的风管压力损失

△P1 = 0. 04345MPa

工作面附近胶管长一般定为30m ,内径25mm ,根据7655 风动凿岩机耗风量查《高压风通过胶管中的压力损失表》得其最大压力损失为△P2 = 0. 045MPa

则至工作面压力损失为

△P = △P1 + △P2≈0. 08845 (MPa)

工作面风压为： P = 0. 8 - 0. 08845 = 0. 712 (MPa) P - 0. 6 = 0. 13 (MPa) ;

满足风动机具工作压力( ≥0. 5MPa) 的要求。

五、高压用电 1．主要施工用电设备

序名 称 号 1 2 3 4 5 6 7 8 10 砼喷射机 空压机 通风机1 通风机2 输送泵 拌合机 搅拌站 衬砌台车 水 泵 其它用电设备及照11 明 12 总功率 总 计 5610 200 SD-II-180 SD-II-150 12 16 8 4 4 2 2 8 10 5.5 135 220 132 75 50 50 22 22 66 2160 1760 528 300 100 100 176 220 型 号 数 量 单台功率/千瓦 合计功率/千瓦

2. 变压器负荷的计算方法

（1）确定好变压器的总容量后，按需要系数法确定三相用电设备组负荷的基本公式如下:

确定好用电设备组用量之后，按以下方法计算： 有功计算负荷： Pjs=KxPs =0.8×5610=4488 （kw） 无功计算负荷： Qjs=Pjstanφ=4488×0.7=3141.6 （kvar） 视在计算负荷： Sjs=

2Pjs?Q2js.62=3142 （KVA） =44882?3141用电设备组的计算电流：Ijs=Sjs/(3Un)=3142/(3×400)=4535 (A)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/q27h.html