楊延崗湖南邵坪高速公路第5合同段專案處在湖南邵陽市新邵縣境內，線路位於寸石鎮與坪上鎮，本標段主線全長8.55km（k24+200～k32+750），連線線長2.36km，主要有路基、隧道、橋梁、涵洞及通道工程。
其中寸石隧道全長2995m，為本標段重點控制性工程。
1.隧道施工通風方案
寸石隧道設計為左右線雙車道公路隧道，隧道採用進出口兩端掘進，獨頭掘進距離1500m，分四個工作面。考慮通風機安裝位置離洞口30m距離，所以單洞最大通風長度為1530m，該隧道通風問題是寸石隧道施工的關鍵技術之一。本工程採用風動鑿岩機鑽孔，側卸裝載機裝碴，內燃自卸車運輸出碴。
根據以往隧道施工經驗和工程的實際情況，施工通風以按長管路壓入式通風方案設計。同時對施工過程的汙染源採用一定控制措施，如使用排氣符合環保要求的裝載機和自卸車進洞，必要時安裝排氣淨化裝置，掌子面放炮後採取水幕降塵改善洞內的塵埃汙染等。採用科學合理的通風技術，嚴格通風管理，確保施工人員安全和健康，為快速施工創造良好條件。
2.計算引數確定
2.1、供給每個施工人員的新鮮空氣量按3m3/min。
2.2、洞內內燃機車每千瓦需要風量為3m3/min。
2.3、最大一次開挖3m（ⅲ級圍岩全斷面開挖91m2），炸藥用量1.05kg/m3，爆破一次用藥量最大286kg。
2.4、放炮後通風稀釋空氣時間按30min。
2.5、洞內摩擦係數分別為0.02。
2.6、通風管直徑φ=1.8m，管節長100m。百公尺漏風率1%，管內摩擦係數為0.01。
2.7、正洞回風流速不小於0.15m/s。
3.隧道貫通前通風情況的計算分析
2.1 風量計算
通風最困難是在掘進到隧道貫通前時，通風長度1530m，使用φ1.5m軟質風筒。隧道內所需風量按照下列幾種計算方法進行計算，並取計算結果的最大值作為供風的標準。
2.1.1 按洞內最多人數計算風量：洞內最多施工人員按150人考慮。
q1=3×150=450m3/min
2.1.2 按洞內允許最低風速計算風量：
q2=v·a=0.15×108×60=972(m3/min)
式中：v—正洞最小風速0.15m/s；
a—正洞開挖斷面，取108m2。
2.1.3 按照爆破後工作面需要風量排除炮煙計算風量：
q3=5ab/t =5×286×40/30=1906.7m3/min
a—同時爆破的炸藥用量，取286kg
b—**時有害氣體生成量，岩層中爆破取40l。
t—通風時間取30min
2.1.4 按洞內稀釋內燃機裝置廢氣計算風量：
q4=3×k1k2σn
內燃機功率使用有效係數k1=0.6；
內燃機功率工作係數k2=0.8；
σn為洞內內燃機同時使用總功率
洞內施工機械為：裝載機1臺，工作功率168kw；3臺自卸車，每台額定功率按268kw；2臺混凝土運輸車，每台額定工作功率240kw；σn=1452kw，需要風量為：
則：q4=3k1k2σn=3×0.6×0.8×1452=2091（m3/min）
比較以上計算結果，取最大值為計算風量，所以
q=2091m3/min
2.2 通風機風量計算
考慮風筒漏風損失修正風機風量，最大風量是按洞內使用內燃機車情況下計算得出，此時沿全程漏掉的風量仍有一半起著沖淡廢氣的作用。
風管漏風係數pc
pc=1／[（1-β）l/100]=1.08，(β=0.01，l=765m)；
β：百公尺漏風率，取1%
l：風筒長度（公尺）,按最大1530m長的一半765m的考慮
則通風機供風量：q風機=2091×1.08=2258m3/min.
2.3 所需風機壓力的計算：
通風機的全壓要大於通風的總阻力，總阻力為風筒內阻力與洞內阻力之和。風筒直徑選取1.5m，風筒內平均流速
1==20.5(m/s)
風筒內摩擦阻力h1：
由公式h1=計算風筒內摩擦阻力。
λ—摩擦阻力係數，根據實際使用經驗取λ=0.01。
l—通風管長，按最困難時考慮，l＝1530m。
d—風筒直徑，取d=1.5m。
ρ—空氣密度，按ρ=1kg/m3
—風筒內平均風速20.5m/s。
h1=0.01××1×20.52=2143(pa)
hd———隧道內阻力損失取 50；
h其他———其他阻力損失取 100；
風機設計全壓:h=h1+ hd+ h其他=2143+50+100=229**a
2.4 風機功率計算
風機功率計算公式：w=qhk/60η；
式中：q- 風機供風量；h- 風機工作風壓；
η- 風機工作效率，取80%；k- 功率儲備係數，取1.05；
風機功率為：w=2258×2293×1.05/(60×0.8)=113.3kw。
4、風機選擇
根據所需風壓2293 pa和風機供風量2258 m3/min的要求，選用sdf(b)-no12.5型隧道施工專用軸流通風機，電機功率為110×2kw，可滿足使用要求。該風機可調速，根據其效能引數可知，在高速時風量在2385m3/min，滿足了通風要求。
總之，長大隧道施工通風機的功率、通風管直徑應根據隧道獨頭掘進的長度、隧道斷面大小、通風方式、運輸方式不同而適當選擇，在隧道施工斷面淨空允許的前提下應採用大直徑風管，同時通風管應優先採用高強、低阻、阻燃的軟質風管，風管掛設應做到平、直、無扭曲和褶皺，儘量減少接頭數量，保證接頭密封，檢修人員要隨時檢查，發現異常及時更換，以保證施工作業面供風正常，通風方式宜採用壓入式或混合式通風，有條件時宜安裝射流風機。
二〇一三年七月五日
長大隧道通風設計方案
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