通风方式及选择-隧道施工中的通风方法

（一）通风方式

1.风管式通风（图6-1-2）

图6-1-2　隧道通风

（1）压入式：出风口距工作面＜15m，如图6-1-3所示。

（2）吸出式：吸风口距工作面＜5m，如图6-1-4所示。

（3）混合式：中间搭接长度＞20m，如图6-1-5所示。

适用于较长隧道。主要特点是污浊空气经由隧道上部抽出洞外，新鲜空气由下部进入隧道，再经风管到工作面。要求吸出风机的工作能力大于压入风机；搭接长度大于20m。

图6-1-3　压入式

图6-1-4　吸出式

图6-1-5　混合式

2.巷道式通风

利用辅助坑道和隧道组成主风流和局部风流，两个系统相互配合进而达到通风目的，如图6-1-6所示。

图6-1-6　巷道式通风

3.自然通风

自然风的变化是复杂而不稳定的，用它来作为通风计算的依据，其可靠性自然很差。但是作为机械通风时的辅助作用，却不应忽视，至少可以调节通风机的转数，有利于节能。

4.纵向通风

纵向式通风是从一个洞口直接引进新鲜空气，由另一洞口把污染空气排出的方式，与自然通风的原理是相同的。

（1）射流式通风

在车道空间上方吊设射流风机，用以升压；对于双向交通，适用于1000m以下的隧道；对于单向交通，可达3000m。优点是设备费少、经济；缺点是噪音大。如图6-1-7所示。

图6-1-7　射流风机式通风简图

（2）有竖井的纵向式通风

纵向式通风是最简单的通风方式，它以自然通风为主，不满足需要时，用机械通风加以补充，是经济合理的。但是，通风所需动力与隧道长度的立方成正比。如果在隧道中间设置竖井就可以克服这个缺点。常常用竖井对长隧道进行分段。图6-1-8、图6-1-9、图6-1-10为竖井送排风式；图6-1-11为竖（斜）井排出式。

图6-1-8　竖井送排风式

图6-1-9　竖井送排风式

图6-1-10　竖井送排风式

图6-1-11　竖（斜）井排出式

（3）横向通风

半横向通风（送风式半横向、排风式半横向）：送风式半横向通风是半横向通风的标准型式，新鲜空气经送风管直接吹向汽车的排气孔高度附近，对排气直接稀释，这对后续车很有利。污染空气是在隧道上部扩散，经过两端洞门排出洞外，如图6-1-12所示。

图6-1-12　半横向通风

全横向通风：这种通风方式同时设置送风管道和排风管道，隧道内基本上不产生沿纵向流动的风，只有横方向的风流动，如图6-1-13所示。

图6-1-13　全横向通风

图6-1-14　通风吊顶

（4）混合式通风

混合式通风没有固定的格局，它是根据某些特殊的需要，由上述几种基本通风形式组合而成的。其组合方式有许多种，但应符合经济实用原则。如图6-1-15所示，图中采用的是半横向通风与射流风机混合式通风，而图6-1-16所示则为竖井送排风与射流式风机混合式通风。

图6-1-15　半横向通风+射流风机混合式

图6-1-16　竖井送排风+射流风机混合式

（二）通风方式的选择

压入式通风适用范围较广；隧道长度＜800m，1台37k W或55k W轴流式风机，直径0.7～1.0m；长度1500m左右，2台55k W轴流式风机，直径1.0m；长度2000m以上，2台110k W轴流式风机，直径1.0～1.2m；吸出式很少单独使用；混合式在隧道较长时采用；有辅助坑道可以利用时选择巷道式。

（三）通风计算

通风计算的目的是供给隧道内所需的新鲜空气，选择合适的通风机，以便布置合理的通风管道，从而满足施工作业环境的要求。确定通风机型号和轴功率的主要依据是风量和风压。

1.风量计算

施工通风所需风量按洞内同时作业最多人数、洞内允许最小风速、同时爆破的最多炸药需要排除的炮烟量、内燃机作业废气稀释的需要量分别计算，取其中最大值作为计算风量。(www.xing528.com)

Q供=PQ

式中：Q——计算所需风量；

P——管道漏风系数。

P值与风管直接、长度、接头质量、风压、风管材料等因素有关，是一个大于1的系数，可按有关设计手册查用。

对于长距离通风，一般采用PVC塑料、拉链式软管，如图6-1-17所示，管径直径大于1m。

图6-1-17　PVC塑料、拉链式软管

2.风压的计算

在通风过程中，风流必须要有一定的风压，才能克服沿途的各种阻力，将风送到洞内，并保证具有一定的风速。因此，风压计算的目的就是要确定通风机本身应具备多大的压力，才能满足通风需求。

风流所受的阻力主要有摩擦阻力、局部阻力和正面阻力，即

Hz≥h总阻=Σh摩+Σh局+Σh正

3.通风机的选择

根据所得的风量Q供及风压h总阻，计算应采用的通风机功率。

式中：Nz——通风机的轴功率（k W）；

B——通风机的安全系数，取1.05；

η、η1——通风机、电机的效率，取0.95；

Nd——电动机的功率（k W）；

B1——电动机的安全系数，取1.15；

Q供——计算供风量，注意此式中其单位应为m3/s。

通风机的类型，有轴流式和射流式两种，如图6-1-18和图6-1-19所示，隧道施工通风主要使用轴流式通风机。隧道机械通风中要求压头不高，所需风量不大，轴流式通风机具有此种特点。轴流式通风机一般要和通风管一起使用，射流式通风机则不用通风管。

对于风管式通风，当管道较长，需要较高风压时，可将数台风机串联使用。对于巷道式通风，当需要较大风量时，可将数台风机并联使用。为方便记忆，可简述为“串压并量”。通风机应有备用，数量一般为计算能力的50%。

图6-1-18　轴流式通风机

图6-1-19　射流式通风机