双护盾TBM风量计算
1.1 TBM通风设计
隧道通风是双护盾TBM施工的重要保障，也是长距离地铁施工安全的关键。合理的通风系统、理想的通风效果是实现双护盾TBM快速掘进、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。根据以往城市地铁隧道TBM通风经验及对当前通风设备技性能的调研结果，综合考虑施工过程中可能出现的情况，制定本TBM通风方案。 1.1.1通风设计标准
双护盾TBM在整个施工过程中，作业环境应符合下列标准： （1）斜井进风流中，氧气浓度不低于20%，二氧化碳浓度不超过0.5%。
（2）有害气体最高容许浓度如下表：
隧道有害气体最高允许浓度表 序号 1 2 3 4 5 名称 一氧化碳CO 氧化氮（换算成二氧化氮NO2） 二氧化硫SO2 硫化氢H2S 氨NH3 最高允许浓度 0.0024% 0.00025% 0.0005% 0.00066% 0.004% （3）TBM施工通风应能提供斜井内各项作业所需的最小风量，每人每分钟供给风量不少于4m3。
（4）TBM施工施工隧道风速不小于0.5m/s、 1.1.2通风设计的原则
TBM隧道需要的风量，按照施工隧道最小通风风速、同时工作的最多人数分别计算，并按允许风速进行检验，采用其中的最大
值。
1.1.3通风设计参数
施工过程中，合理的通风系统、理想的通风效果是实现隧道快速施工、保障施工安全和施工人员身心健康的重要保证。隧道通风设计的参数主要有TBM同时施工人员、隧道最小内燃机功率数等。
斜井通风设计参数一览表
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 10 12 13 14 15 项 目 独头通风长度L 管片内径 斜井断面积S断 斜井内最多工作人数M 风筒直径D 风筒面积S风 过流面积s流（s流=S断-S风） 每一工作人员所需新鲜空气Qn 风管每100m漏风率P百 通风备用系数k 空气密度ρ 断面风速不小于Vmin 断面风速不大于
单位 m m m2 人 m m2 m2 m3/min % kg/m3 m/s m/s 参数 3293 5.4 22.89 30 1.2 0.78 21.76 4 1.0 1.2 1.2 0.5 4 备注 1.1.4通风方式选择
采用压入式通风。在洞口10m外设轴流风机，通过风筒将新鲜空气送到TBM后配套尾部，然后由TBM设备上配备的二次接力通风系统完成通风作业。具体的断面风速、风机功率可通过理论计算来确定，保证隧道断面风速不小于0.5m/s要求。TBM通风布置示意图如下
1.2 风机和风筒的选择
1.2.1风机的选择
（1）风机的工作风量应满足 Q1 的要求。
（2）风机的工作风压应满足M的要求，但不宜大于风筒的允许工作压力(风筒出厂参数)。 1.2.2风筒的选择
（1）隧道掘进通风使用的风筒分无骨架柔性风筒、 带刚性骨架的柔性风筒和硬质风筒。无骨架柔性风筒重量轻、易于贮存、 搬运、连接和悬吊，且成本低
（2）风筒的选择应考虑与风机的出口直径相匹配
（3）在其他条件相差不多的情况下，应选择百米风阻小，百米漏风率低的风筒。
1.3 TBM通风计算
当采用TBM施工通风时，工作面要求的风量除应满足排尘风速要求外，还应满足TBM机组设备散热、冷却、人员舒适性的要求。一般情况下，通风系统供给TBM工作面的风量应不低于TBM后配套风机的设计风量。
针对TBM施工过程中通风量的计算有几种不同的方法，分别为：根据同一时间，隧道内工作人员所需新鲜空气计算风量；按照内燃机功率的需求计算风量（由于本项目采用电瓶，无内燃机功率需求）；采用最小断面风速法计算风量。
从目前已投入的地铁双护盾TBM机组的配套情况看，TBM施工通风的风量计算基本沿用的是国外标准，即根据《建筑工业中隧道开挖作业安全实用规程》（BS6164-2001），按最低风速0.5 m/s考虑。特殊情况下，应对机组的散热和冷却等因素专门计算，TBM施工通风系统的总风量还应满足运输及其他作业要求，如无轨运输出渣，则需风量更大。由于本TBM施工距离较短（3公里），为有轨运输，因此只要满足后配套风机的风量后，其他条件也能满足。 确定通风方式常常是确定施工方案一起进行的。在确定了施工方案以后，才能确定独头掘进的长度和通风长度，然后才能计算工作面风量。风机供风量
Qj=P*Qh
式中Qh
-取工作面风量计算中各项之最大者。
管道风阻R=6.5αL/d5 α=λρ/8
式中α-管道摩擦阻力系数，kg/m3; λ –管道达西系数； ρ–空气密度，kg/ m3; d-管道直径
1.3.1按同时最多人数计算
铁道部2008年发布的《铁路隧道施工技术指南规范》（TZ204-2008）和交通部最新发布的《公路隧道施工技术规定》均规定，每人供应新鲜空气为4m3/min,则
Q=3N
式中 Q-工作面风量，m3/min
每人每分钟供应新鲜空气不少于4m3。 Q1=kMQn=1.2×4×22=288m3/min=4.8m3/s
式中，K为风量备用系数，采用1.2；M为同时在斜井内工作人数取22人；Qn为每一工作人员所需新鲜空气，取4m3/min
N-隧道内最多人数
序号 1 2 3 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 工种 工班长 TBM司机 拼装手 管片拼装施工人员 注浆工 豆砾石喷射工 电瓶车司机 洞内勤务 电工 机修工 安全员 技术员 其他人员 合计 人数 1 1 1 3 3 2 2 2 2 2 1 1 1 22 双护盾TBM施工人员统计
备注 1.3.2按允许最低风速计算
《铁路隧道施工规范》（TB10120-2002）规定：风速在全断面开挖