拉鏈導風筒各項性能指標及應用
1、導風筒種類
隧道施工通風中常用的導風筒有軟風筒(正壓導風筒)、硬風筒和伸縮性導風筒(負壓導風筒)。
軟導風筒是用涂塑或浸塑布制成,基布為滌綸、維綸等紡織物,質量小,拆裝搬運方便,漏風小適合做大直徑導風筒分為拉鏈導風筒和鋼圈導風筒,只能用于正壓通風。
硬風筒一般為鐵皮管,通常采用法蘭盤連接。也有玻璃鋼風筒,國外還有鋁塑管、玻璃纖維塑料管,它們通常為板材在現場加工成型。可用于正壓通風也可用于負壓通風。
另外,還有一種專門用于瓦斯隧道的導風筒,它具有阻燃和抗靜電的性能。
現在隧道施工通風中應用最多的是拉鏈導風筒,其結構示意如圖1所示。
2、導風筒的性能
導風筒的性能指示主要是百米漏風率、百米風阻、摩擦系數(達西系數)、耐壓性能和直徑變化率。下面主要介紹拉鏈導風筒的性能。
國標《橡膠或塑料涂覆布導風筒》(GB/T990-2008)給出了導風筒應達到的性能指標,即風筒的百米風阻和百米漏風率應符合表1的規定,導風筒的耐壓性能和直徑變化率則應符合表2的規定。百米風阻和百米漏風率的測定按照《風筒漏風率和風阻的測定方法》(GB/T15335-2006)進行,而耐壓性能和直徑變化率可參照《橡膠或塑料涂覆布拉伸長度和拉斷伸長率的測定》(HG/T2580-2008)方法。
標準中將風筒稱作導風筒,沿用的是礦山上的叫法。在隧道施工通風中則習慣稱作通風管、風筒布、風帶(袋)。
百米風阻為:
可以看出,百米風阻與導風筒直徑的5次方成反比,與摩擦阻力系數α(或摩擦系數λ)成正比,它反映導風筒的阻力特性。但導風筒的阻力特性用摩擦阻力系數α(或摩擦系數λ)表示更合適,在實際通風中被普遍采用。根據公式(5-17)、公式(5-18)和表5-1,可計算得出對應于不同直徑和百米風阻的摩擦阻力系數和摩擦系數標準,見表5-3.
軟風管的百米漏風率與導風筒的管材、接頭方式、加工工藝和節長關系很大,市場上軟風管的百米漏風率差別很大。國際GB/T9900-2008要求正壓導風筒的百米漏風率不大于4%,負壓導風筒的百米漏風率不大于5%。這遠遠不能滿足隧道長距離通風的需要。目前最好的10m 節長拉鏈導風筒的百米漏風率通常在1%以下,隨著節長的增加,最小漏風率已達到0.05%。我們在山西省寺鋪尖隧道現場分別對新安設的通風管路和應用一段時間后有部分破損的舊通風管路進行了性能測試。風筒直徑為1200mm,節長為10m,測試結果見表4
根據阿里特蘇里公式和測得的直徑1200mm的摩擦系數,計算出該系列風筒的摩擦系數λ、摩擦阻力系數α和百米風阻R100 的值見表5.
摩擦系數(達西系數)λ主要取決于所有風管內壁的相對光滑度,它對通風阻力影響很大。瑞士把拉鏈導風筒分成S、A、B三個等級,等級不同λ不同,見表5-6.目前一些國外承包商為我國隧道工程項目提供的技術文件中常用的數值為0.014。這些多為國外廠商提供的數據,沒有見到實測數據。
S、A和B級風管的性能
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