隧道施工辅助作业学习资料

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1、第八章 隧道施工辅助作业,为了保证隧道施工顺利进行,施工中尚需许多辅助作业,如通风、排水、照明、压缩空气供应等。,第一节 施工通风,一、隧道施工作业区应符合的卫生标准,粉尘浓度 有害气体浓度 氧气含量 隧道内气温 通风 防止噪音,二、通风方式 隧道施工通风,主要采用机械通风。按照风道类型和通风 机安装位置的不同,机械通风可分为风管式和巷道式两类。 1风管式通风 风管式通风是用软管作风道,根据隧道内空气流向的不 同,又可分为压入式、抽出式、混合式三种型式。 (1)压入式 如图8-1所示,通风机和局部扇风机把新鲜空气经风筒 压入工作面,污浊空气沿隧道流出。 (2)抽出式 如图8-2所示,通风机或局

2、部扇风机经风筒把工作面的 污浊空气抽出,新鲜风流沿隧洞流入。,图8-1 压入式通风,图8-2 抽出式通风,(3)混合式通风 混合式通风系统如图8-3所示。这种方式综合了前两种方 式的优点,适合于大断面长距离隧道通风,在机械化作业时 更为有利。采用喷锚支护的隧道,喷浆地点的粉尘浓度很 高,采用混合式通风,降尘效果十分明显。,图8-3 混合式通风,2 巷道式通风 适用于有平行导坑的长隧道。其特点是通过最前面的横通 道,使正洞和平行导坑组成一个循环风流系统,在平导洞口附 近安装通风机,将污浊空气由平导抽出,新鲜空气由正洞流 入,形成循环风流(图8-4)。,三、风量与风压计算 1. 风量计算 掘进工作

3、面所需风量可分别按下列方法计算,并取其最大 者作为供风标准。 按排除炮烟计算风量;按排出粉尘计算风量;按施 工隧洞内的最多人数计算风量;按规范规定的最低允许风速 计算风量。 2. 风压计算 将风送到工作面,必须克服沿途的阻力,并且需要在管口 仍有一定的风速,要求通风机的压力为: h机h总阻 (8-1) 式中: h机通风机具有的压力;h总阻沿途总的通风阻力。,3. 通风机选择 风机应满足所需拱给的通风量Q拱及需克服的总风阻h机的 要求,其机械效率宜大于0.45,据此可选择合适型号的风机。,四、防 尘 (一)防尘的必要性 在隧道施工中,凿岩、爆破、装碴、喷射混凝土等项作业 都有粉尘产生,其中以凿岩

4、和喷射混凝土产生的粉尘最多。必 须采取多种措施,把粉尘浓度降到2mg/m3以下的标准。 (二)主要的防尘措施 1. 湿式作业 湿式作业是矿山和铁路、交通、水工等隧道施工中普 遍采用一项重要的防尘技术措施凿岩。主要有以下措施:,(1) 湿式凿岩; (2) 水封爆破; (3)装碴洒水喷雾 ; (4) 喷雾捕尘 。 2. 机械通风 施工通风可以稀释隧道内的有害气体浓度,给施工人 员提供足够的新鲜空气,同时也是防尘的基本方法。因 此,除爆破后需要通风外,还应保持通风的经常性,这对 于消除装渣运输中产生的粉尘是十分必要的。 3. 个人防护 个人防护也是综合防尘措施之一,目前主要方法是配 戴防尘口罩。在凿

5、岩、喷混凝土等作业时还要配带防噪声 的耳塞及防护眼镜等。,第二节 压缩空气供应,风动机具由于结构简单,使用方便,安全可靠,故常被 隧道施工中所采用,如常用的风动机具有凿岩机、风钻台车 、装渣机、喷射混凝土机具、断钎机,压缩机等。要保证这 些机具的正常工作,需有足够的压缩空气供应,即要有足够 的风量和风压供应给各个风动机具。 压缩空气由空压机(空气压缩机)供给。空压机有内燃及 电动等类型,通常设在洞口。 在实际的工作现场,我们应按照所需要风量大小、使用 要求(如风压机是否需要移动)、工地能源情况等选用空压机。,第三节 施工给排水及供电照明,坑道施工和日常生活都需要用水,围岩若有地下 水,则会软化

6、围岩造成坍方,使施工不能正常运行, 且坑道有水,对施工人员健康不利,影响工效。此外 ,施工如凿岩、喷雾洒水等作业,有大量施工废水。 这些水都需要及时排除洞外。洞内施工,电动机具需 要电,必不可少的照明也需要电。施工中,给水、排 水、拱电、照明都是非常重要的。,第四节 施工用辅助坑道,隧道施工仅有两个工作面,隧道较长时,每个工作面担负的任务较重,并且坑道长,施工条件恶化,进度不能加快。因此,在具备一定条件的情况下,可设置一些辅助坑道,如横洞、斜井、竖井、平行坑道等,用以增加施工工作面、加快施工速度、改善施工条件。 设置辅助坑道将使隧道工程造价提高,辅助坑道选择的恰当与否,会影响其作用的发挥,因此

7、,在选择辅助坑道时应根据隧道长度,是否作为永久通风通道、工期要求、地形条件、地质及水文地质情况、弃渣场地、具备的施工机具、经济等各个方面综合考虑。其断面尺寸由地质及施工需要、机具情况而定,一般不宜过大。,横洞是在隧道侧面修建的与之相交的坑道。傍山沿河隧 道、侧向覆盖层较薄或在适当位置处侧向覆盖层较薄的隧道 ,具备设置横洞的条件。 选择横洞与隧道的交角最好是90,当斜交时,交角不 宜小于40,交角太小则锐角段围岩教易坍塌。 横洞的布置见图8-5。对于正交横洞,为便于车辆运输 ,相交处可用半径不小于12m的圆曲线相交。横洞与隧道相 交处应是隧道线路的设计标高处。横洞纵坡因考虑到便于排 水及重车下坡

8、运输方便,故应向外设不小于3%的下坡。 横洞位置应由地形及施工要求而定,若需增辟两个工作 面,则应尽量设在隧道中部。,一、横 洞,一般情况下,横洞不长 ,故较经济,因此在地形条 件允许时,宜优先考虑采用 横洞来增辟工作面。 在考虑把横洞作为运营 时的通风口的情况,横断面 大小应按通风要求及施工需 要一并考虑。并宜修筑永久 衬砌。,图8-5,二、平行导坑,平行导坑是与隧道平行修筑的坑道。对于长大越岭隧道 ,由于受到地形的限制,或因机具设备条件、运输道路等条 件的限制,无法选用横洞、竖井、斜井等辅助坑道增辟工作 面,因此,为加快隧道施工,可采用平行导坑方案。但由于 多开挖了一个导坑使工程造价提高,

9、因此在3000m以上的隧道 、无其它的辅助坑道可设计时才考虑平行导坑方案。大断面 开挖隧道,采用大型机具施工,干扰小,施工条件好(如通风 、排水、运输等),因此一般可不采用平行导坑。 平行导坑的平面布置如图8-6所示。 平行导坑在隧道的施工中的作用有:增辟工作面,超前 可起地质堪查作用,有利于施工通风(可利用平行导坑组成巷,道通风系统)、排水、降水、测量(利用平行导坑设置洞内导 线网,提高测量精度),解决运输干扰,加快施工进度。,图8-6 平行导坑布置示意图,三、斜井,斜井是在隧道侧面上方开挖的与之相连的倾斜坑道。 当隧道埋深不大,地质条件较好,隧道侧面有沟谷等低 洼地形时,可采用斜井作为辅助

10、的坑道。斜井的平、剖面如 图8-7所示。,斜井长度不宜超过200m, 否则工程造价教高,且运输的 效能下降,因此,在选用较长 斜井方案时,应做经济技术比 较。 斜井井口位置不应设在洪 水淹没处。井口段应修筑衬砌 ,其它部分视地质条件及是否 作为永久通风道等条件决定是 否修筑永久衬砌。 施工期间应作好井口防排 水工程,严防洪水淹没。,图8-7 斜井布置示意图,四、竖井,竖井是在隧道的上方或者一侧上方开挖的与隧道相连的 竖向坑道。 覆盖层较薄的长隧道、或在中间适当位置覆盖层不厚、 具备提升设备、施工中又需要增加工作面,则可用竖井增加 工作面的方案。竖井的深度一般不超过150m。 竖井的位置可以设在

11、隧道一侧,与隧道的距离一般情况 下为1525m之间(如图8-8),或者设置在上方(如图8-9)。竖 井设置在隧道一侧时,施工安全,干扰少,但通风效果差; 竖井设在隧道正上方时,通风效果好,造价低些,提升方便 且快,但施工干扰大,施工中不太安全。圆形断面能承受较 大的地层压力,且作为永久通风道也较适宜,故常采用圆形,断面;矩形断面的断面利用率高,施工较方便,但受力条件差 ,故常用于压力不大的围岩中修筑临时性竖井或简易竖井。,图8-8 竖井布置示意图,图8-9,竖井的位置、断面形状,应根据施工的要求、通风、是否 作为永久通风道、造价等因素综合考虑确定。施工中,在井口 、井底需有必要的安全措施,以防施工时发生事故。,

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