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1、隧道施工方法在隧道施工中,开挖、支护与衬砌等称为基本作业。为了确保基本作业各工序的顺利进行,为其提供必要的施工条件和直接服务的其他作业,称为辅助作业。其内容包括:供风和供水、供电与照明、压缩空气供应以及施工通风、防尘、防有害气体等。一、隧道施工风水电作业及通风防尘隧道施工中,以压缩空气为动力的风动机具主要有:凿岩机、风钻台车、装渣机、喷射混凝土机具、压浆机等。要保证这些风动机具的正常工作,需要有足够的压缩空气供应,既要有足够的风量和风压供应给各个风动机具,同时还应尽量减少压缩空气在管路输送过程中的风压和风量损失,以达到既能保证风动机具进行正常工作,又能达到降低消耗、节约能源、降低成本及保证施工
2、质量的目的。、空压机站供风能力压缩空气由空气压缩机生产供应。空气压缩机有内燃及电动等类型,空压机通常集中安放在洞口附近,称为空压机站。空压机站的供风能力Q值,取决于由储气筒到风动机具设备沿途的损失、各风动机具有耗风量、以及风动机具的同时工作系数和备用系数,即空压机站的生产能力(或供风能力)Q可用下式计算:Q=(1+K备)(qK+q漏)Km式中:同时工作系数,凿岩机110台时取1.00.85,1130台时取0.850.75; 备空压机的备用系数,一般要用75%90%; q风动机具所需风量,m3/min(可查阅风动机具性能表)一台YT-28凿岩机耗气量为25L/s(1.5 m3/min); m空压
3、机所处海拔高度对空压机生产能力的影响系数见表; 漏管路及附件的漏耗损失,其值为q漏=dL,m3/min;其中:每公里漏风量,平均为1.52.0 m3/min;L管路总长(km)。海拔0305610914121915241829213424382743304836584572Km1.001.031.071.101.141.171.201.231.261.291.321.371.43型号YT24YT28TA25重量(kg)242825长*宽*高(mm)678*228*184661*247*195全长656mm耗气量(L/s)192552*凿孔直径(mm)34-4234-4234-42凿孔深度(m)
4、555特点:适用于中硬或坚硬岩石湿式凿岩。操作机构集中.启动灵活.气水联动.使用方便.维修简易。节能高效.零件寿命长.通用率高.可靠性好YT28尤以效率高.吹洗炮孔功能强,转钎力矩大而优于同类产品.空气压缩机站设在洞口附近,主要是为了减少洞外管路长度,以免风压损失过多。为充分发挥设备潜力,应综合考虑电动、内燃空气压缩机的优缺点,合理配备使用。一般对于1000m以下隧道,宜以内燃空气压缩机为主;对于1000m以上隧道宜以电动空压机为主,空压机站处要求空气洁净,通风良好,地基稳固且便于设备搬运等。、高压风管道安装使用1、高压风管内径选择隧道开挖工作面风压应不小于0.5MPa。空气压缩机生产的压缩空
5、气的压力一般为0.70.8MPa左右。为保证风动机具有的风压,要求钢风管终端的风压不得小于0.6MPa,这样通过胶皮管输送至风动机具的工作风压才不小于0.5MPa。压缩空气在输送过程中,由于管壁摩擦、接头、阀门等产生沿程阻力,使其压力减少,一般称为风压力损失。钢管的风压力损失P可由下式计算。式中:摩阻系数,见下表。输送高压风管管路长度(包括配件当量长度,见下表)(m)。送风管径(m)。重力加速度,g=9.81m/s2。压缩空气容重,在大气压下,温度为0时,空气容重为12.90N/m3;温度为t时其容重为t=12.9(273(273+t)(N/m3),此时,压力为P的压缩空气的容重应为=t(P+
6、0.1)0.1(N/m3),P为空气压缩机生产的压缩空气的压力,由空压机性能可知,单位为MPa。压缩空气在风管中得速度(m/s),根据风量和风管面积可求得。以上计算的风压力损失值若过大,则应选用较大管径d值的风管,以达到减少压力损失值,使钢管末端风压不得小于0.6MPa。风管摩阻系数值风管内径(mm)风管内径(mm)500.03711500.0264750.03242000.02451000.02982500.02341250.02823000.0221配件折合成管路长度胶皮风管连接钢管与风动机具,由于其压力损失较大,一般应尽量缩短其长度,从而保证压缩空气的工作气压小于0.5MPa。2、高压风
7、管路安装使用注意事项、管路应敷设平顺,接头密封,防止漏风;凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的差质钢管不能使用。、洞内风管路宜敷设在电缆、电线相对的另一侧,并与运输轨道有一定距离,管道高度不超过运输轨道的轨面,若管径较大而超过轨面,应适当增大距离,以免妨碍运输,不影响边沟施工和排水;、洞外地段,当风管长度超过500m,温度变化较大时,应安装伸缩装置;靠近空压机150m以内,风管的法兰盘接头宜用耐热材料石棉衬垫。、高压风管道在总输出管道上,必须安装总闸阀以便控制和维护管道,主管道上每隔300m500m应分装闸阀;按施工要求,在适当地段(一般每隔60m)加设一个三通接头备用;管道前端至开挖面距离宜保持在3
8、0m左右,并用高压软管接分风器;分别开挖法中通往上导坑开挖面使用的软管长度不宜大于50m;分风器与凿岩机间连接的胶皮管长度不宜大于10m,上导坑、马口、挖底地段不宜大于15m。、管道安装前应进行检查,钢管内不得留有残杂物和其他赃物;各种闸阀在安装前应拆开清洗,并进行风压或水压强度试验,合格的方能使用。管路使用中,应有专人负责检查、养护;冬季施工时,应注意管道的保温措施。二、隧道施工供水隧道施工期间的生产用水和生活用水主要包括:凿岩机用水、喷雾洒水防尘用水,喷射混凝土用水、衬砌混凝土用水、混凝土养护施工用水、空压机冷却用水、浴池用水、施工人员的生活用水。、隧道用水量估算1、隧道施工用水施工用水量
9、应根据工程规模大小、机械用水量、施工进度、施工人员数量和气候条件等确定,在初步概略估算时,可参考下表来估算一昼夜的总用水量。隧道施工用水量估算表2、生活用水一般可按下列参考指标估算,并与上表生活耗水量估算对照。一般对生产工人平均耗水量0.10.15m3/天,对于非生产工人平均耗水量0.080.12m3/天。3、消防用水供消防用的水量、水压应满足消防的有关要求,同时水龙头距离应近一些。、供水方案选择主要根据水源实际情况选定。隧道施工常用水源分别有:高山自然水、山上泉水、河水、钻井抽水、洞内地下水源等。、供水设备配置1、贮水池、水池位置水池高度应能保证洞内最高用水点的水压机用水量的需求。水池位置至
10、最高配水点的高差H的计算如下:H=1.2h+hf (m)式中:配水点要求水头高度(m),如湿式凿岩机需要水压为0.3MPa,则h=30m。 水头损失系数(按管道水头损失5%10%计算),=1.051.10。f管道内水头损失(m),确定用水量后(一般按m3/h计)选用钢管直径,按钢管水力计算而得。、水池容积、若利用高山自流水供水,水源流量大于用水高峰耗水量时,则水池容积约为2030m3。、若水源流量小于耗水量时,则需根据每台班最大耗水量,并考虑必要贮备,计算水池容积。V=24C(QC+QS) (m)式中:水池容积,m3。 调节系数,一般用1.11.2。 贮水系数(为水池容量/昼夜用水量),昼夜用
11、水量小于1000m3时,采用1/41/6,昼夜用水量在10002000m3,用1/61/8。 C生产用水量,(m3/h)。 S生活用水量,(m3/h)。2、水泵和泵水房、扬程H值计算:H=h+hf(m)式中:水池与水源之间的高差(m)。 水头损失系数(按管道水头损失5%10%计算),=1.051.10。f管道内水头损失(m),确定用水量后(一般按m3/h计)选用钢管直径,按钢管水力计算而得。根据扬程H和钢管内径d可选择合适的水泵(常用水泵种类有:单级悬臂式水泵、分段式多级离心水泵,其规格和性能可查阅有关施工技术手册)。泵水房(站)临时抽水泵房,可按临时生产用房的有关规定办理。三、施工供电与照明
12、隧道施工总用电量估算隧道施工供电,包括生产用电(含电动机机械用电和施工照明用电)及生活用电等。施工供电首先要确定总用电量,以便选用合适的发电机、变压器、各类配电开关设备和线路导线,以做到安全、可靠地供电、节约用电、减少投资等。根据实践经验表明,确定施工现场总用电量时,并不能简单地将所有用电设备的容量相加,因为实际生产中,并非所有电动设备都同时工作,并且处于工作状态的用电设备也不是都在额定工作状态。一般施工现场总用电量,常采用估算式进行计算确定。1、施工现场动力和照明总用电量2、单考虑动力用电量当照明用电量相对于动力用电量所占比例较少时,为简化计算,可在动力用电量之外再加10%20%,作为施工总
13、用电量,其计算式如下:式中:动施工现场动力设备所需用电量。其他符号含义同上,当使用大型用电设备时,K1可取1.0计算。、施工供电变压器使用一般变压器容量应按电气设备总用量确定,即根据上述估算的施工总用电量来选择变压器,其容量应等于或稍大于施工总用电量,一般在实际使用时,使变压器承受的用电负荷达到额定容量的60%左右为佳。具体可按下述方法进行计算确定。1、配备电动机械的单台电动设备最大容量占总用量的1/5及以下时,变压器最大容量Se为:Se=11/cos (kw)2、配备电动机械的单台最大容量占总用电量的1/5以上时,变压器最大容量Se为:Se=511/cos (kw)式中:配备电动机械的单台最大一台的容量与总用电量的比值。