隧道风水电管线布置方案Word文档下载推荐.docx
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开挖面领先衬砌70～100m。
衬砌仰拱先行，拱墙一次成型，为通风设备的安装提供了较好的条件。
同时，由于施工人员、机具绝大部分集中在距掌子面百米范围内，爆破烟尘都集中在一起，根据上述情况，采用轴流式通风机、压入式通风。
1.1、压入式通风布置形式
10m≤L20m
图1压入式通风布置示意图
45m≤L1≤60m
如上图1所示，通风机或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。
保证有效射程（L1）的控制距离。
有效射程以外的炮烟及废气，呈涡流状态，不能迅速排除。
有效射程按下式计算：
.////L1=（4~5）
式中：
L1—有效射程，m；
A—隧道的断面积，m2。
L1=5√130=5*11.4=57m；
在应用压入式通风时须注意以下两点：
（1）通风机安装位置应与洞口保持一定距离，一般应大于20m；
同时，风机应安置在洞门10m以外处，避免洞内流出的污浊空气重新进入，形成部分循环风。
（2）风筒出口应与工作面保持一定距离，对于大断面、大风量、大直径风管，该距离应控制在45～60m以内。
1.2、风机及风管的确定
因隧道开挖断面大和无轨运输洞内污染大的客观原因，成立专业通风技术班组，加强通风管理，负责风管的接长、检查、补漏、顺直、开机及其它管理工作，确保管道漏风率及内摩阻力，保证洞内掌子面风速在0.21m/s以上。
同时采取综合防尘技术，炮后立即喷雾洒水，出碴过程中设专人洒水，湿式钻孔，湿喷混凝土作业。
加强设备维修管理，减少排放尾气、废气，达到综合防尘效果，并随时进行洞内环境监测，配置风速仪掌握通风情况及环境情况，确保洞内空气清新，创造良好的劳动环境。
根据我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定，隧道内施工作业段的空气必须符合下列卫生标准：
1、粉尘浓度：
国务院颁布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定：
（1）每m3空气含有10％以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；
（2）含游离二氧化硅在10％以下时，不含有害物质的矿性和动植物性的粉尘为10mg；
（3）含游离二氧化硅在10%以下的水混粉尘为6mg。
2、氮氧化合物（换算成NO2）浓度：
我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规范》规定：
氮氧化合物不得超过0.00025％，质量浓度不得超过5mg/m3。
3、洞内空气成分（按体积计）：
凡有人工作的地点，氧气（O2）的含量不低于20％，二氧化炭（CO2）的含量不得大于0.5％。
4、洞内风量要求：
每人每分钟供应新鲜空气不应少于3m3，柴油设备千瓦/分钟需要新鲜空气不小于3m3。
通风机2×
110KW轴流式通风机风量为2385m3/min，风压为5355Pa。
1）设计参数：
开挖断面积S＝90m2
一次爆破用药量：
A=290kg（围岩循环进尺：
3m）；
洞内最多作业人数：
按每工作面平均50人；
爆破后通风排烟时间：
ｔ＝30min；
通风管：
采用φ1.8m软管
管道百米漏风率：
β＝1.2％；
风管沿程摩阻系数（达西系数：
λ＝0.01）：
a＝pλ/8＝3.0×
10-4kg.s2/m2；
最大压入通风长度：
L=3200m。
2）风量计算
从四个方面考虑，具体为按洞内允许最低风速计算得Q1；
按洞内最多工作人员数计算得Q2；
按排除爆破炮烟计算得Q3。
通过计算，取Q＝Max（Q1、Q2、Q3）。
按洞内最小风速计算风量（每个工作面）：
最小风速取为0.21m/s；
Q1＝0.21×
90×
60=1134（m3/min）；
按洞内最多工作人员数计算风量（每工作面）：
Q2=3×
50=150（m3/min）；
按稀释爆破炮烟计算风量：
Q3=7.8√A（sl）2/t3
=789（m3/min）；
T——通风时间，取30分钟；
A——同时爆破药量；
S——开挖断面积；
L——需要通风的巷道长度（m）取为3200m；
按稀释内燃机车废气计算风量：
由于本隧道采用无轨运输方案，限制洞内内燃机车数量，内燃机车功率主要在出碴施工中运行功率以400kw考虑。
Q4=400×
3=1200m3/min
风机风量：
根据洞内最大需风量、通风长度和百米漏风率，应用公式Qm＝Q0/（1-0.012L/100）求出所配风机的风量。
Q0=1200m3/m。
Qm=1200/（1-0.012*3200/100）=1948m3/min∠Qs=2385m3/min。
满足要求。
3）风压计算
ｈ阻＝∑ｈ动＋∑ｈ局＋∑ｈ沿
动压取50Pa；
局部压力损失一般按沿程压力损失的10％估算；
沿程压力损失计算：
h沿＝agpLQ2/s3（Pa）
式中a——风道摩擦阻力系数，取a＝3x10-4kg•s2/m2
L——风道长度（m）（L=3200m）。
Q——风机风量（m3/s）（Q＝39.8m3/s）
S——管道截面积（m2）（S=2.54m2）。
P——管道内周长（m）（P=5.02m）。
g——重力加速度，取9.8m2/s
h沿＝4565（Pa）。
ｈ阻＝∑ｈ动＋∑ｈ局＋∑ｈ正洞沿=5072（Pa）∠Ps=5355（Pa）。
（2）通风设备选择及配置
本隧道采用张家口端和唐山端同时掘进施工，单口掘进L=3200m,隧道通风设备按以下配置：
配置1台2×
110Kw轴流风机，配置一道φ1800mm的风管压入式通风；
风管用便于装卸和维修的PVC拉链式软风管。
（3）通风管布置安排
在系统布置上，坚决杜绝各种形式的“循环风”。
风管出风口到工作面距离控制在45～60m范围内。
出风口气体射流倘沿壁扩散后能反向流出工作面，对工作面通风换气有利。
1.3、施工通风管理
①由专业人员进行现场施工通风管理和实施，风管安装平、直、顺，通风管路转弯处安设刚性弯头，并且弯度平缓，避免转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修和管理。
②配有专业技术人员对现场通风效果进行检测，根据检测结果及时进行阶段调整。
③必要时可以根据检测结果及时对通风系统作局部调整，保证洞内气温不得高于28℃、一氧化碳（CO）和二氧化氮（NO2）浓度在通风30min后分别降到30mg/m3和5mg/m3以下，以满足施工需要。
④风机配有专业风机司机负责操作，并作好运转记录，上岗前进行专业培训，培训合格后方可上岗。
⑤电工定期检修风机，及时发现和解决故障，保证风机正常运转。
1.4、对施工的要求
①为了保证风机能够正常启动和运转，为风机提供合适的供电设备。
②加强日常通风检测，保证足够的风量和风压，并且要爱护通风管路，避免对通风管路的破坏，降低漏风率。
③要求通风管每节长度大部分为20m/节，根据掌子面衔接风管长度的需要可以配置少量10m/节的风管。
④洞口风机需要安设在距离洞口20m以外的上风向，避免发生污风循环；
风管出风口距开挖工作面的距离不超过30m。
⑤因为所选择的风管直径较大，保证洞内有足够的净空高度，避免发生过往车辆和机械刮破风管而影响施工。
⑥由于采用无轨运输，运输车辆的尾气排放口安设净化装置，以降低对隧道内施工环境的污染程度。
1.5、其它措施
因为隧道施工采用的内燃设备较多、功率较大，运输车辆排放的尾气量很大，隧道开挖产生的有害气体和粉尘也较多。
为了避免对施工人员和大气造成危害，对洞内排出的污风进行空气质量监测，如果发现不符合排放标准，及时采取有效的处理措施，以满足环境保护的要求
水幕降尘器降尘。
水幕降尘器具有喷水颗粒细，产雾量大，能够封锁整个隧道断面，除降尘外还可以吸收易溶于水的有害气体（S02、NH3等）。
隧道干式除尘机除尘，用于喷砼和装碴时的除尘。
通过调整供风的风速控制粉尘（当洞内风速达到1.5～3.0m/s时，作业地点中空气粉尘的含量会降低至最低）。
2、隧道施工用电
照明和动力线分层架设，电缆线悬挂高度距行人地面不小于2m。
动力干线上的每一分支线装设开关及保险，禁止在动力线路上加挂照明设施。
同时做到“一机一闸一漏保”。
作业面采用36V低压照明设备，36v低压变压器设在安全、干燥处。
丰宁隧道设备参数表
设备
规格型号
数量（台）
功率（kw）
总功率（kw）
备注
变压器
空压机
20m3
6
132
792
洞口
1×
1000KVA
500KVA
轴流通风机
110kw×
2
1
220
55kw×
110
搅拌机
JS750
50
钢筋加工场
80
生活用电
60
驻地
照明用电
洞内
小计
1362
1500KVA
电焊机
4
5
20
400KVA
湿喷机
7.5
30
注浆泵
15
混凝土泵车
HBT-60
160
衬砌台车
40
渣浆泵
13
65
330
合计
1692kw
1900KVA
根据机具计划及照明计划，现场用电量为1692kw,采用1×
1000KVA、1×
500KVA及1×
400KVA的变压器以满足施工用电。
并通过电路功率公式计算得出对应的电流和电压，依此选用电气控制设备和电线，达到安全、经济生产。
3、施工排水
反坡施工即向洞内施工前进方向纵坡为下坡，洞内水向工作面汇集，需要及时抽排，以防止施工掌子面水积聚过深，影响隧道围岩的稳定性和隧道施工的机械设备及施工人员的安全，影响正常的施工生产。
丰宁隧道进口施工为反坡施工，排水主要采用机械排水，设多级泵站接力排水，工作面积水采用移动式潜水泵抽至就近泵站或临时积水坑内，其余已施工完成地段，隧道渗水经隧道内侧沟自然汇集到临时积水坑或泵站水池内。
临时积水坑及泵站内积水由固定式排水泵站接力将洞内积水抽排至洞外污水处理池，经污水处理池处理达标后再排放。
丰宁隧道进口段有岩层富水地段，固定式排水泵站水仓容量按正常围岩渗水、施工废水及设计最大涌水量5200m3/d的流量设计。
并考虑方便清淤和施工方便，临时集水坑根据不同地段渗水情况确定其大小。
排水泵按使用一台、备用一台、检修一台考虑。
并设专业队伍进行管理和操作。
隧道内纵坡均为下坡，隧道进口坡度为0.5%，隧道内坡长737m;
其余坡度为1.2%，坡长5648m。
隧道纵坡坡度较缓适合采用较长距离开挖固定式集水坑作为泵站，用小集水泵将开挖面的积水抽到最近的集水坑内，再用大功率泥浆泵通过排水管道将水排到洞外。
如下图:
洞内平面布置示意图
长距离采用的反坡排水方式
考虑到本隧道围岩渗水量比较大，有富水地段，在布置固定式排水泵站时将考虑排水泵的扬程，拟每1000米设置固定式排水泵站一个。
水质除地下水的本身成分外，主要还有岩石、石屑、泥浆，同时还有喷射混凝土的回弹物掺杂物，所以，选用污水污物潜水电泵。
根据扬程合理选用水泵型号。
洞内泵站间水量递增较大，为考虑到在管理、操作维修上的方便，泵站间高差相近，选用型号相同水泵，只是在设备数量上相应增加。
工作面移动水泵，选用移动轻便的水泵，实际操作根据水量大小在数量上予以增减。
丰宁隧道进口班组设置泵站位置及选用设备一览表
施工班组
泵站位置
选用的型号
使用数量
备用数量
抽水能力（m3/h）／扬程（m）
进口班组
DK191+300
WQXN25-75／3-11
100/115
DK192+300
DK193+300
临时集水
AS30-2CB
11/30
说明：
1、各个工区均考虑一套备用设备，并有一定的富余量，可根据开挖后的实际情况进行调整，WQXN25-75／3-11衡阳市大力成泵业制造的每小时100方排量污水污物潜水泵，AS30-2CB为上海欣泉搅碎式排污泵。
2、隧道估算渗水量是根据设计资料和以往隧道施工经验进行估算，实际出水量可能会有出入，应根据开挖后实际情况加以调整，抽水设备的配置情况。
3、估算原则：
本隧道穿没有越断层破碎带和富水地段，排水设备能具备小型涌水排水能力。
4、应急措施：
当涌水量超出计算值立即启用应急预案，增加排水设施。
5、施工掌子面用水按20～30m3/d考虑。
根据洞内水量情况，结合选配的抽水设备，正常施工排水采用3套管路（可根据隧道施工后洞内渗水情况增加管路）：
2套为φ150mm无缝钢管（一路检修备用，一路日常使用）；
1套为φ80mm消防软管（工作面上移动集水）。
集水坑设于洞内左侧，每隔350m设置1处，同时根据隧道内出水量情况予以适当加密。
临时集水坑的容量按该段15min的汇水量加上施工用水量（每工作面20～30m3／d）合计确定，一般集水坑尺寸为：
2m（长）×
2m（宽）×
1．0m（深），容量4m3，可根据实际情况进行调整大小。
固定泵站是整个施工过程结束前所使用的接力排水仓位置。
本班组一共设置三处，泵站水仓容量计算按该段15min的汇水量加上施工用水合计确定，其结构尺寸为：
3m（长）×
1．5m（深），容量9m3,可根据隧道开挖后的实际情况进行调整。
泵站统一设置在洞内左侧。
为确保洞内排水不因电路问题导致抽排工作的间断，设置两条供电系统，一路运行，一路备用。
由于水泵功率较大，新用电源电压为380V（±
5％），所有泵站用电从洞外引入380V稳定电源。
4、管线布置
在施工中除了质量标准化、规范化外，还特别对工地文明施工做出规范化、形象化，尤其对洞内“三管两线”提出标准化。
洞内“三管两线”按要求布设，作好洞内排水、洞内路面清理及道路维护，加强洞内通风。
管线布置见“风水管管线布置示意图”。
风、水、电管线布置示意图
高压动力线
拉链式软风管
Φ1800PVC
道
隧
上、中台阶开挖线
400
中
低压照明线
300
高压电缆
200
Φ108高压水管
线
内轨顶面
排水管道（逆坡施工时采用）
中、下台阶开挖线
管线布置说明：
1）管线布置原则以三台阶开挖线进行分界，尽量减少管线对施工中台车行走、开挖出碴的影响。
2）高压水管考虑安装方便，高度控制在1米之内。
3）图中排水管为逆坡施工时采用方案，在顺坡施工中考虑借用水沟，由于每段设有集水箱，及时清理箱中沉淀物，保证排水顺畅。
4）所有管线均采用Ф22螺纹钢筋定位加固，保证管线的稳定性，且能满足特殊挂、撞情况下，结构性能稳定，不变形、不晃动。
5）电力线处加固钢筋要求涂刷油漆，减少钢筋对电力线的刮擦，同时能够有效减少漏电伤人的现象发生。
6）风管的加固采用Ф22螺纹钢筋定位，钢筋上绑铁丝，再由铁丝成箍形固定风管。
7）所有管线定位钢筋纵向间距为10m。
8）隧道未进行衬砌段管线布置及加固同上，加固位置水平标高与衬砌段相同。
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