第9章 隧道施工的辅助作业

第9章隧道施工的辅助作业9.1施工通风9.2压风供应9.3施工供水与排水9.4施工供电与照明9.5隧道断面管路布置9.1施工通风9.1.1施工通风的目的及有关规定9.1.2通风方式9.1.3隧道施工通风设计9.1.4施工防尘9.1.1施工通风的目的及有关规定1)隧道内氧气含量：不得低于20%(按体积计)。2)粉尘允许含量：每1m3空气中含10％以上游离SiO2的粉尘为2mg；含10%以下游离SiO2的水泥粉尘为4mg；SiO2含量在10%以下，不含有毒物质的矿物性和动植物性粉尘为10mg。3)有害气体含量：CO不大于30mg/m3，当作业时间短暂时，CO含量可放宽。4)瓦斯(CH4)含量：按体积计不得大于0.5％，否则必须按煤炭工业现行的规程处理。5)洞内工作地点的空气温度，不得超过30℃。6)洞内工作地点噪声，不宜大于90dB。9.1.2通风方式1.机械通风2.通风方式的选择与管理1.机械通风(1)风筒式通风风筒式通风是用风筒作风道，根据隧道内空气流向的不同，又分为压入式、抽出式、混合式三类。(2)巷道式通风在开挖长隧道时，为了缩短风筒式通风的距离，常利用平行导坑、斜井、竖井、钻孔等作为辅助通风的通道，系统布置方式可有以下两种。图9-1压入式图9-3隧道掘进工作面通风1.机械通风图9-5有效吸程示意图图9-􀰊6混合式通风1.机械通风图9-7双巷式通风1.机械通风2.通风方式的选择与管理1)自然通风因其影响因素较多，通风效果不稳定且不易控制，故除短、直隧道外，应尽量避免采用。2)压入式通风能将新鲜空气直接输送至工作面，有利于工作面施工，但污浊空气将流经整个坑道。3)吸出式通风的风流方向与压入式相反，但其排烟速度慢，且易在工作面形成炮烟停滞区，故一般很少单独使用。4)混合式通风集压入式和吸出式的优点于一身，但管路、风机等设施增多，在风筒直径较小时可采用，若有大直径风筒、大功率风机时，其经济性不如压入式。5)利用平行导坑作巷道通风，是解决长隧道施工通风的方案之一，其通风效果主要取决于通风管理的好坏。6)选择通风方式时，一定要选用合适的设备——通风机和风筒，同时要解决好风筒的连接，尽量减少漏风。7)搞好施工中的通风管理，对设备要定期检查，及时维修，加强环境监测，使通风效果更加经济合理。9.1.3隧道施工通风设计1.风量计算2.漏风计算3.风压计算4.通风机的选择5.风机及风管布置1.风量计算(1)按循环爆破的最大炸药量计算风量由于通风方式的不同，使得计算方法各异，以下以管道通风为例，分别介绍。(2)按内燃机作业废气稀释的需要风量计算(3)按洞内同时工作最多人数计算(4)按洞内最小风速所需风量计算3.风压计算(1)摩擦阻力(h摩)摩擦阻力是管道(巷道)周壁与风流互相摩擦以及风流中空气分子间的挠动和摩擦而产生自阻力，也称沿程阻力。(2)局部摩擦(h局)风流经过风管的某些局部地点(如断面扩大、断面减小、拐弯等)时，由于速度值或方向发生突然变化而导致风流本身产生剧烈的冲击，由此产生风流阻力称局部阻力。(3)正面阻力(h正)9.1.4施工防尘1.开挖阶段的防尘措施2.喷射混凝土施工时的防尘措施1.开挖阶段的防尘措施1)湿式凿岩。2)机械通风。3)改进爆破技术，控制炮眼装药，避免岩石过度破碎。4)喷雾洒水。5)个人防护。2.喷射混凝土施工时的防尘措施1)适当增加砂石含水率。2)改进喷头结构，采用半湿式喷射。3)严格控制喷射机的风压。4)在作业区加强通风。5)作业人员穿戴防护用具。6)在作业区安装集尘装置。7)采用可遥控操作的喷射机械手或喷射机组。9.2压风供应9.2.1空压机站的生产能力9.2.2压风管道的设置9.2.1空压机站的生产能力1)一般应靠近洞口，与铺设的高压风管道同侧。2)注意防洪、防火、防爆破。3)机房要求地形宽敞，通风良好，地基坚固。4)空压机组采用并列式布置，两空压机之间的净距不小于1.5m；5)应考虑空压机出入、调换、加油、加水及供电等方便。9.2.2压风管道的设置1.管径选择2.管道安装注意事项2.管道安装注意事项1)管道敷设要求平顺、接头密闭、防止漏气，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象的钢管不能使用。2)在压风的主输出管道上，必须安装总闸阀以便控制和维修管道；主管上每隔300～500m应安装闸阀；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；管端至开挖面距离宜保持在30m左右，并用高压软管接分风器；分部管长度不宜大于50m，与分风器连接的胶管不宜大于10m。3)在洞外段，风管长度超过500m、温度变化较大时，宜安装伸缩器。4)主管长度大于1000m时，应在管道最低处设置油水分离器，定期放出管中聚积的油、水，以保持管内清洁与干燥。5)管道在洞内应敷设在电缆、电线的另一侧，并与运输轨道有一定距离，管道高度一般不应超过运输轨道的轨面，若直径较大超过轨面，应适当增大距离。6)管道安装前应进行检查，钢管内不得留有残杂物和其他脏物；各种闸阀在安装前应拆开清洗，并进行水压强度试验，合格者方能使用。7)管道使用时，应有专人负责检查、维护。9.3施工供水与排水9.3.1施工供水9.3.2施工排水9.3.1施工供水1.水质要求2.用水量估计3.供水设备配置4.供水管道布置1.水质要求①MPN表示最可能数；CFU表示菌落形成单位。当水样检出总大肠菌群时，应进一步检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群；水样未检出总大肠菌群，不必检验大肠埃希氏菌或耐热大肠菌群。②放射性指标超过指导值，应进行核素分析和评价，判定能否饮用。3.供水设备配置(1)蓄水池水池位置应选择在基底坚固的山上，并避开隧道洞顶，以防止水池下沉开裂和漏水渗入隧道，造成山体滑动或洞内塌方。(2)水泵与泵房根据扬程及选用的钢管直径可选择合适的水泵。4.供水管道布置1)管道敷设要求平顺、短直且弯头少，干路管径尽可能一致，接头严密不漏水。2)管道沿山顺坡敷设悬空跨距大时，应根据计算来设立支柱承托，支撑点与水管之间加木垫；严寒地区应采用埋置或包扎等防冻措施，以防水管冻裂。3)水池的输出管应设总闸阀，干路管道每隔300～500m应安装闸阀一个，以便维修和控制管道。4)隧道内给水管道应安设在电路的异侧，不应妨碍运输和行人，并设专人负责检查养护(可与压风管道共同组织一个维修、养护工班)。5)管道前端至开挖面，一般保持的距离为30m，用直径50mm高压软管接分水器，中间预留的异径三通，至其他工作面供水使用软管(管径13mm)连接，其长度不宜超过50m。6)如利用高山水池，其自然水头超过所需水压时，应进行减压，一般是在管路中段设中间水池作过渡站，也可直接利用减压阀来降低管道中水流的压力。9.3.2施工排水1.洞外排水2.洞内排水2.洞内排水(1)顺坡排水即进洞上坡，一般只需要按线路设计坡度，在坑道一侧挖出纵向排水沟，水即可以沿沟顺坡排出洞外。(2)反坡排水即进洞下坡，此时水向工作面汇集，需用水泵排水。图9-􀰊8分段集水坑排水图9-9长距离集水坑排水2.洞内排水9.4施工供电与照明9.4.1施工供电9.4.2照明9.4.3安全用电9.4.1施工供电1.施工总用电量估算2.供电方式3.供电线路布置及导线选择9.4.1施工供电图9-10隧道施工供电1.施工总用电量估算(1)同时考虑施工现场的动力和照明(2)只考虑动力负荷2.供电方式(1)变压器选择一般根据估算的施工总用电量来选择变压器，其容量应等于或略大于施工总用电量，且在使用过程中，一般使变压器承受的用电负荷达到额定容量的60%左右为佳。(2)变压器位置的确定3.供电线路布置及导线选择(1)线路电压等级隧道供电电压，一般是三相四线400/230(V)。(2)供电线路布置在成洞地段用400/230V供电线路，一般采用塑料绝缘铝绞线或橡胶绝缘铝芯线架设；开挖、未衬砌地段以及手提灯应使用铜芯橡胶绝缘电缆。(3)导线选择当供电线路中有电流时，由于导线具有阻抗，会产生电压降，使线路末端电压低于首端电压。图9-11低压导线敷设(单位：cm)图9-12高压电缆悬挂方法3.供电线路布置及导线选择9.4.2照明1.普通光源施工照明2.新光源照明1.普通光源施工照明(1)照明安全变压器作业地段照明必须使用安全变压器，其容量不宜过大，输入电压为220V，输出电压最好有36V、32V、24V、12V四个等级，以便按工作面的安全因素要求选用照明电压，并应装有按电源电压下降而能调整的插头。(2)不同地段的照明布置根据隧道施工规范要求，不同地段的照明布置见表9-16。2.在有水地段应用胶皮电线，工作面附近应用防水灯头。图9-13事故照明自动线路——检查事故照明系统状态的开关，一般每天应检查一次——充电电路开关D——整流器C——电容器DZ——继电器1.普通光源施工照明2.新光源照明1)大幅度地增加了施工工作面和场地的照度，为施工人员创造了一个明亮的作业环境，有利于保证施工质量。2)安全性能好。3)节电效果明显。4)使用寿命长，维修方便，减少电工的劳动程度。9.4.3安全用电1.安全作业要求2.接地1.安全作业要求1)线路及接头不许有裸露，要经常检查，发现裸露应立即包扎。2)各种过电流保护装置不应加大其容量，不能用任何金属丝代替熔丝。3)电工人员操作时必须戴绝缘手套和穿绝缘胶靴。4)在需要触及导电部分时，必须先用测电器检查，确认无电后，方能开始工作，并事先将有关的开关切断封闭，以防误合闸。5)一切电器设备的金属外壳或构架都必须妥善接地。2.接地图9-14隧道用电接地系统9.5隧道断面管路布置图9-15隧道断面管路布置示意图a)全断面开挖地段b)半断面开挖地段