隧道施工供風(fēng)供水供電計算

/第四節(jié)隧道施工供風(fēng)一、施工通風(fēng)隧道施工通風(fēng)是一項很重要的工作，鉆眼、爆破、機械設(shè)備運轉(zhuǎn)等會產(chǎn)生有害氣體或巖塵，使隧道內(nèi)空氣變壞，氧氣削減。巖層本身有時也含有害氣體，如瓦斯、硫化氫等。這些有害氣體及粉塵，對施工人員有極大危害，可導(dǎo)致一氧化碳中毒、人呼吸困難、工作效率降低等，有的氣體含量達確定濃度時，還會引起爆炸（如瓦斯爆炸）。（一）隧道施工作業(yè)區(qū)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)1、粉塵濃度：含有10%以上的游離二氧化硅的粉塵應(yīng)在2mg/m3以下。2、有害氣體濃度：（1）一氧化碳：施工人員進入開挖面時，濃度可為100mg/m3，但進入開挖面后30min內(nèi)，應(yīng)降至30mg/m3以下。（2）氮氧化物（換算成NO2）：為8mg/m3以下。（3）瓦斯（甲烷CH4）：總回風(fēng)流中應(yīng)小于0.75%，從其它工作面進來的風(fēng)流中應(yīng)小于0.5%，開挖面裝藥爆破前應(yīng)小于1.0%，開挖面超過2%時，開挖面超過2%時，施工人員必需全部撤走。3、氧氣含量：不低于20%。4、隧道內(nèi)氣溫：不宜超過25℃。此外，隧道內(nèi)風(fēng)速應(yīng)保持不小于0.25m/s在洞內(nèi)安裝局部通風(fēng)機時，應(yīng)防止噪聲對施工人員的不良影響。（二）通風(fēng)和防塵隧道施工通風(fēng)方式應(yīng)依據(jù)掘進長度、施工方法、是否設(shè)有幫助坑道、有害氣體濃度、機具設(shè)備條件等因素確定。按供風(fēng)來源，分自然通風(fēng)和機械通風(fēng)兩類，按風(fēng)流循環(huán)系統(tǒng)，又可分為自然通風(fēng)、風(fēng)管式通風(fēng)、巷道式通風(fēng)及風(fēng)道式通風(fēng)四種。施工所產(chǎn)生的粉塵對人體有危害，故需限制在國家規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)之內(nèi)。粉塵主要來源是鉆爆作業(yè)。隧道施工中的防塵措施應(yīng)是綜合性的，主要是：濕式鑿巖標(biāo)準(zhǔn)化、機械通風(fēng)經(jīng)?；婌F灑水正規(guī)化、人人防護普遍化。（三）風(fēng)量和風(fēng)壓計算目前為止，施工通風(fēng)仍按一些閱歷公式確定，在施工中依據(jù)實際狀況加以調(diào)整。1、風(fēng)量計算施工通風(fēng)應(yīng)依據(jù)洞內(nèi)工作的最多人數(shù)或同一時間內(nèi)爆破最大炸藥用量所產(chǎn)生的有害氣體稀釋到允許濃度以下，或洞內(nèi)最小風(fēng)速計算而定，以其中最大值選擇通風(fēng)設(shè)備。風(fēng)量要求：按每人每分鐘供應(yīng)簇新空氣3m3。風(fēng)速要求：全斷面開挖時應(yīng)不小于0.15m/s，導(dǎo)坑內(nèi)應(yīng)在0.25m/s—6m/s。（1）依據(jù)同一時間洞內(nèi)工作人員人數(shù)確定Q=kmp式中：k——風(fēng)量備用系數(shù)，接受1.1m——洞內(nèi)同時工作人數(shù)q——每人所需簇新空氣，即q=3m3/s（2）按爆破作業(yè)確定壓入式通風(fēng)時：0.13Q壓=3AL2S2（m3/s）t式中：A——同一時間內(nèi)爆破最大炸藥量（kg）t——爆破后有害氣體稀釋到允許濃度的通風(fēng)時間（min）S——隧道橫斷面面積（m2）L——隧道全長（m）吸出式通風(fēng)時時當(dāng)（L吸≦1.5S時）0.3SAQ吸=L拋（m3/s）tS式中：L吸——風(fēng)管口至開挖面距離（m）L拋——爆破后粉塵拋擲距離（m）火雷管起爆時L拋=15+A電雷管起爆時L拋=15+A/5混合式通風(fēng)時：0.13Q混壓=3AS2L2入口（m3/s）t式中：Q混壓——混合式通風(fēng)時壓入風(fēng)量L入口——吸入風(fēng)口至工作面的實際距離（m）混合式通風(fēng)時，吸出風(fēng)量為：Q混吸=（1.2~1.3）Q混壓（3）按風(fēng)速要求檢算風(fēng)量Q≧V最小?S最大（m3/s）式中：V最小——最小風(fēng)速要求S最大——坑道最大面積（m2）且：Q≦V最小?S最大（m3/s）式中：V最大——最大風(fēng)速要求S最小——坑道最小面積（m2）按上述三種狀況計算后，取最大值作為選擇風(fēng)機的依據(jù)，并要求通風(fēng)機供應(yīng)的風(fēng)量為：Q機=P?Q（m3/s）式中：Q——計算所需風(fēng)量Q——管道漏風(fēng)系數(shù)2、風(fēng)壓計算將風(fēng)送到工作面，必需克服沿途的阻力，并且須要在管口仍有確定的風(fēng)速，要求通風(fēng)機的風(fēng)壓為：h機≧h總阻式中：h機——通風(fēng)機具有的風(fēng)壓h總阻——沿途總的通風(fēng)阻力，h總阻=∑h摩+∑h局+∑h正其中：h摩——沿途摩擦阻力，按下式計算：αLUh摩=9.8Q2（Pa）S3其中：α——風(fēng)道摩擦阻力系數(shù)L——風(fēng)道長度（m）U——風(fēng)道周邊長度（m）]S——風(fēng)道斷面積（m2）Q——計算風(fēng)量（m3/s）h局——沿途之局部阻力，分為兩種：由于風(fēng)流轉(zhuǎn)彎所造成的阻力和風(fēng)道斷面變更（護大或縮?。┧斐傻淖枇??？砂聪率接嬎悖?.8Q2h局=ξ（Pa）2gS2其中：ξ——局部阻力系數(shù)，Q——計算風(fēng)量（m3/s）S——風(fēng)道斷面積（m3）g——重力加速度h正——風(fēng)流遇到的正面阻力，它是由坑道中的阻礙物（如運輸車輛、支撐、材料、積累物等）所造成的，這項阻力僅在巷道式通風(fēng)時才考慮?？砂聪率接嬎悖?.8SMQ2h正=0.0612φ（Pa）2gS2其中：φ——正面阻力系數(shù)，如列車運輸，當(dāng)列車行走時φ=1.15，列車停放時φ=0.5，列車停放間距（或斗車停放間距）超過1.0m時，則逐一相加。Sm——堵塞物斷面積（m2）3、通風(fēng)機選擇風(fēng)機應(yīng)滿足所需供應(yīng)的通風(fēng)量Q供及需克服的總風(fēng)阻h機的要求，其機械效率宜大于0.45，據(jù)此可選擇合適型號的風(fēng)機。當(dāng)風(fēng)管較長，需風(fēng)壓較高，可接受多臺風(fēng)機串聯(lián)。巷道式通風(fēng)中，在缺乏大型通風(fēng)機時，可用數(shù)臺通風(fēng)機并聯(lián)。當(dāng)數(shù)臺通風(fēng)機串聯(lián)或并聯(lián)時，通同機應(yīng)盡量接受相同型號。通風(fēng)機應(yīng)有備用數(shù)量，一般風(fēng)機備用量為計算實力的50~100%。二、高壓風(fēng)供應(yīng)風(fēng)動機具由于結(jié)構(gòu)簡潔，運用便利，平安牢靠，故常被隧道施工所接受，如常用的風(fēng)動機具有鑿巖機、風(fēng)鉆臺車、噴混凝土機具、鍛釬機、壓漿機等。要保證這些機具的正常工作，需有足夠的壓縮空氣供應(yīng)，即要有足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓供應(yīng)各個風(fēng)動機具。壓縮空氣由空壓機（空氣壓縮機）供應(yīng)?？諌簷C有內(nèi)燃及電動等類型，通常設(shè)在洞口。空壓機的生產(chǎn)實力應(yīng)考慮由儲氣筒到風(fēng)動機具設(shè)備沿途的損失q漏、各機具的耗風(fēng)量Σq、風(fēng)動機具的同時工作系數(shù)k以及備用系數(shù)k備，即Q=（1+k備）（Σq·k+q漏）km式中：k——同時工作系數(shù)km——空壓機所處海拔高度對空壓機生產(chǎn)實力的影響系數(shù)k備——空壓機的備用系數(shù)，一般接受75~90%Σq——風(fēng)動機具所需風(fēng)量q漏——管路及附件的漏耗損失，其值為：q漏=α∑L（m3/min）其中：α——每公里漏風(fēng)量，平均為1.5~2.0m3/minL——管路總長（km）按所需風(fēng)量大小、運用要求（如空壓機是否需移動）、工地能源狀況等選用空壓機。由于風(fēng)動機具均要求有確定的風(fēng)量和風(fēng)壓，風(fēng)量或風(fēng)壓不夠，就不能正常工作，因此除考慮足夠的風(fēng)量供應(yīng)外，還必需保證工作面高壓風(fēng)供應(yīng)有足夠的風(fēng)壓。為此應(yīng)盡量削減管路輸送中的風(fēng)壓損失，這需留意下述幾個方面：風(fēng)管管徑選擇適當(dāng)；管路接頭要嚴(yán)密、保證質(zhì)量，防止漏風(fēng)；管道敷設(shè)平順，削減銳角及回轉(zhuǎn)，避開急彎；管徑由大變小，不得突然變更斷面，應(yīng)慢慢縮小，風(fēng)動機具的橡破管要盡量縮短（如直徑19mm的橡皮軟管，長18m時風(fēng)壓損失為（0.08~0.12）Mpa可接受主風(fēng)管上接較大直徑軟管，安裝分風(fēng)器，由分風(fēng)器再接較小直徑的軟管連接風(fēng)動機具，實行這些措施可以削減風(fēng)壓或風(fēng)量的損失。第五節(jié)隧道施工供水一、水量用水量應(yīng)依據(jù)工程狀況、機械用水量、施工進度、施工人員人數(shù)、氣候等確定，在初步概略估算時，可參考表4-2-1。表4-2-1用途單位耗水量說明鑿巖機用水t/h·臺0.20噴霧用水t/min·臺0.03每次放炮后噴霧30min出渣灑水和鑿巖、噴霧時間錯開，不另計算初砌用水t/h1.50包括混凝土拌合、養(yǎng)護、洗石等用水機械用水t/d·臺5.00浴池用水t/次15.00生活用水t/d·人0.02二、水源及水質(zhì)要求選擇水源應(yīng)考慮水質(zhì)及運用便利。凡不含有害礦物質(zhì)，沒有污染、沒有臭味的自然水均可作為水源。水質(zhì)要求不能影響人的健康，不影響混凝土工程質(zhì)量，水源能保證不間斷供水。經(jīng)常選用的水源有山間溪流、泉水、河水、地下水、溶洞水等。高山水池的相對高度應(yīng)能保證在工作面水壓達到0.3Mpa，并需考慮供水管路沿途的壓頭損失及有適當(dāng)富余（一般富余20%），這樣，水池和工作面的高差應(yīng)為：H≧1.20（30+h損）式中：H——水池和隧道最高工作面之相對高度h損——管路總損失（壓頭損失），需計入進水口水頭損失、管路摩擦損失、流速損失、管路轉(zhuǎn)彎損失等。供水除了水池供水方式外，在地形條件限制，無法修建高水池時，可用水泵干脆供水。當(dāng)水源高差大，亦可干脆在修筑工地。隧道工程量小或高寒缺水地區(qū)，開挖面也可接受風(fēng)水罐供水方式，即在一特制貯水罐中，接高壓風(fēng)供應(yīng)水壓力。三、施工用水施工用水水源利用3合同旁邊的水海子水庫水源，該水源距小團山隧道昆明端約3km。（一）水池：供水系統(tǒng)共需修建4個蓄水池，水池設(shè)置位置、容積、高程見表和圖。供水系統(tǒng)蓄水池表表編號設(shè)置位置容積(m3)高程(m)1水海子水庫旁山頭上30020802上行K17+530右50m山坡上15020353小團山隧道昆明端洞頂山頭上30021004小團山隧道石林端洞頂山坡上1502095（二）供水設(shè)施配置在水海子水庫旁建1號抽水站，用φ50鋼管130m將水抽至1號水池；1號水池和2號水池之間架設(shè)2700mφ50供水管,水從1號水池自流至2號水池,2號蓄水池旁設(shè)2號抽水站，架設(shè)φ50鋼管110m，把2號水池的水抽至3號水池，從3號水池架設(shè)φ80鋼管150m至小團山隧道昆明端洞口，供隧道昆明端用水，3號水池旁設(shè)3號抽水站架設(shè)φ50鋼管1350m從3號水池抽水至4號水池,從4號水池架設(shè)φ80鋼管130m至小團山隧道出口供小團山隧道石林端用水。四、生活用水本合同段生活用水分別利用小團山隧道洞頂3、4號高山水池水源，經(jīng)凈化處理達到飲用水標(biāo)準(zhǔn)后供生活用水。隧道施工供電和照明一、隧道施工供電按隧道施工機具及照明確定用電量，在確定用電量時應(yīng)考慮電路實力損失以及同時用電系數(shù)（≦1），用電量可按正式計算確定：PaK1K2P=k（∑+∑PbK1）（KVA）Aη式中：k——電線路實力損失（1.05~1.1）A——各類用電設(shè)備的功率因數(shù)Pa——同一類型用電設(shè)備總額定功率Pb——照明用電總量η——電動機及其它動力用的效率（0.83~0.88）K2——動力用戶之負載系數(shù)（0.6~1.0）K1——同時用系數(shù)對于中小隧道（隧道長度在2km以下），可用400/230V三相四線系統(tǒng)兩端送電，選用的導(dǎo)線斷面應(yīng)使末端電壓降不超過10%；對于長隧道，如洞內(nèi)用電設(shè)備不多，在選用經(jīng)濟合理的導(dǎo)線斷面后，末端電壓降未超過允許范圍時，仍可按上述規(guī)定辦，否則應(yīng)接受6-10KV高壓送電。在洞內(nèi)或平行導(dǎo)坑適當(dāng)位置設(shè)高壓變電站，將高壓電變?yōu)榈蛪弘姾笏椭凉ぷ髅?。高壓電進洞必需做好平安管理工作，一般應(yīng)接受鎧裝或高強度電力電纜，電纜和架空線聯(lián)接處應(yīng)有避雷裝置，電纜終端應(yīng)有密封的接線盒。洞內(nèi)設(shè)置的6-10KV高壓變電站應(yīng)符合下述要求：無瓦斯隧道可接受中性接地系統(tǒng)的一般變壓器；開關(guān)設(shè)備應(yīng)用井下高壓配電箱或油開關(guān)柜，不允許用一般跌落式保險絲具代替油開關(guān)；變電站應(yīng)安設(shè)在不漏水的區(qū)段，同時