隧道風(fēng)、水、電管線布置方案設(shè)計

1、隧道洞內(nèi)通風(fēng)、排水、施工用電及管線布置方案一、工程概況：豐寧隧道（DK190+364至DK196+761位于承德市豐寧縣城東南 側(cè)，隧道進口位于南二營村，里程為 DK190+364出口位于四道河村 后側(cè)，里程為DK196+761全長為6397米，隧道最大埋設(shè)409.6m。 本隧道為單洞雙線隧道，直線段標準線間距為4.0m。豐寧隧道進出口段均位于曲線上，其余地段均為直線段。進口段線路為右偏曲線， DK190+364DK190+98長623m 曲線半徑為800m 出口段線路為右 偏曲線，DK196+374.048DK196+75,6長 381.952m,曲線半徑為 2000m 隧道內(nèi)縱坡均為下坡，

2、隧道進口坡度為 5%。，隧道內(nèi)坡長749m;其余 坡度為12%，坡長5648m二、洞內(nèi)管路總體布設(shè)： 豐寧隧道洞內(nèi)臨時設(shè)施包括洞內(nèi)高壓電纜、 低壓照明線路、 高壓 動力線、通風(fēng)管路、抽排水管路等，洞內(nèi)照明采用 36V低壓電路，在 施工場地設(shè)置大的蓄水池， 引入潮河水供施工用水， 根據(jù)現(xiàn)場施工實 際情況和依據(jù)規(guī)范計算在豐寧隧道施工端口各安裝一臺2X 110KW軸流式通風(fēng)機，進行壓入式送風(fēng)，通風(fēng)管采用巾1800mn拉鏈式軟風(fēng)管， 通風(fēng)管安裝在起拱線位置上。洞內(nèi)管線布設(shè)詳見附圖。1 、高壓供水方案隧道進出口均打井取水， 洞口外設(shè)置施工用水池， 利用高揚程水 泵從水井提至施工， 再利用增壓泵， 從施工

3、用水池向洞內(nèi)施工作業(yè)面 提供高壓用水。供水滿足洞內(nèi)高壓用水需要，利用管路供水至洞內(nèi)， 高壓水管選用直徑為108的無縫鋼管，采用托架安裝邊墻上。2、洞內(nèi)施工排水方案豐寧隧道進口端為反坡施工， 開挖時根據(jù)洞內(nèi)的實際涌水量配備 足夠的抽水設(shè)備，將掌子面積水利用污水泵逐級抽水，排出洞外。豐 寧隧道出口施工為順坡施工， 排水采用順坡自然排水， 只在開挖面與 仰拱區(qū)間設(shè)抽水設(shè)備， 抽水設(shè)備為高壓潛水泵， 水泵將施工污水抽至 成形水溝內(nèi)自然順坡排入洞口左側(cè)水坑廢水處理池， 污水經(jīng)處理達標 后排放至潮河。3、施工用電方案隧道施工用電由10KV高壓線“T”接點處引入洞口變壓器后，提 供各洞口生產(chǎn)、生活用電，在大

4、電未送達之前采用自備發(fā)電機供電。計劃在進口設(shè)置1000KVA變壓器一臺，500KVA變壓器一臺，400KVA 變壓器預(yù)留進洞使用，出口設(shè)置設(shè)置1000KVA變壓器一臺，500KVA變壓器一臺，400KVA變壓器預(yù)留進洞使用，同時，每個洞口配備一 臺350KW發(fā)電機、一臺50KW發(fā)電機備用，以滿足施工和生活用電。 因隧道單口掘進較長，電壓降較大，需將變壓器移至洞內(nèi)，進洞采用 電纜引 10kv 高壓電至洞內(nèi)變電器。照明電壓：作業(yè)地段不得大于36V,成洞和不作業(yè)地段可采用220V;成洞地段固定的電線路，用絕緣良好的膠皮線架設(shè)，照明燈 15m布置一處。襯砌、開挖等施工地段，加設(shè)照明設(shè)備，以滿足施工 照

5、明。施工地段的臨時電線路宜采用橡套電纜， 隧道內(nèi)設(shè)應(yīng)急照明設(shè) 備，該設(shè)備必須在短路或供電中斷時， 能自動接通并能連續(xù)工作 2小 時以上，應(yīng)急設(shè)備布設(shè)間距30m 一處。三、施工措施1、隧道通風(fēng)施工通風(fēng)設(shè)計依據(jù)鐵路隧道施工規(guī)范和施工工作面安排進行 設(shè)計。開挖面領(lǐng)先襯砌 70100m襯砌仰拱先行，拱墻一次成型， 為通風(fēng)設(shè)備的安裝提供了較好的條件。同時，由于施工人員、機具絕 大部分集中在距掌子面百米范圍內(nèi)， 爆破煙塵都集中在一起，根據(jù)上 述情況，采用軸流式通風(fēng)機、壓入式通風(fēng)。1.1、壓入式通風(fēng)布置形式10m < L20m圖1壓入式通風(fēng)布置示意圖如上圖1所示，通風(fēng)機或局部扇風(fēng)機把新鮮空氣經(jīng)風(fēng)筒壓入

6、工作 面，污濁空氣沿隧道流出。保證有效射程（L1）的控制距離。有效射程以外的炮煙及廢氣, 呈渦流狀態(tài)，不能迅速排除。有效射程按下式計算：./L1=（45） A式中：L1有效射程，m a 隧道的斷面積，m。L仁 5V 130=5*11.4=57m;在應(yīng)用壓入式通風(fēng)時須注意以下兩點：（1）通風(fēng)機安裝位置應(yīng)與洞口保持一定距離，一般應(yīng)大于20m 同時，風(fēng)機應(yīng)安置在洞門10m以外處，避免洞內(nèi)流出的污濁空氣重新 進入，形成部分循環(huán)風(fēng)。（2）風(fēng)筒出口應(yīng)與工作面保持一定距離，對于大斷面、大風(fēng)量、 大直徑風(fēng)管，該距離應(yīng)控制在 45 60m以內(nèi)。1.2 、風(fēng)機及風(fēng)管的確定因隧道開挖斷面大和無軌運輸洞內(nèi)污染大的客觀

7、原因， 成立專業(yè) 通風(fēng)技術(shù)班組， 加強通風(fēng)管理， 負責(zé)風(fēng)管的接長、 檢查、補漏、順直、 開機及其它管理工作， 確保管道漏風(fēng)率及內(nèi)摩阻力， 保證洞內(nèi)掌子面 風(fēng)速在 0.21m/s 以上。同時采取綜合防塵技術(shù)，炮后立即噴霧灑水， 出碴過程中設(shè)專人灑水，濕式鉆孔，濕噴混凝土作業(yè)。加強設(shè)備維修 管理，減少排放尾氣、廢氣，達到綜合防塵效果，并隨時進行洞內(nèi)環(huán) 境監(jiān)測，配置風(fēng)速儀掌握通風(fēng)情況及環(huán)境情況，確保洞內(nèi)空氣清新， 創(chuàng)造良好的勞動環(huán)境。根據(jù)我國鐵路、 廠礦、企業(yè)及有關(guān)勞動衛(wèi)生標準的規(guī)定，隧道內(nèi) 施工作業(yè)段的空氣必須符合下列衛(wèi)生標準： 1、粉塵濃度：國務(wù)院頒 布的關(guān)于防止廠礦企業(yè)中矽塵危害的決定中規(guī)定：

8、 （1 ）每 m 空氣 含有10%以上游離二氧化硅的粉塵為 2mg （2）含游離二氧化硅在 10以下時，不含有害物質(zhì)的礦性和動植物性的粉塵為10mg；（3）含游離二氧化硅在 10%以下的水混粉塵為 6mg。 2、氮氧化合物（換算 成NO2濃度：我國礦山安全規(guī)程及鐵路隧道施工技術(shù)規(guī)范規(guī)定: 氮氧化合物不得超過 0.00025%，質(zhì)量濃度不得超過 5mg/m3。 3、洞 內(nèi)空氣成分（按體積計） ：我國礦山安全規(guī)程及鐵路隧道施工技術(shù) 規(guī)范規(guī)定：凡有人工作的地點，氧氣（ O2） ? 的含量不低于 20%， 二氧化炭（CO）的含量不得大于0.5 %。4、洞內(nèi)風(fēng)量要求：每人每 分鐘供應(yīng)新鮮空氣不應(yīng)少于3m

9、3,柴油設(shè)備千瓦/分鐘需要新鮮空氣不 小于 3m3。通風(fēng)機2X 110KW軸流式通風(fēng)機風(fēng)量為2385 m3/min，風(fēng)壓為5355Pa。1 ）設(shè)計參數(shù)：開挖斷面積s= 90m一次爆破用藥量： A =290kg （圍巖循環(huán)進尺： 3m）； 洞內(nèi)最多作業(yè)人數(shù)：按每工作面平均 50人；爆破后通風(fēng)排煙時間：t= 30mi n;通風(fēng)管：采用© 1.8m軟管管道百米漏風(fēng)率：B= 1.2 %;風(fēng)管沿程摩阻系數(shù)（達西系數(shù)：入=0.01 ）:22a= p入 /8 = 3.0 x 10-4kg.s /m ;最大壓入通風(fēng)長度： L =3200m。2）風(fēng)量計算從四個方面考慮，具體為按洞內(nèi)允許最低風(fēng)速計算得

10、Q1;按洞 內(nèi)最多工作人員數(shù)計算得 Q2按排除爆破炮煙計算得 Q3通過計算， 取 Q= Max （Q1、Q2 Q3。按洞內(nèi)最小風(fēng)速計算風(fēng)量 （每個工作面）：最小風(fēng)速取為 0.21m/s;Q1= 0.21 x 90 x 60=1134 （ mi/min ）; 按洞內(nèi)最多工作人員數(shù)計算風(fēng)量（每工作面） ：Q2=3x 50=150（ m3/min ）;按稀釋爆破炮煙計算風(fēng)量：Q3 =7.8 VA(sl) 7t 3=789 (mi/min );T通風(fēng)時間，取30分鐘；A同時爆破藥量；S開挖斷面積；L需要通風(fēng)的巷道長度(m取為3200m按稀釋內(nèi)燃機車廢氣計算風(fēng)量：由于本隧道采用無軌運輸方案， 限制洞內(nèi)內(nèi)

11、燃機車數(shù)量， 內(nèi)燃機 車功率主要在出碴施工中運行功率以 400kw考慮。Q4=400 x 3=1200m/min風(fēng)機風(fēng)量：根據(jù)洞內(nèi)最大需風(fēng)量、 通風(fēng)長度和百米漏風(fēng)率，應(yīng)用公式Qm= Q0/ (1-0.012L/100 )求出所配風(fēng)機的風(fēng)量。Q0=1200mm。Qm=1200/(1-0.012*3200/100)=1948m 3/min /Qs=2385m3/min 。滿足要求。3)風(fēng)壓計算h阻=h動+刀h局+刀h沿動壓取 50Pa；局部壓力損失一般按沿程壓力損失的10估算；沿程壓力損失計算：h 沿=agpLQ/s3(Pa)式中a風(fēng)道摩擦阻力系數(shù)，取 a= 3x10-4kg? s7m2L 風(fēng)道長

12、度(m) (L =3200m)。Q風(fēng)機風(fēng)量(mi/s ) (Q= 39.8m3/s )S管道截面積(m2) (S =2.54m2)。P管道內(nèi)周長(m) (P =5.02m)。g重力加速度，取9.8m2/sh 沿=4565 (Pa)。h阻=Eh 動 + 刀h局 + 刀h正洞沿 =5072( Pa) / Ps=535( Pa)。 滿足要求。( 2)通風(fēng)設(shè)備選擇及配置 本隧道采用張家口端和唐山端同時掘進施工， 單口掘進 L=3200m, 隧道通風(fēng)設(shè)備按以下配置：配置 1臺2X 110KW軸流風(fēng)機，配置一道© 1800mm的風(fēng)管壓入式通風(fēng)；風(fēng)管用便于裝卸和維修的PVC拉鏈式軟風(fēng)管。( 3)通

13、風(fēng)管布置安排 在系統(tǒng)布置上，堅決杜絕各種形式的“循環(huán)風(fēng)”。風(fēng)管出風(fēng)口到 工作面距離控制在4560m范圍內(nèi)。出風(fēng)口氣體射流倘沿壁擴散后能 反向流出工作面，對工作面通風(fēng)換氣有利。1.3、施工通風(fēng)管理 由專業(yè)人員進行現(xiàn)場施工通風(fēng)管理和實施，風(fēng)管安裝平、直、順，通風(fēng)管路轉(zhuǎn)彎處安設(shè)剛性彎頭，并且彎度平緩，避免轉(zhuǎn)銳角彎， 以減小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加強日常維修和管理。 配有專業(yè)技術(shù)人員對現(xiàn)場通風(fēng)效果進行檢測， 根據(jù)檢測結(jié)果及 時進行階段調(diào)整。 必要時可以根據(jù)檢測結(jié)果及時對通風(fēng)系統(tǒng)作局部調(diào)整，保證洞內(nèi)氣溫不得高于28C、一氧化碳(CO和二氧化氮(NO)濃度在通風(fēng)30 min后分別降到30mg/ni

14、和5mg/nn以下，以滿足施工需要。 風(fēng)機配有專業(yè)風(fēng)機司機負責(zé)操作， 并作好運轉(zhuǎn)記錄， 上崗前進 行專業(yè)培訓(xùn)，培訓(xùn)合格后方可上崗。 電工定期檢修風(fēng)機， 及時發(fā)現(xiàn)和解決故障， 保證風(fēng)機正常運轉(zhuǎn)。1.4 、對施工的要求 為了保證風(fēng)機能夠正常啟動和運轉(zhuǎn)， 為風(fēng)機提供合適的供電設(shè) 備。 加強日常通風(fēng)檢測， 保證足夠的風(fēng)量和風(fēng)壓， 并且要愛護通風(fēng) 管路，避免對通風(fēng)管路的破壞，降低漏風(fēng)率。 要求通風(fēng)管每節(jié)長度大部分為 20m/節(jié)，根據(jù)掌子面銜接風(fēng)管 長度的需要可以配置少量10m/節(jié)的風(fēng)管。 洞口風(fēng)機需要安設(shè)在距離洞口 20m以外的上風(fēng)向，避免發(fā)生污風(fēng)循環(huán)；風(fēng)管出風(fēng)口距開挖工作面的距離不超過30m。 因為所

15、選擇的風(fēng)管直徑較大， 保證洞內(nèi)有足夠的凈空高度， 避 免發(fā)生過往車輛和機械刮破風(fēng)管而影響施工。 由于采用無軌運輸， 運輸車輛的尾氣排放口安設(shè)凈化裝置， 以 降低對隧道內(nèi)施工環(huán)境的污染程度。1.5 、其它措施因為隧道施工采用的內(nèi)燃設(shè)備較多、 功率較大， 運輸車輛排放的 尾氣量很大， 隧道開挖產(chǎn)生的有害氣體和粉塵也較多。 為了避免對施 工人員和大氣造成危害， 對洞內(nèi)排出的污風(fēng)進行空氣質(zhì)量監(jiān)測， 如果 發(fā)現(xiàn)不符合排放標準， 及時采取有效的處理措施， 以滿足環(huán)境保護的 要求水幕降塵器降塵。水幕降塵器具有噴水顆粒細，產(chǎn)霧量大，能夠 封鎖整個隧道斷面，除降塵外還可以吸收易溶于水的有害氣體（S02、 NH等

16、）。隧道干式除塵機除塵，用于噴砼和裝碴時的除塵。通過調(diào)整供風(fēng) 的風(fēng)速控制粉塵（當洞內(nèi)風(fēng)速達到1.53.0m/s時，作業(yè)地點中空氣 粉塵的含量會降低至最低）。2、隧道施工用電照明和動力線分層架設(shè)，電纜線懸掛高度距行人地面不小于2m。動力干線上的每一分支線裝設(shè)開關(guān)及保險， 禁止在動力線路上加 掛照明設(shè)施。同時做到“一機一閘一漏?！薄Ｗ鳂I(yè)面采用36V低壓照明設(shè)備，36v低壓變壓器設(shè)在安全、干燥 處。豐寧隧道設(shè)備參數(shù)表設(shè)備規(guī)格型號數(shù)量 （臺）功率(kw)總功率（kw）備注變壓器空壓機20卅6132792洞口1 X 1000KVA1 X 500KVA軸流通風(fēng)機110kwX 21220220軸流通風(fēng)機55

17、kwX 21110110攪拌機JS75015050鋼筋加工場80生活用電60駐地照明用電50洞內(nèi)小計13621500KVA電焊機4520400KVA濕噴機47.530注漿泵11515混凝土泵車HBT-60280160 :襯砌臺車240渣漿泵51365小計330合計1692kw1900KVA根據(jù)機具計劃及照明計劃，現(xiàn)場用電量為1692kw,采用1 X1000KVA 1X 500KVA及1X 400KVA的變壓器以滿足施工用電。并通 過電路功率公式計算得出對應(yīng)的電流和電壓， 依此選用電氣控制設(shè)備 和電線，達到安全、經(jīng)濟生產(chǎn)。3、施工排水豐寧隧道出口施工為順坡施工， 排水采用順坡自然排水， 只在開

18、挖面與仰拱區(qū)間設(shè)抽水設(shè)備， 抽水設(shè)備為高壓潛水泵， 水泵將施工污 水抽至成形水溝內(nèi)自然順坡排入洞口左側(cè)水坑廢水處理池， 污水經(jīng)處 理達標后排放至潮河。反坡施工即向洞內(nèi)施工前進方向縱坡為下坡， 洞內(nèi)水向工作面匯 集，需要及時抽排，以防止施工掌子面水積聚過深，影響隧道圍巖的 穩(wěn)定性和隧道施工的機械設(shè)備及施工人員的安全， 影響正常的施工生 產(chǎn)。豐寧隧道進口施工為反坡施工， 排水主要采用機械排水， 設(shè)多級 泵站接力排水， 工作面積水采用移動式潛水泵抽至就近泵站或臨時積 水坑內(nèi)，其余已施工完成地段， 隧道滲水經(jīng)隧道內(nèi)側(cè)溝自然匯集到臨 時積水坑或泵站水池內(nèi)。 臨時積水坑及泵站內(nèi)積水由固定式排水泵站 接力將

19、洞內(nèi)積水抽排至洞外污水處理池， 經(jīng)污水處理池處理達標后再 排放。豐寧隧道進口段有巖層富水地段， 固定式排水泵站水倉容量按正 常圍巖滲水、施工廢水及設(shè)計最大涌水量 5200m3/d 的流量設(shè)計。并 考慮方便清淤和施工方便， 臨時集水坑根據(jù)不同地段滲水情況確定其 大小。排水泵按使用一臺、備用一臺、檢修一臺考慮。并設(shè)專業(yè)隊伍進行管理和操作隧道內(nèi)縱坡均為下坡，隧道進口坡度為0.5%,隧道內(nèi)坡長737m; 其余坡度為1.2%，坡長5648m隧道縱坡坡度較緩適合采用較長距離 開挖固定式集水坑作為泵站，用小集水泵將開挖面的積水抽到最近的集水坑內(nèi)，再用大功率泥漿泵通過排水管道將水排到洞外。如下圖洞內(nèi)平面布置示

20、意圖長距離采用的反坡排水方式考慮到本隧道圍巖滲水量比較大， 有富水地段，在布置固定式排 水泵站時將考慮排水泵的揚程，擬每 1000米設(shè)置固定式排水泵站一 個。水質(zhì)除地下水的本身成分外，主要還有巖石、石屑、泥漿，同時 還有噴射混凝土的回彈物摻雜物，所以，選用污水污物潛水電泵。根 據(jù)揚程合理選用水泵型號。洞內(nèi)泵站間水量遞增較大，為考慮到在管 理、操作維修上的方便，泵站間高差相近，選用型號相同水泵，只是 在設(shè)備數(shù)量上相應(yīng)增加。工作面移動水泵，選用移動輕便的水泵，實 際操作根據(jù)水量大小在數(shù)量上予以增減。豐寧隧道進口班組設(shè)置泵站位置及選用設(shè)備一覽表施工班組泵站位置選用的型號使用數(shù)量備用數(shù)量抽水能力（m3

21、/h） /揚程（m）進口班組DK191+300WQXN25- 75/3-1112100/115進口班組DK192+300WQXN25- 75/3-1112100/115進口班組DK193+300WQXN25- 75/3-1112100/115進口班組臨時集水AS30-2CB1111/30進口班組臨時集水AS30-2CB1111/30進口班組臨時集水AS30-2CB1111/30說明：1、各個工區(qū)均考慮一套備用設(shè)備，并有一定的富余量，可根據(jù)開挖后的實際情況 進行調(diào)整，WQXN2575/3-11衡陽市大力成泵業(yè)制造的每小時100方排量污水污物潛 水泵，AS30-2CE為上海欣泉攪碎式排污泵。2、隧

22、道估算滲水量是根據(jù)設(shè)計資料和以往隧道施工經(jīng)驗進行估算，實際出水量可 能會有出入，應(yīng)根據(jù)開挖后實際情況加以調(diào)整，抽水設(shè)備的配置情況。3、估算原則：本隧道穿沒有越斷層破碎帶和富水地段，排水設(shè)備能具備小型涌水 排水能力。4、應(yīng)急措施：當涌水量超出計算值立即啟用應(yīng)急預(yù)案，增加排水設(shè)施。5、施工掌子面用水按2030 m3/d考慮。根據(jù)洞內(nèi)水量情況，結(jié)合選配的抽水設(shè)備，正常施工排水采用3套管路（可根據(jù)隧道施工后洞內(nèi)滲水情況增加管路）：2套為© 150 mm 無縫鋼管（一路檢修備用，一路日常使用）；1套為© 80 mn消防軟管（工作面上移動集水）。集水坑設(shè)于洞內(nèi)左側(cè)，每隔350 m設(shè)置1處，同時根據(jù)隧道內(nèi)出水量情況予以適當加密。臨時集水坑的容量按該段 15 min的匯水量 加上施工用水量（每工作面2030 m/ d）合計確定，一般集水坑尺寸 為：2 m（長）X 2 m（寬）X 1. 0 m（深），容量4 m3,可根據(jù)實際情況進 行調(diào)整大小。固定泵站是整個施工過程結(jié)束前所使用的接力排水倉位置。本班組一共設(shè)置三處，