《鐵路隧道施工與維護(hù)》課件-項(xiàng)目8 隧道施工輔助作業(yè)

項(xiàng)目8隧道施工輔助作業(yè)任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)工作任務(wù)（1）根據(jù)隧道使用的風(fēng)動(dòng)機(jī)械進(jìn)行供風(fēng)量計(jì)算；（2）能夠進(jìn)行高壓風(fēng)管管徑選擇。任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)1.壓縮空氣的供應(yīng)在隧道施工中，以壓縮空氣為動(dòng)力的風(fēng)動(dòng)機(jī)械(具)設(shè)備得到廣泛的使用，常用的有鑿巖機(jī)、裝碴機(jī)、噴混凝土機(jī)、鍛釬機(jī)、壓漿機(jī)等。這些風(fēng)動(dòng)機(jī)具所需的壓縮空氣是由空氣壓縮機(jī)(以下簡(jiǎn)稱空壓機(jī))生產(chǎn)，并通過(guò)高壓風(fēng)管輸送給風(fēng)動(dòng)機(jī)具的。任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)壓縮空氣俗稱高壓風(fēng)，即經(jīng)空氣壓縮機(jī)壓縮后的具有一定壓力的空氣。要保證風(fēng)動(dòng)機(jī)械(具)設(shè)備正常工作，壓縮空氣必須具有一定的風(fēng)量和風(fēng)壓。（1）供風(fēng)量的計(jì)算供風(fēng)量的大小可根據(jù)下式計(jì)算：任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)式中:-空壓機(jī)的備用系數(shù)，一般采用75％-90％；-風(fēng)動(dòng)機(jī)具所需風(fēng)量，ｍ3/min(可查閱風(fēng)動(dòng)機(jī)具性能表)；-同時(shí)工作系數(shù)，見(jiàn)表8.1.1；—空壓機(jī)所處海拔高度對(duì)空壓機(jī)生產(chǎn)能力的影響系數(shù)見(jiàn)

表8.1.2。—管路及附件的漏耗損失。任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)（2）空壓機(jī)站空壓機(jī)站主要由空壓機(jī)、配電設(shè)備、儲(chǔ)風(fēng)罐(俗稱風(fēng)包)、送風(fēng)管及配件、循環(huán)水池(用于冷卻空壓機(jī))等組成?？諌簷C(jī)按動(dòng)力來(lái)源可分為電動(dòng)和內(nèi)燃兩種。短隧道可采用移動(dòng)式內(nèi)燃空壓機(jī)，長(zhǎng)隧道可采用固定式大型電動(dòng)空壓機(jī)。任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)（3）高壓風(fēng)管管徑的選擇高壓風(fēng)管管徑應(yīng)根據(jù)可能出現(xiàn)的最大風(fēng)量和容許的最大風(fēng)壓損失來(lái)確定。使之滿足：能通過(guò)計(jì)算的最大供風(fēng)量；送風(fēng)管末端的風(fēng)壓不小于0.6MPa，以保證高壓風(fēng)通過(guò)膠管到達(dá)風(fēng)動(dòng)機(jī)械(具)后仍能保持0.5MPa的風(fēng)壓。任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)高壓風(fēng)鋼管管徑選擇可按下列步驟進(jìn)行：

①計(jì)算出送風(fēng)管路最大的理論長(zhǎng)度。

②根據(jù)最大供風(fēng)量及送風(fēng)管管路最大理論長(zhǎng)度，由表8.1.6可查得風(fēng)管直徑。

③根據(jù)查得的風(fēng)管直徑及最大供風(fēng)量，計(jì)算風(fēng)壓損失值（也可查表8.1.7確定）。當(dāng)風(fēng)壓損失值≤P-0.6MPa時(shí)(P為送風(fēng)鋼管始端風(fēng)壓)，查得的風(fēng)管直徑即可使用，否則要將風(fēng)管直徑加大一級(jí)，并重復(fù)以上步驟重新選取，直至滿足為止。任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)表8.1.6容許通過(guò)風(fēng)量與管徑、管長(zhǎng)關(guān)系任務(wù)8.1壓縮空氣的供應(yīng)項(xiàng)目8隧道施工輔助作業(yè)任務(wù)8.2施工供水與排水任務(wù)8.2施工供水與排水工作任務(wù)（1）合理選擇供水與排水方式。任務(wù)8.2施工供水與排水1.施工供水（1）水質(zhì)要求凡無(wú)臭味，不含有害礦物質(zhì)的潔凈天然水，都可以作施工用水，飲用水的水質(zhì)則要求更為新鮮清潔。無(wú)論生活用水還是施工用水，均應(yīng)做好水質(zhì)化驗(yàn)工作。（2）用水量估算用水量與隧道工程的規(guī)模、施工進(jìn)度、施工人員數(shù)量、機(jī)械化程度等條件有關(guān)，變化幅度較大，一般可參照表8.2.3來(lái)估算1d的用水量，再加一定的儲(chǔ)備量。任務(wù)8.2施工供水與排水表8.2.31d的用水量（t）任務(wù)8.2施工供水與排水（3）

供水方式供水方式主要根據(jù)水源情況而定。在選擇水源時(shí)，應(yīng)根據(jù)當(dāng)?shù)丶竟?jié)變化，要求有充足的水量，保證不間斷供水。通常應(yīng)盡量利用自流水源，以減少抽水機(jī)械設(shè)備。一般是把山上流水或泉水，河水或地下水(打井)用水管或抽水機(jī)引或揚(yáng)升到位于山頂?shù)男钏刂?，然后利用地形高差形成水壓，通過(guò)管路送達(dá)使用地點(diǎn)。任務(wù)8.2施工供水與排水2.洞內(nèi)排水（1）順坡施工排水向洞內(nèi)開(kāi)挖為上坡，叫順坡排水。一般只需隨著隧道的延伸，在一側(cè)(或兩側(cè))開(kāi)挖排水溝，使水順坡自然排出洞外。任務(wù)8.2施工供水與排水（2）反坡施工排水向洞內(nèi)開(kāi)挖為下坡，叫反坡施工。斜井開(kāi)挖亦屬此類。因水向工作面匯集，需用機(jī)械排水，排水系統(tǒng)常用的布置有兩種方式；

①分段開(kāi)挖反坡水溝，在分段處挖集水坑，每個(gè)集水坑處設(shè)一抽水機(jī)，把水抽至后一段反坡，最后一個(gè)抽水機(jī)把水排出洞外，如圖8.2.1（a）所示。任務(wù)8.2施工供水與排水

②隔開(kāi)較長(zhǎng)距離開(kāi)挖集水坑，開(kāi)挖面的積水用小水泵抽到最近的集水坑內(nèi)，再用主抽水機(jī)將水排到洞外，如圖8.2.1（b）所示。

任務(wù)8.2施工供水與排水

(b)長(zhǎng)距離集水坑排水1.主水泵2.小水泵3.集水坑4.排水管5.橫溝6.水溝圖8.2.1反坡排水方式示意圖項(xiàng)目8隧道施工輔助作業(yè)任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵工作任務(wù)（1）根據(jù)隧道的實(shí)際情況，選擇合理的通風(fēng)方式；（2）能夠計(jì)算通風(fēng)量并選擇風(fēng)機(jī)。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵隧道施工中，由于鑿巖、爆破、裝碴運(yùn)輸、噴射混凝土等作業(yè)，產(chǎn)生大量的粉塵，而且炸藥爆炸還會(huì)釋放大量的CO、C02、N02、S02、H2S等有害氣體；隧道穿經(jīng)煤層或某些地層，還會(huì)放出瓦斯、硫化氫等有害氣體；洞內(nèi)施工人員要消耗氧氣，呼出C02等；這些都會(huì)使洞內(nèi)工作環(huán)境的空氣惡化，降低洞內(nèi)施工效率，甚至?xí)斐砂踩鹿?。此外，隨著坑道不斷向山體深部延伸，溫度和濕度相應(yīng)增高，對(duì)人體產(chǎn)生有害影響。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵隧道施工通風(fēng)的目的，就是向洞內(nèi)送進(jìn)新鮮空氣，排除有害氣體，降低粉塵濃度和洞內(nèi)溫度，保障洞內(nèi)施工人員的健康，改善勞動(dòng)條件，從而保證施工安全和提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵按照規(guī)定，洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境必須符合下列衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)：

①洞內(nèi)空氣中含氧量不得少于20％，并保證洞內(nèi)施工人員每人有3ｍ3/min的新鮮空氣；當(dāng)洞內(nèi)采用內(nèi)燃機(jī)作業(yè)時(shí)，供風(fēng)量不宜小于3ｍ3/(min·kW)。

②粉塵最高容許濃度為：1ｍ3空氣中含有10％以上游離Si02的粉塵為2mg。含有10％以下游離Si02的礦物性粉塵不得大于4mg。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵③瓦斯隧道裝藥爆破時(shí)，爆破地點(diǎn)20ｍ內(nèi)，風(fēng)流中瓦斯?jié)舛缺仨毿∮?.0%；總回風(fēng)道風(fēng)流中瓦斯?jié)舛葢?yīng)小于0.75%；開(kāi)挖面瓦斯?jié)舛却笥?.5%時(shí)，所有人員必須撤到安全地點(diǎn)。

④有害氣體最高容許濃度為：CO最高容許濃度為30mg/ｍ3。在特殊情況下，施工人員必須進(jìn)入工作面時(shí)，濃度可為100mg/ｍ3，但工作時(shí)間不得超過(guò)30min。C02按體積計(jì)不得大于0.5％，氮氧化物(換算成N02)為5mg/ｍ3以下。硫化氫濃度不得大于10mg/ｍ3。

⑤洞內(nèi)氣溫不得超過(guò)28℃；噪聲不得大于90dB。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵1.施工通風(fēng)方式在施工中，有自然通風(fēng)和機(jī)械通風(fēng)，其中自然通風(fēng)是利用室內(nèi)外的溫差或高差來(lái)實(shí)現(xiàn)通風(fēng)的一種方式，一般僅限于短直隧道。機(jī)械通風(fēng)，按照通風(fēng)機(jī)類型、通風(fēng)機(jī)安裝位置不同，可分為風(fēng)管式、巷道式兩大類。風(fēng)管式通風(fēng)根據(jù)隧道內(nèi)空氣流向的不同，又可分為送風(fēng)式（壓入式），送排風(fēng)并用式和送排風(fēng)混合式三種。（1）風(fēng)管式通風(fēng)此種通風(fēng)形式的風(fēng)流經(jīng)由管道輸送，可分為以下三種形式：任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵

1）送風(fēng)式（壓入式）通風(fēng)，如圖8.3.1(a)所示。

2）送排風(fēng)并用式通風(fēng)，如圖8.3.1(b)所示。

3）送排風(fēng)混合式通風(fēng)，如圖8.3.1(c)所示。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵1-軸流式風(fēng)機(jī)；2-射流風(fēng)機(jī)3-風(fēng)管任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵（2）巷道式通風(fēng)巷道式通風(fēng)是利用隧道本身（包括成洞、導(dǎo)坑及擴(kuò)大地段）和輔助坑道（如平行導(dǎo)坑）組成主風(fēng)流和局部風(fēng)流兩個(gè)系統(tǒng)互相配合而達(dá)到通風(fēng)的目的?，F(xiàn)以設(shè)有平行導(dǎo)坑的隧道為例說(shuō)明。如圖8.3.2所示。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵圖8.3.2巷道式通風(fēng)(單位：ｍ)任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵朔黃線寺鋪尖隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)（左上）內(nèi)昆線青山隧道施工通風(fēng)（右下）任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵渝懷線圓梁山隧道施工通風(fēng)（右上）廣渝高速公路華山隧道施工通風(fēng)（左下）任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵京九線五指山隧道長(zhǎng)距離獨(dú)頭施工通風(fēng)烏鞘嶺隧道七號(hào)斜井通風(fēng)任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵烏鞘嶺隧道八號(hào)斜井通風(fēng)任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵2.施工通風(fēng)計(jì)算（1）風(fēng)量計(jì)算

①按排除炮煙需風(fēng)量計(jì)算式中：t—通風(fēng)時(shí)間（min）;A—爆破耗藥量（kg）；

b—1kg炸藥有害氣體生成量（L）；S—巷道斷面積（m2）；

L—巷道長(zhǎng)度或臨界長(zhǎng)度（m）；K—考慮淋水使炮煙濃度降低的系數(shù)；

P—巷道計(jì)算長(zhǎng)度范圍內(nèi)漏風(fēng)系數(shù)。任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵②按洞內(nèi)同時(shí)工作的最多人數(shù)所需要的風(fēng)量計(jì)算式中：

—每人需要的新鮮空氣標(biāo)準(zhǔn)，ｍ3/min；

—風(fēng)量備用系數(shù)；

—同一時(shí)間洞內(nèi)同時(shí)工作最多人數(shù)；任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵③按最低風(fēng)速要求需要的風(fēng)量計(jì)算:式中：—洞內(nèi)允許最小風(fēng)速（m/s）；—巷道斷面面積（m2）。④按瓦斯涌出量計(jì)算需要計(jì)算任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵式中：—工作面瓦斯涌出量（m3/min）;—工作面瓦斯允許濃度；——送入工作面風(fēng)流的瓦斯?jié)舛?；—瓦斯涌出不均勻系?shù)；任務(wù)8.3隧道施工通風(fēng)與防塵⑤按稀釋和排除內(nèi)燃機(jī)械廢氣需要風(fēng)量計(jì)算：

式中

—規(guī)定的單位需風(fēng)量（m3/min）—各內(nèi)燃機(jī)功率（kw）；—同時(shí)工作柴油機(jī)設(shè)備利用率系數(shù)

；按上述五種情況計(jì)算后，取其中最大者為計(jì)算風(fēng)量。任務(wù)