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隧道施工(第二版)-宋秀清-主编第十章 施工通风及风水电作业(改)

发布时间:2020-09-17 点击:风能技术第二版
  

  第十章 施工通风与风 水电作业 ?本章学习的内容: 掌握隧道通风方式的选择,了解隧道通风计算的内容,掌握隧道空压机 站生产能力的确定和高压风管选定,掌握隧道供水和排水方式,掌握隧 道供电线的布置,了解电量的计算和电线的布置,掌握隧道内的照 明电压的布置,隧道内管线布置要求。 ?重难点: 重点:隧道通风方式,隧道空压机站生产能力确定,隧道的供水。 难点:隧道通风计算。 目录 1 通风与防尘 2 压缩空气供应 3 施工供水与排水 4 施工供电与照明 10.1 通风与防尘 一、隧道通风与防尘必要性 1、目的 更换和净化坑道内的空气,冲淡有害气体的浓度,降 低粉尘含量,施工人员的健康与安全,提高劳动 生产率。 一、隧道通风与防尘必要性 2、作业标准 (1)空气中氧气含量,体积浓度不得小于20%; (2)粉尘容许浓度,每立方米中含有10%以上的游离二氧化硅的粉尘 不等大于2mg; (3)瓦斯隧道装药爆破时,爆破地点20m内,风流中瓦斯浓度必须小 于1.0%;总回风风道内瓦斯浓度应小于0.75%;开挖面瓦斯浓度大于 1.5%时,人员必须撤至安全地点。 (4)有害气体最高容许浓度:一氧化碳为30mg/m3,在特殊情况下施 工人员必须进入工作面时为100mg/m3,但工作时间不得大于30min; 二氧化碳为0.5%;氮氧化物为5mg/m3。 (5)隧道内气温不得大于28℃; (6)隧道内噪声不大于90dB。 二、通风方式 ? 自然通风:独头掘进150m采用 ? 机械通风:风管式通风和巷道式通风 1、风管式通风 压入式:出风口距工作面<15m; ② 吸出式:吸风口距工作面<5m; ③ 混合式:中间搭接长度>20m; 压 吸 入 式 出 式 二、通风方式 混合式 混合式: 适用:较长隧道 特点:空气经由隧道上部抽出洞外,新鲜空气由下部进入隧道, 再经风管到工作面 要求:吸出风机的工作能力大于压入风机;搭接长度大于20m 二、通风方式 2、巷道式通风 ? 利用辅助坑道和隧道组成主风流和局部风流,两个系统相 互配合进而达到通风目的。 三、通风方式的选择 ? 压入式通风适用范围较广; ? 800m,1台37KW或55KW轴流式风机,直径 0.7~1.0m; ? 1500m左右,2台55KW轴流式风机,直径1.0m ; ? 2000m以上,2台110KW轴流式风机,直径1.0~1.2m ; ? 吸出式很少单独使用; ? 混合式在隧道较长时采用; ? 有辅助坑道可以利用时选择巷道式。 三、通风方式的选择 朔黄线寺铺尖隧道通风设计(左上) 内昆线青山隧道施工通风(右下) 四、通风计算 ? 目的:供给隧道内所需的新鲜空气,选择合适的通风机, 以便布置合理的通风管道,从而满足施工作业的要 求。 ? 通风计算:包括风量计算与风压计算。 四、通风计算 1、风量计算 (1)按洞内同时工作的最多人数计算; (2)按同时爆破的最多量计算 ; (3)按内燃机作业废气稀释的需要计算; (4)按洞内允许最小风速计算; ? 取四个中最大的作为风量Q。 2、漏风计算 Q供=PQ 四、通风计算 3、风压计算 要确定通风机本身应具备多大的压力才能满足通风需要。 h总阻=∑h摩+∑h局+∑h正 4、通风机的选择 类型:离心式、轴流式 要求:Q机≥1.1Q供 h机≥P h总阻 ? 应满足风量、风压,且转速与机械效率又较高。 四、通风计算 5、管布置 风机基础稳固牢靠; ②管敷设宜平、顺、直; ③接头严密,无漏风; ④避免急转弯或管径不一,管径变化处应设3~5m的过渡段; ⑤可挂设于隧道拱顶、隧道中部、边墙墙角等处所。 五、通风管理 (1)通风技术管理 通风方案的实施,方案的局部调整,过度方案的设计,通风系统测试与 评价、自动监测系统的以及洞内作业评价等。 (2)通风管管理 风管的安装与拆卸、和更换以及修补等工作。 (3)通风机管理 风机的安装与移动、风机的运行、风机的维修等。 (4)监测管理 自动检测系统和人工监测系统的管理。 (5)通风应急处理 风机烧坏、风管爆裂或滑坡、风管拉链断开、管掉落和检测系统故障 等紧急情况。 六、综合防尘 宜采取综合的防尘措施,即:防尘四化 1、湿式凿岩标准化 2、喷雾洒水正规化 3、机械通风经常化 4、个人防护普遍化 10.2 压缩空气的供应 一、空压机站的设置 ? 设备:空压机 要保障风动机具正常工作,应提供足够的风量与风压。 1、空压机站的生产能力 主要根据洞内同时工作的各种风动机具的最大耗风量及 管漏风值确定。 一、空压机站的设置 Q ? (1 ? k备 )(?qk ? q漏 ) Km q漏 =a ? L ? qk ? n1q1k1 ? n2q2k2 ? ...... q:每台风动机具的耗风量 m3/min; K:同时工作系数,≤1 n:同时工作台数。 一、空压机站的设置 2、类型 ? 隧道通常采用固定式电动空压机,安装在洞口附近,要求 地形开阔,地基坚固,通风良好。 ? 可选多台同类型空压机组成空压机组,另配一台较小排气 量的空压机以防回风空转。 一、空压机站的设置 二、风管(高压风管)管径的选择 1、管径的选择 (1) 压缩空气通过管损失后应能机械正常工作。空压 机生产的压缩空气的压力一般在0.7~0.8MPa左右 。 (2) 要求:钢管终端的风压≮0.6MPa, 管≮0.5MPa,即风压损失不超过0.1MPa。 二、风管(高压风管)管径的选择 (3) 风压损失 L V ?P ? ? ? ? ? ? ?10?6 ( MPa) d 2g 式中: 2 V ? Q标 ? 0.1 15( P ? 0.1)? d 2 其中:Q标为大气压强下的空气流量;P为空压机的压强(0.7MPa) 12 ( P ? 0.1) ? ? 0.1 二、风管(高压风管)管径的选择 (4) 如何选择风管直径? 1) 首先拟订管径(150~200mm); 2) 然后计算风压损失ΔP; 3) 判断ΔP是否小于0.1MPa; 若ΔP< 0.1MPa 则管径选择合理; ②若ΔP > 0.1MPa则不合理 重新调整管径,将管径加大一级。 二、风管(高压风管)管径的选择 2、管铺设要求 1)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; 2)应设在高压水管一侧,与电缆电线异侧;尽量缩短管的长度; 3)平顺直、接头严密、安装牢固; 4)安装闸阀、分离器; 5)宜尽量减少不必要的管附件、弯头与分风设施,避免直径不一 交错安装; 6)管道使用时,应有专人负责检查、养护。 10.3 施工供水与排水 一、隧道供水 1、水质要求 凡无臭味﹑不含有害矿物质的洁净天然水都可作施工用 水,但仍应做好水质化验工作,以便心中有数。生活用 水更要求新鲜清洁。 一、隧道供水 2、供水方式 通过蓄水池供水。 3、水源 (1)山上自流水或泉水; (2)河水; (3)钻井取水。 一、隧道供水 4、蓄水池要求 (1) 构造:开口水池,一般采用石砌。 一、隧道供水 (2): 到工作面是水压不小于 0.3MPa:(折合为水柱高h=30m) H≥1.2(h+h损) (3)容积:(50~100m3) 一昼夜用水量的1/2~1/10 一、隧道供水 二、施工排水 1、顺坡施工的排水 ? 向洞内开挖是上坡,叫顺坡施工。 ? 在隧道一侧修建水沟。 2、反坡施工的排水 (1)分段开挖反坡水沟: 优点:工作面无积水,抽水机固定,亦不需要水管 。 缺点:抽水机多,而且要开挖反坡水沟。 适用:隧道较短和坡度较小时采用 。 二、施工排水 二、施工排水 (2)隔开较长距离开挖集水坑 优点:所需抽水机数量少 。 缺点:安装水管,抽水机随着坑道的掘进而拆迁前移。 适用:隧道较长﹑涌水量较大时采用。 二、施工排水 10.4 施工供电、照明及通信 一、供电 1、施工用电量估算 在施工现场,电力供应首先要确定总用电量,以便选择合适的发电 机、变压器、各类开关设备和线导线,做到安全可靠地供电,节 约开支,减少投资。 (1) 施工现场动力和照明 S总=K(∑P1K1K2/ηcosφ+∑P2K3) (2) 只考虑动力电荷 在动力用电量之外再加10%-20%,作为总用电量。 S动= ∑PiK1K2/ηcosφ S总=(1.1~1.2)S动 一、供电 2、供电方式 供电方式有自设发电站(为辅)和地方电供电(为主)。在有些重要 施工场所还应设置双回供电,以供电的稳定性。 (1) 变压器选择 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,变压器承受的用电负荷达到额定容量的60%左右为佳。 (2) 变压器确定 应选择在高压进线方便处,且应尽量接近高压线; 必须安设在其供电范围的负荷中心,使其投入运行时的线损耗最小, 且能满足电压要求; 洞内变压器应安设在干燥的避车洞或不用的横通道处。 一、供电 3、供电线) 线电压等级隧道供电电压,一般是三相五线)导线选择 选用的导线断面应使末端电压降不超过额定电压的10%及国家对经济电 流密度的。 (3)供电线布置: 一是输电干线或动力、照明线安装在同一侧时,必须分层架设。 其原则是高压在上,低压在下;干线在上,支线在下;动力线在上,照 明线在下。且应在风、水管相对的一侧。 二、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,输出电压有36V、32V、 24V、12V四个等级。 2、不同地段的照明布置 三、安全用电 1、安全作业要求 线及接头不许有露,要经常检查,发现露应立即包扎; 各种过电流装置不应加大其容量,不能用任何金属丝代替熔丝; 电工人员操作时必须戴绝缘手套和穿绝缘胶靴; 在需要触及导电部分时,必须先用测电器检查,确认无电时,才能 开始工作,并事先将有关的开关切断,以防误合闸; 一切电器设备的金属外壳或构架都必须进行妥善接地。 2、接地 在上连接需要接地的设施,构成一个具有多处接地装置的接地 系统。 四、通信 1、洞内各工作面与洞外调度应始终保持通畅通,备做 突发事故的应急通宜选择、电话电线的线管宜用钢管,应布置在不宜被 机械、落石损的地方,宜顺着风水管布置。 3、电话机宜采用防水、防震、防火的防爆电话机,电话 机宜安装在距工作面最近的洞室或有防护设施的台架上。 隧道三管两线布置 THANK YOU

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