隧道施工中供风供水供电及照明作业工艺标准讲解

1、隧道施工中供风、供水、供电及照明作业工艺标准FHEC-SD-12-1-20071 适用范围隧道施工中的供风、 供水、供电及照明等辅助作业的实施主要是为了确保隧 道开挖、运输、 支撑及衬砌等基本作业的顺利进行， 是各类隧道施工不可缺少的 附属工作。2 应用的国家规范、行业规范及标准2.1 中华人民共和国行业标准公路隧道施工技术规范 JTJ 042-942.2 中华人民共和国行业标准公路工程施工安全技术规程 JTJ 076-952.3 电业安全工作规程 DL 408-19912.4 电业安全工作规程 （电力线路部分 ） DL 409-19913 施工准备3.1 技术准备3.1.1 做好施工前的调查

2、工作。 调查内容包括： 水源、水质调查和供水方案的比 选，查明水源的地点、水量、水质；可利用的电力资源，查明可利用电网的输电 电压、供电量、供电时间、接电地点。3.1.2 根据工程规模、 机械设备、 施工力量、现场情况及规范要求等因素综合考 虑确定供风、供水、供电及照明方案。3.1.3 做好施工人员的岗前培训和技术、 安全、质量交底工作， 确保人员持证上 岗。3.2 机具准备3.2.1 供风设备：空压机、高压风管、闸阀、分风器3.2.2 供水设备：贮水池、高压水箱、泵水房、水泵、高压水管3.2.3 供电、照明设备：发电机、变压器、各类配电开关设备、配电箱、各类照 明灯3.3 材料准备修筑贮水池

3、及泵水房的水泥、 砂石等原材料、 固定水泵所用的地脚螺栓、 线 路导线等。3.4 作业条件3.4.1 进行空压机房、发电机房、高位水池的场地布置，完成隧道进、出口电力 线路设计图。3.4.2 做好空压机、发电机、变电站和循环水池的圬工基础，确保坚固。3.4.3 供水的贮水池及管道在严寒地区应有防冻措施，并应于冬季前及早完成。4 施工操作工艺4.1 供风4.1.1 工艺流程图 计算空压机站的供风能力 空压机的选择 空压机站的布置 风管 的选择 管道的安装4.1.2 操作步骤及方法1 计算空压机的供风能力 空压机的供风能力取决于耗风量的大小， 并考虑一定的备用系数。 耗风量应 包括隧道内同时工作的

4、各种风动机具的生产耗风量和由储气筒到风动机具沿途 的损失。空压机站的供风能力 Q可用下式来计算：Q （1 K备）（ qK q漏）km（m/min ）式中： K备空压机的备用系数，一般采用 75%90%；q风动机具所需风量， m3/min ，可查阅风动机具性能表；K 同时工作系数，见表 1 ；km空压机所处海拔高度对空压机供风能力的影响系数，见表2；q漏管路及附件的漏耗损失，其值为q漏= L， m3/min3其中： 每公里漏风量，平均为 1.15 2.0 m /min ；L管路总长， km。表 1 同时工作系数机具类型凿岩机装渣机锻钎机同时工作台数110113012341234K1.00 0.8

5、50.85 0.751.0 0.750.70 0.501.0 0.750.65 0.50表 2 海拔高度影响系数 km海拔高度（ m）0305610914121915241829213424382743304836584572km1.001.031.071.101.141.171.201.231.261.291.321.371.432 空压机的选择根据计算确定的空压机站的供风能力， 选择合适的空压机和适当容量的贮风 筒。当一台空压机不能满足供风需要时， 可选择多台空压机组成空压机组。 为便 于操作和维修， 宜采用同类型的空压机， 考虑到在施工中风量负荷的不均匀， 为 避免空压机的回风空转， 可

6、选择一台小容量 （一般为其他空压机容量的一半） 的 空压机进行组合。空压机一般分有电力和内燃两类。 一般短隧道采用内燃空压机， 长隧道采用电动空压机。 当施工初期电力缺乏时， 长隧道也可采用内燃空压机过 渡。3 空压机站的布置空压机站应设在空气洁净、 通风良好、 地基稳固且便于设备搬运之处， 并应 尽量靠近洞口，以缩短管路，减少管道漏风损耗。当有多个洞口需集中供风时， 应选择在适当位置，使管路损耗尽量减少。4 风管的选择风管的选择应满足工作风压不小于 0.5MPa的要求。为保证工作风压，钢管 终端的风压不得小于 0.6MPa，通过胶皮风管输送至风动机具的工作风压不得小 于 0.5MPa。空压机

7、生产的压缩空气在运输过程中，由于管壁摩擦、接头、阀门 等产生阻力，其压力会损失， 尤其是连接钢管与风动机具的胶皮风管， 其压力损 失较大，一般应尽量缩短其使用的长度。根据达西公式可计算钢管的风压损失， 计算后所得的终端风压符合上述要求即可。5 管道的安装管道的安装应符合下列要求：1 ）管道敷设应平顺、接头严密、防止漏风，凡有裂纹、创伤、凹陷等现象 的钢管不能使用。2 ）在洞外地段，风管长度超过 300m、温度变化较大时，宜安装伸缩器；靠 近空压机 150m以内，风管的法兰盘接头宜用耐热材料制成垫片， 如石棉衬垫等。3 ）压风管道在总输出管道上，必须安装总闸阀，以便控制和维修管道；主 管上每隔

8、300500m应分装闸阀；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； 管道前端至开挖面距离宜保持在 30m左右，并用高压软管 接分风器；分部开挖法通往各工作面的软管长度不宜大于 50m，与分风器联结的 胶皮软管长度不宜大于 10m。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 ）管道安装前应进行检查，钢管内不得留有残杂物和其它脏物；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。6 ）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，

9、 若管径较大而超过轨面， 应适当增大距 离。如与水沟同侧时，不应影响水沟排水。4.2 供水4.2.1 工艺流程图估算用水量 选择水源 确定供水方式 修筑（安装）供水设备 水管的选择与布置4.2.2 操作步骤及方法1 估算用水量总用水量包括施工、生活、消防所需的耗水量。1 ）施工用水施工用水与工程规模、 机械化程度、施工进度、人员数量和气候条件等有关， 因而变化幅度较大， 很难估计精确。 一般根据以往经验确定， 可参考表 3 估算一 昼夜的总用水量。表 3 隧道施工用水量估算表用途单位耗水量说明凿岩机用水吨 / 时台0.20喷雾洒水用水吨 / 分台0.03按每次放炮后喷雾 30min衬砌用水吨

10、/ 时1.50包括混凝土拌和、养生和洗石等用水空压机用水吨 / 天台5.00其中大部分可考虑循环使用2）生活用水生活用水量一般可按如下参考指标估算： 生产工人平均 （0.1 0.15 ）m3/d ； 非生产工人平均 （0.080.12）m3/d 。3 ）消防用水由于施工工地住房为临时住房， 相应标准较低， 除按消防要求在设计、 施工 及临房布置等方面做好防火工作外， 还应按临时房屋每 3000m2、消防耗水量（15 20）L/s 、灭火时间为 0.5 1h 计算消防用水量，以防不测。2 选择水源 隧道施工常用的水源有：高山自然水、山上泉水、河水、钻井抽水、洞内地 下水源等。应根据工程的实际情况

11、选用水源，原则如下：1 ）当生活、生产用水位置高差很大，系统供水有困难时，可采用分别选择 水源。2 ）施工生产用水，应尽量利用自然水头，引用高处的水源；枯水季度，可 考虑设机具抽水。3 ）不同季节分别采用两个水源供水，如洪水季节，采用河水；枯水季节， 采用浅井或管井取地下水。3 确定供水方式供水方式主要根据水源实际情况选定。 将水源的水自流引导或采用机械提升 到蓄水池储蓄， 并通过水管送达使用地点。 在高寒山区及缺水地区， 则可采用汽 车安装水箱运水，或分级抽水长距离管路供水。4 修筑（安装）供水设备1 ）贮水池贮水池一般修建在洞口附近上方， 但应避免设在隧道顶上或其他可危及隧道 安全的部位，

12、 其高差应能保证最高用水点的水压要求。 当采用机械或部分机械提 升时，应备有抽水机。水池结构应尽量简单，确保不漏水，一般采用石砌，根据 地形条件用埋置式或半埋置式。 当地形条件受限制， 不能埋置时， 也可采用修建 水塔或用钢板焊接水箱等方式。 水池的容积大小应与抽水设备、 集中用水量相配 合，并应有一定的储备量，以满足施工的需要。水池位置至配水点的高差 H 可按下式计算：H 1.2h+ hfm）式中： h配水点要求水头高度（ m），如湿式凿岩需要水压为 0.3MPa，则 h=30m；水头损失系数 （按管道水头损失 5%10%计算），=1.051.10 ； h f管道内水头损失（ m），确定用水

13、量后（一般按 m3/h 计）选用钢管 内径，按钢管水力计算而得。利用高山自流水供水， 水源流量大于用水高峰流量时， 水池容积一般为 20 30m3；如水源流量小于用水量，则需要根据每班最大用水量并考虑必要贮备来计 算水池容积，如下式：V=24 C（QC+QS）（m3）式中： V水池容积， m3；调节系数，一般用 1.10 1.20 ；C 贮水系数（为水池容量 / 昼夜用水量），昼夜用水量小于 1000 m3 时采用 1/4 1/6 ；昼夜用水量在 10002000 m3时，用 1/61/8；QC生产用水量， m3/h ；QS生活用水量。 m3/h 。2 ）水泵和泵水房1 ）扬程计算H=h +

14、hf（ m）式中： h水池与水源之间的高差， m；及 hf 意义同前。 根据扬程及选用的钢管直径可选择合适的水泵。2 ）泵房 临时抽水泵房的要求可按临时房屋的有关规定办理。 水泵在安装前， 应按图 纸检查基础的位置， 预留管道孔洞等各部分尺寸是否符合要求， 水泵底座位置经 校核后，方能灌注水泥砂浆并固定地脚螺栓。5 水管的选择与布置 供水管道的管径可根据下列公式计算：m）式中： Q用水点总用水量（ m3/s ）；V 在管道内的流速，一般不大于 3m3/s 、不小于 0.5m3/s 。 供水管道的布置应符合下列要求：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

15、）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。 管道闸阀布置还应考虑一旦发生管道故障 （如断管） 能够 暂时由水池或水泵房供水的布置方案。4 ）给水管道应安设在电线路的异侧，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连接， 其长度不宜超

16、过 50m。6 ）如利用高山水池，其自然压头超过所需水压时，应进行减压，一般是在 管路中段设中间水池作为过渡站，也可直接利用减压阀来降低管道中水流的压 力。4.3 供电及照明4.3.1 工艺流程图估算施工总用电量 选择供电方式 供电线路布置及导线选择 施工照明和施工用电4.2.2 操作步骤及方法1 估算施工总用电量施工总用电量可按如下两种方法进行估算：1 ）同时考虑施工现场的动力和照明P1K1S总 K（ 1 1 K 2 P2K3）cos式中： S总施工总用电量， kVA；K 备用系数，一般取 1.05 1.10 ； P1整个工地动力设备的额定输出功率总和， kW； P2整个工地照明用电量总和，

17、 kW；动力设备的平均效率，采用 0.83 0.88 ；通常取 0.85 进行计算； cos 平均功率因数，采用 0.5 0.7 ；K 1动力设备同时使用系数，通风机的同时用电系数为0.8 0.9 ，施工电动机械同时用电系数为 0.65 0.75 ；K 2动力负荷系数，主要考虑不同类型设备带负荷工作时的情况，一般取 0.75 1.0 ；K 3照明设备同时使用稀疏，一般可取 0.60.9。2 ）只考虑动力负荷当照明用电相对于动力用电而言， 所占比例较少时， 为简化计算， 可在动力 用电量之外再加 10%20%，作为总用电量，公式如下：S动PicosK1K2S总 （1.1 1.2）S动式中： S动

18、现场动力设备所需的用电量；其他符号同上。当采用大型用电设备（如掘进机）时， K1可取 1.0 进行计算。2 选择供电方式供电方式可采用自设发电站供电或利用地方电网供电。 一般只有在地方供电 不能满足施工用电需要， 或施工现场距离地方电网太远时， 才采用自设发电站供 电。根据估算的施工总用电量选择变压器， 其容量应等于或稍大于施工总用电量， 在实际使用时，以变压器承受的用电负荷达到额定容量的 60%左右为佳。变压器 位置应设在便于运输、运行、检修和地基稳固、安全可靠的地方，具体布置应满 足以下要求：1 ）隧道洞外变电站宜设在洞口附近，并应靠近负荷集中地点和设在电源来 线同一侧；2 ）变电站（变压

19、器）应选择在高压线附近；3 ）变压器应安设在供电范围的负荷重心，使其投入运行时线路损耗最小， 并能满足电压要求。当配电电压在 380V 时，供电半径不宜大于 700m，一般供电 半径以 500m为宜。即高压变电站之间的距离一般为 1000m左右。4 ）洞内变压器应安设在干燥的避车洞或不用的横向通道处，变压器与周围 上下洞壁的距离不得小于 30cm，并按规定设置安全防护。3 供电线路布置及导线选择隧道施工供电电压一般采用三相四线 400/230（V）。长大隧道可用 610kV， 动力机械的电压标准是 380V；成洞地段照明可采用 220V，工作地段照明和手持 电动工具按规定选用安全电压供电。供电

20、线路布置和安装的技术要求如下：1 ）成洞地段固定的电线路，应使用绝缘良好的胶皮线架设；施工地段的临 时电线路宜采用橡套电缆； 竖井、 斜井宜采用铠装电缆； 瓦斯地段的输电线必须 使用密封电缆，不得使用皮线；2 ）照明和动力线路安装在同一侧时，必须分层假设。电线悬挂高度距人行 地面的距离， 110V以下时，不应小于 2m； 400V时，应大于 2.5m；610kV时， 应大于 3.5m。瓦斯地段的电缆应沿侧壁铺设，不得悬空架设；3 ）涌水隧道的电动排水设备、瓦斯隧道的通风设备和斜井、竖井内的电气 装置，应采用双回路输电，并有可靠的切换装置；4 ） 36V 低压变压器应设在安全、干燥处，机壳接地，

21、输线路长度不应大于 100m；5 ）动力干线上的每一支线，必须装设开关及保险丝具。严禁在动力线路上 加挂照明设施。6 ）输电干线或动力、照明线路安装，在同一侧分层架设的原则是：高压线 在上、低压线在下，支线在下；动力线在上，照明线在下。且应在风、水管路相 对的一侧。4 施工照明 隧道施工一般采用电灯照明，也可采用低压卤钨灯、高压钠灯、钪钠灯、钠 铊铟灯、镝灯等新光源，要求光线充足均匀。施工作业地段照明，必须使用安全 变压器配电，其容量为：输入电压为 220V，输出电压有 36V、 32V、24V、12V四 个等级，根据作业工作面要求选用照明电压。 新光源洞内外照明布置要求见表 4。表 4 新光

22、源洞内外照明布置工作地段照明布置开挖面后 40m以内作业段两侧用 36V500W卤钨灯各 2 盏（或 300W卤钨等 7 盏，以 不少于 2000W为准） , 灯泡距离隧道底面高 4m开挖面后 40m100m 区段安设 2 盏 400W高压钠灯和 2 盏 400W钠铊铟灯，间距约 15m，灯泡距隧道底面高 5m开挖面后的 100m至成洞末端每隔 40m，左右侧各设计 400W高压钠灯 1 盏模板台车衬砌作业段台车前台 1015m，增设 400W高压钠灯各 1 盏，台车上 亮度不足时，增设 36V300W或 500W卤钨灯成洞地段每隔 40m安装 400W高压钠灯 1 盏斜井、竖井井身掌子面及喷

23、混凝土作业面使用 36V500W卤钨灯，已施工井身部分选用小功率110V高压钠灯，间距：混合井 30m安装 1 盏，主副井每 25m 安 装1盏洞外场地每隔 200m安装高压钠灯 1 盏5 质量标准5.1 隧道施工用水应符合水质要求，生活用水应符合国家饮水的水质标准。5.2 隧道工作面使用风压应不小于 0.5MPa,水压不小于 0.3MPa。5.3 隧道供电电压应符合下列要求5.3.1 隧道应采用 400/230V 三相四线系统供电。5.3.2 动力设备应采用三相 380V。5.3.3 隧道照明，成洞地段和不作业地段可用 220V，瓦斯地段不得超过 110V， 一般作业地段不宜大于 36V，手

24、提作业灯为 1224V。5.3.4 选用的导线截面应使线路末端的电压降不得大于 10%；36V及 24V线不得 大于 5%。5.4 隧道各种工作地段的照明标准和要求见表 5。表 5 照明标准工作地段灯头距离（ m）悬挂高度（ m）照度标准（ lx ）灯泡容量（ W）施工作业面不少于 15W/m2（断面较大可适当采用投光灯） ，平均照度不小于30开挖地段和作业地段422.51060运输巷道52.53660特殊作业地段或不安全因素较多地段233515100成洞地段 用白炽灯时 用日光灯照明时8102030454546040竖井内3860注：在直线段灯头距离采用表中大数，曲线段采用较小数；在有水地端应用胶皮电线，工作面附近应用防水灯头；按照法定计量单位规定，照明应用