隧道暗挖风水电布置及设计

1、 - 9 -隧道暗挖供风、供水、供电布置及设计总体布置隧道洞内管线主要为通风管、高压风管和高压水管，动力线和照明线，其中高压风、水管路与电力线路分别在隧道两侧边墙布置，通风管悬挂与洞顶或边墙部位；高压风、水管布置应考虑不影响边墙、水沟电缆槽施工。布置及示意详见下图所示。图 1 洞内三管两线布置图图2 洞内三管两线布置示意图通风布置（1）通风方式根据施工条件所有工作面均采取压入式通风。（2）单洞风量、风压需求计算风压需求值主要取值如下：隧道开挖断面面积=163.54（取b型衬砌断面）；隧道开挖进尺=1.6m（两个循环/天）；最大作业人数=50人=开挖班15人+仰拱班4人+二衬班15人+管理人员、

2、机械手、杂工班等10人+来访人员暂计6人（按洞内开挖、仰拱、二衬等三作业面同时施工考虑）；洞内内燃机总功率=1083kw=PC265挖掘机2台（共266kw）+ZL50装载机1台（150kw）+运碴车2辆（共420kw）+混凝土罐车1辆（247kw）。由北向南掘进最大通风长度=608m（贯通点）；由南向北掘进最大通风长度=442m（贯通点）。有害气体浓度：一氧化碳不大于30mg/m3，当施工人员进入开挖面检查时，浓度为100mg/m3，但必须在30min内降至30mg/m3；二氧化碳按体积计不超过0.5;氮氧化物（换算为NO2）5mg/m3以下。洞内温度：隧道内气温不超过28，洞内噪声不大于9

3、0dB。洞内风量要求：隧道施工时供给每人的新鲜空气量不应低于4m/min，采用内燃机械作业时供风量不应低于4m/(min.kw)。洞内风速要求：三台阶开挖时不小于0.15m/s，在分部开挖的坑道中不小于0.25m/s。按洞内同时工作的最多人数计算Q1=qmk(m/min)q-每人每分钟呼吸所需空气量q=4m/min人m-同时工作人数，单洞正洞取m=50人，k-风量备用系数，取k=1.15由此得Q1=qmk=4501.15=230m/min按允许最低平均风速计算正洞取0.15m/s；计算工作面供风量Q2=50AV其中：A隧道断面积，V为坑道内平均风速。正洞单线单洞面积为163.54。正洞：Q2=

4、50AV=50163.540.15=1226m3/min则按照允许最低风速所需要的风量为1226m3/min。进口方向：正洞通过井口大功率风机送风到掌子面，根据施工安排单洞掘进最大长度为L=442m。正洞风管漏风系数=1.06，(=0.015, L=442m)通风机供风量Q供=PcQ；则：正洞进口方向Qmax=1.06442=468.5m3/min,取：468.5m3/min。出口方向：正洞通过井口大功率风机送风到掌子面，根据施工安排单洞掘进最大长度为L=608m。正洞风管漏风系数=1.09，(=0.015, L=608m)通风机供风量Q供=PcQ；则：正洞进口方向Qmax=1.09608=6

5、66.5m3/min,取：666.5m3/min。故所需风量为：正洞进口方向666.5+1226=1892m3/min正洞出口方向=468.5+1226=1694m3/min；管道阻力系数风阻系数Rf=6.5L/D5，摩阻系数根据以前的施工经验、隧道断面以及目前常用性能稳定的风机选定通风管直径，为便于管理和维修，隧道通风软管统一采用取直径D=1.5m。管道阻力系数Rf=3.274（1500m）管道阻力损失管道阻力损失Hf=RfQjQi/3600+HD+H其他式中 Qj通风机供风量，取设计风量，m3/min； Qi管道末端流出风量，m3/min；HD隧道内阻力损失取50；H其他其他阻力损失取60

6、；风机设计全压H=Hf=RfQjQi/3600+110；洞口风机全压计算如下：进、出口方向通风：Hmax=(3.27415801496.4)/3600110=1547Pa；故所需风压为：进、出口为2260 Pa。（3）通风设备选型由以上计算可知，北侧洞口选择的通风机的最低技术参数应满足最大需风量1801.17m/min，总风压3216.64Pa；南侧洞口选择的通风机的最低技术参数应满足最大需风量1756.55m/min，总风压2280.32Pa。参照SDF（c）型隧道施工专用变机多速对旋轴流通风机技术参数表，全部施工阶段采用2台SDF（C）-No11型(552kw)和2台SDF（C）-No11

7、型(452kw)隧道专用变机多速对旋轴流通风机压入式通风。风机配置数量见表。表 1 隧道风机参数配置表设备名称型号风量（m/min）风压（Pa）转速（r/min）最高点功率（kw）最大配用电机功率（kw）数量轴流风机SDF（B）-4-No111015-1985624-415014801075522台轴流风机SDF（B）-4-No10.5891-1776606-3859148085.54522台风管1.5m/4240m（4）施工通风管理由专业人员进行现场施工通风管理和实施，风管安装平、直、顺，通风管路转弯处安设刚性弯头，并且弯度平缓，避免转锐角弯，以减小管路沿程阻力和局部阻力，并且要加强日常维修

8、和管理。配有专业技术人员对现场通风效果进行检测。隧道内空气成分每月至少取样分析一次；风速、含尘量每月至少检测一次。有害气体和粉尘的控制标准为：空气中氧气含量按体积计不得小于20%；每立方米空气中含有10%以上游离SiO2的粉尘不得大于2mg，含有10%以下游离SiO2的粉尘不得大于4mg； CO最高容许浓度为30mg/m3，在特殊情况下，施工人员必须进入开挖工作面时，浓度可为100 mg/m3，但工作时间不得大于30min；CO2按体积计不得大于0.5%；氮氧化物（换算成NO2）为5mg/m3以下；CH4按体积计不得大于0.5%，超过0.5%时按瓦斯隧道施工；隧道内气温不得高于28。必要时可以

9、根据检测结果及时对通风系统作局部调整。风机配有专业风机司机负责操作，并作好运转记录，上岗前进行专业培训，培训合格后方可上岗。电工定期检修风机，及时发现和解决故障，保证风机正常运转。（5）施工要求为了保证风机能够正常启动和运转，为风机提供合适的供电设备。加强日常通风检测，保证足够的风量和风压，并且要爱护通风管路，避免对通风管路的破坏，降低漏风率。要求通风管每节长度大部分为20m/节，根据掌子面衔接风管长度的需要可以配置少量10m/节的风管。洞口风机需要安设在距离洞口20m以外的上风向，避免发生污风循环；风管出风口距开挖工作面的距离不超过30m。因为所选择的风管直径较大，保证洞内有足够的净空高度，

10、避免发生过往车辆和机械刮破风管而影响施工。由于采用无轨运输，运输车辆的尾气排放口安设净化装置，以降低对隧道内施工环境的污染程度。行人和运输车辆按照设计线路行走。涉及到三通阀门配风的要合理调整施工工序，避免两个工作面同时放炮出碴、同时送风。供水布置隧道施工高压水管供水主要用于钻眼、清理受喷岩面、喷雾洒水防尘、衬砌施工、混凝土养护施工等。（1）高压水管管径应根据施工用水量确定，采用100mm150mm镀锌钢管。（2）高压水管敷设要平顺、直、弯头少、线路短，干管管径要求一致，接头严密不漏水。（3）水池的总输出管路上必须安装总闸阀；主管路上每隔300500m 应分装闸阀，以便控制和维修管道。（4）洞内

11、水管前端至开挖面宜保持30m 距离，并用高压软管连接分水器。洞内软管的长度，一般情况下不宜大于50m。（5）洞内水管管路应敷设在电缆、电线相对的一侧，不得妨碍运输；当与水沟同侧时，不得影响排水。（6）镀锌钢管在安装前应进行检查，有裂纹、创伤、凹陷等现象时不得使用，管内不得保留有残余物和其他脏物。（7）管路使用中应有专人负责检查、养护。供电布置（1）施工供电应采用三级配电二级保护方式，并进行供电设计，供电线路宜采用三相五线系统；所有配电箱和开关应全部进行责任人和用途标识。照明和动力线路安装在同一侧时，必须分层架设，要求高压在上、低压在下，干线在上、支线在下，动力线在上、照明线在下，采用VV3180mm2+2150mm2电力电缆。图 3施工地段电缆布置及成洞地段电缆布置示意图（2）施工照明布置隧道内沿线设专用照明系统。洞内作业地段必须有足够的照明，照明光线要充足均匀，为保证施工安全，应满足以下要求：未成洞地段每隔6m，成洞地段每隔8m装设LED灯一盏。施工作业地段照明采用36V低压电源、漏水地段照明应采用防水灯和灯罩。照明线路及灯头的架设高度一般不小于2.5m。洞内所有配电箱均采用防尘式。图 4 洞内施工照明布置示意图洞