《铁路隧道施工与维护》课件-项目8 隧道施工辅助作业

项目8隧道施工辅助作业任务8.1压缩空气的供应任务8.1压缩空气的供应工作任务（1）根据隧道使用的风动机械进行供风量计算；（2）能够进行高压风管管径选择。任务8.1压缩空气的供应1.压缩空气的供应在隧道施工中，以压缩空气为动力的风动机械(具)设备得到广泛的使用，常用的有凿岩机、装碴机、喷混凝土机、锻钎机、压浆机等。这些风动机具所需的压缩空气是由空气压缩机(以下简称空压机)生产，并通过高压风管输送给风动机具的。任务8.1压缩空气的供应压缩空气俗称高压风，即经空气压缩机压缩后的具有一定压力的空气。要保证风动机械(具)设备正常工作，压缩空气必须具有一定的风量和风压。（1）供风量的计算供风量的大小可根据下式计算：任务8.1压缩空气的供应式中:-空压机的备用系数，一般采用75％-90％；-风动机具所需风量，ｍ3/min(可查阅风动机具性能表)；-同时工作系数，见表8.1.1；—空压机所处海拔高度对空压机生产能力的影响系数见

表8.1.2。—管路及附件的漏耗损失。任务8.1压缩空气的供应（2）空压机站空压机站主要由空压机、配电设备、储风罐(俗称风包)、送风管及配件、循环水池(用于冷却空压机)等组成。空压机按动力来源可分为电动和内燃两种。短隧道可采用移动式内燃空压机，长隧道可采用固定式大型电动空压机。任务8.1压缩空气的供应（3）高压风管管径的选择高压风管管径应根据可能出现的最大风量和容许的最大风压损失来确定。使之满足：能通过计算的最大供风量；送风管末端的风压不小于0.6MPa，以保证高压风通过胶管到达风动机械(具)后仍能保持0.5MPa的风压。任务8.1压缩空气的供应高压风钢管管径选择可按下列步骤进行：

①计算出送风管路最大的理论长度。

②根据最大供风量及送风管管路最大理论长度，由表8.1.6可查得风管直径。

③根据查得的风管直径及最大供风量，计算风压损失值（也可查表8.1.7确定）。当风压损失值≤P-0.6MPa时(P为送风钢管始端风压)，查得的风管直径即可使用，否则要将风管直径加大一级，并重复以上步骤重新选取，直至满足为止。任务8.1压缩空气的供应表8.1.6容许通过风量与管径、管长关系任务8.1压缩空气的供应项目8隧道施工辅助作业任务8.2施工供水与排水任务8.2施工供水与排水工作任务（1）合理选择供水与排水方式。任务8.2施工供水与排水1.施工供水（1）水质要求凡无臭味，不含有害矿物质的洁净天然水，都可以作施工用水，饮用水的水质则要求更为新鲜清洁。无论生活用水还是施工用水，均应做好水质化验工作。（2）用水量估算用水量与隧道工程的规模、施工进度、施工人员数量、机械化程度等条件有关，变化幅度较大，一般可参照表8.2.3来估算1d的用水量，再加一定的储备量。任务8.2施工供水与排水表8.2.31d的用水量（t）任务8.2施工供水与排水（3）

供水方式供水方式主要根据水源情况而定。在选择水源时，应根据当地季节变化，要求有充足的水量，保证不间断供水。通常应尽量利用自流水源，以减少抽水机械设备。一般是把山上流水或泉水，河水或地下水(打井)用水管或抽水机引或扬升到位于山顶的蓄水池中，然后利用地形高差形成水压，通过管路送达使用地点。任务8.2施工供水与排水2.洞内排水（1）顺坡施工排水向洞内开挖为上坡，叫顺坡排水。一般只需随着隧道的延伸，在一侧(或两侧)开挖排水沟，使水顺坡自然排出洞外。任务8.2施工供水与排水（2）反坡施工排水向洞内开挖为下坡，叫反坡施工。斜井开挖亦属此类。因水向工作面汇集，需用机械排水，排水系统常用的布置有两种方式；

①分段开挖反坡水沟，在分段处挖集水坑，每个集水坑处设一抽水机，把水抽至后一段反坡，最后一个抽水机把水排出洞外，如图8.2.1（a）所示。任务8.2施工供水与排水

②隔开较长距离开挖集水坑，开挖面的积水用小水泵抽到最近的集水坑内，再用主抽水机将水排到洞外，如图8.2.1（b）所示。

任务8.2施工供水与排水

(b)长距离集水坑排水1.主水泵2.小水泵3.集水坑4.排水管5.横沟6.水沟图8.2.1反坡排水方式示意图项目8隧道施工辅助作业任务8.3隧道施工通风与防尘任务8.3隧道施工通风与防尘工作任务（1）根据隧道的实际情况，选择合理的通风方式；（2）能够计算通风量并选择风机。任务8.3隧道施工通风与防尘隧道施工中，由于凿岩、爆破、装碴运输、喷射混凝土等作业，产生大量的粉尘，而且炸药爆炸还会释放大量的CO、C02、N02、S02、H2S等有害气体；隧道穿经煤层或某些地层，还会放出瓦斯、硫化氢等有害气体；洞内施工人员要消耗氧气，呼出C02等；这些都会使洞内工作环境的空气恶化，降低洞内施工效率，甚至会造成安全事故。此外，随着坑道不断向山体深部延伸，温度和湿度相应增高，对人体产生有害影响。任务8.3隧道施工通风与防尘隧道施工通风的目的，就是向洞内送进新鲜空气，排除有害气体，降低粉尘浓度和洞内温度，保障洞内施工人员的健康，改善劳动条件，从而保证施工安全和提高劳动生产率。任务8.3隧道施工通风与防尘按照规定，洞内作业环境必须符合下列卫生标准：

①洞内空气中含氧量不得少于20％，并保证洞内施工人员每人有3ｍ3/min的新鲜空气；当洞内采用内燃机作业时，供风量不宜小于3ｍ3/(min·kW)。

②粉尘最高容许浓度为：1ｍ3空气中含有10％以上游离Si02的粉尘为2mg。含有10％以下游离Si02的矿物性粉尘不得大于4mg。任务8.3隧道施工通风与防尘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%；总回风道风流中瓦斯浓度应小于0.75%；开挖面瓦斯浓度大于1.5%时，所有人员必须撤到安全地点。

④有害气体最高容许浓度为：CO最高容许浓度为30mg/ｍ3。在特殊情况下，施工人员必须进入工作面时，浓度可为100mg/ｍ3，但工作时间不得超过30min。C02按体积计不得大于0.5％，氮氧化物(换算成N02)为5mg/ｍ3以下。硫化氢浓度不得大于10mg/ｍ3。

⑤洞内气温不得超过28℃；噪声不得大于90dB。任务8.3隧道施工通风与防尘1.施工通风方式在施工中，有自然通风和机械通风，其中自然通风是利用室内外的温差或高差来实现通风的一种方式，一般仅限于短直隧道。机械通风，按照通风机类型、通风机安装位置不同，可分为风管式、巷道式两大类。风管式通风根据隧道内空气流向的不同，又可分为送风式（压入式），送排风并用式和送排风混合式三种。（1）风管式通风此种通风形式的风流经由管道输送，可分为以下三种形式：任务8.3隧道施工通风与防尘

1）送风式（压入式）通风，如图8.3.1(a)所示。

2）送排风并用式通风，如图8.3.1(b)所示。

3）送排风混合式通风，如图8.3.1(c)所示。任务8.3隧道施工通风与防尘1-轴流式风机；2-射流风机3-风管任务8.3隧道施工通风与防尘（2）巷道式通风巷道式通风是利用隧道本身（包括成洞、导坑及扩大地段）和辅助坑道（如平行导坑）组成主风流和局部风流两个系统互相配合而达到通风的目的。现以设有平行导坑的隧道为例说明。如图8.3.2所示。任务8.3隧道施工通风与防尘图8.3.2巷道式通风(单位：ｍ)任务8.3隧道施工通风与防尘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）任务8.3隧道施工通风与防尘渝怀线圆梁山隧道施工通风（右上）广渝高速公路华山隧道施工通风（左下）任务8.3隧道施工通风与防尘京九线五指山隧道长距离独头施工通风乌鞘岭隧道七号斜井通风任务8.3隧道施工通风与防尘乌鞘岭隧道八号斜井通风任务8.3隧道施工通风与防尘2.施工通风计算（1）风量计算

①按排除炮烟需风量计算式中：t—通风时间（min）;A—爆破耗药量（kg）；

b—1kg炸药有害气体生成量（L）；S—巷道断面积（m2）；

L—巷道长度或临界长度（m）；K—考虑淋水使炮烟浓度降低的系数；

P—巷道计算长度范围内漏风系数。任务8.3隧道施工通风与防尘②按洞内同时工作的最多人数所需要的风量计算式中：

—每人需要的新鲜空气标准，ｍ3/min；

—风量备用系数；

—同一时间洞内同时工作最多人数；任务8.3隧道施工通风与防尘③按最低风速要求需要的风量计算:式中：—洞内允许最小风速（m/s）；—巷道断面面积（m2）。④按瓦斯涌出量计算需要计算任务8.3隧道施工通风与防尘式中：—工作面瓦斯涌出量（m3/min）;—工作面瓦斯允许浓度；——送入工作面风流的瓦斯浓度；—瓦斯涌出不均匀系数；任务8.3隧道施工通风与防尘⑤按稀释和排除内燃机械废气需要风量计算：

式中

—规定的单位需风量（m3/min）—各内燃机功率（kw）；—同时工作柴油机设备利用率系数

；按上述五种情况计算后，取其中最大者为计算风量。任务