隧道工程第10章施工辅助作业
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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 • （一）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，保证施工人员的 健康与安全，提高劳动生产率。
• 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。
隧道三管两线布置图
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。
10.3 施工供水与排水
• 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、隧道通风与防尘必要性 • （二）作业环境标准
• 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内采用 • 机械通风：风管式通风和巷道式通风
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 。
• （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。
10.4 施工供电、照明及通信
• 一、供电 • （一）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
的过渡段；
• ⑤可挂设于隧道拱顶中央、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、自动监测系统的维护以及洞内作业环境评价等。 • （2）通风管路管理 • 风管的安装与拆卸、维护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、管路掉落和检测系
适的发电机、变压器、各类开关设备和线路导线，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
二、通风方式
• 1、风管式通风 • ①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
入 式
吸
出 式
混合式
混合式：
适用：较长隧道
特点：污浊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
家对经济电流密度的规定。
• 3、供电线路布置：
• 一是输电干线或动力、照明线路安装在同一侧时，必ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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、水管路相对的一侧。
• 二、照明
• （一）普通光源施工照明
• 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。
隧道结构构造备课资料
第十章： 施工辅助作业
• 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，掌握隧道供电线路的布 置，了解电量的计算和电线路的布置，掌握隧道内 的照明电压的布置，隧道内管线路布置要求。
重难点：
3、风压损失：
P • L
•
V
2
•
106 (MPa)
d 2g
• 式中：
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
• 4、如何选择风管直径？ • ⑴首先拟订管径（150~200mm）； • ⑵然后计算风压损失ΔP； • ⑶判断ΔP是否小于0.1MPa； • ①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。
• 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。
• （二）供电方式
• 供电方式有自设发电站（为辅）和地方电网供电（为主）。 在有些重要施工场所还应设置双回路供电网，以保证供电的 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.变压器位置确定
始工作，并事先将有关的开关切断封锁，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
• 在网路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讯畅通 ，备做突发事故的应急通讯宜选择有线电话。
• 2.保护有线电话电线的线管宜用钢管，应布置在 不宜被机械、落石损伤的地方，宜顺着风水管路 布置。
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， 从而满足施工作业环境的要求。
• 通风计算：包括风量计算与风压计算。
• 1、风量计算： • （1）按洞内同时工作的最多人数计算； • （2）按同时爆破的最多炸药量计算 ； • （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
• 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
• 通风机类型：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。
• 5.管路布置 • ①风机基础稳固牢靠； • ②管路敷设宜平、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
• 2、不同地段的照明布置
• 三、安全用电
• 1、安全作业要求
• 线路及接头不许有裸露，要经常检查，发现裸露应立即包扎； • 各种过电流保护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
• 4、蓄水池要求 • ⑴构造：开口水池，一般采用石砌。
• ⑵位置： • 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） • ⑶容积：（50~100m3） • 一昼夜用水量的1/2~1/10
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，抽水机位置固定，亦不需
风量及管路漏风值确定。
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。
• （二）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。
• （二）管路铺设要求 • 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
缩短胶皮管的长度； • 3、平顺直、接头严密、安装牢固； • 4、安装闸阀、油水分离器； • 5、宜尽量减少不必要的管路附件、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。
• 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。
• 二、风管(高压风管)管径的选择 • （一）管径的选择 • 1、压缩空气通过管路损失后应能保证机械正常工
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， • 胶皮管≮0.5MPa，即风压损失不超过0.1MPa。
统故障等紧急情况。
• 二、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
• 1、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
• 一、空压机站的设置 • （一）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
• 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路 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。
• （三）供电线路布置及导线选择
• 1、线路电压等级隧道供电电压，一般是三相五线400/230（ V）
• 2、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
难点：隧道通风计算。
目录
1 通风防尘 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 • （一）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，保证施工人员的 健康与安全，提高劳动生产率。
• 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。
隧道三管两线布置图
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。
10.3 施工供水与排水
• 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、隧道通风与防尘必要性 • （二）作业环境标准
• 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内采用 • 机械通风：风管式通风和巷道式通风
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 。
• （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。
10.4 施工供电、照明及通信
• 一、供电 • （一）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
的过渡段；
• ⑤可挂设于隧道拱顶中央、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、自动监测系统的维护以及洞内作业环境评价等。 • （2）通风管路管理 • 风管的安装与拆卸、维护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、管路掉落和检测系
适的发电机、变压器、各类开关设备和线路导线，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
二、通风方式
• 1、风管式通风 • ①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
入 式
吸
出 式
混合式
混合式：
适用：较长隧道
特点：污浊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
家对经济电流密度的规定。
• 3、供电线路布置：
• 一是输电干线或动力、照明线路安装在同一侧时，必ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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、水管路相对的一侧。
• 二、照明
• （一）普通光源施工照明
• 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。
隧道结构构造备课资料
第十章： 施工辅助作业
• 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，掌握隧道供电线路的布 置，了解电量的计算和电线路的布置，掌握隧道内 的照明电压的布置，隧道内管线路布置要求。
重难点：
3、风压损失：
P • L
•
V
2
•
106 (MPa)
d 2g
• 式中：
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
• 4、如何选择风管直径？ • ⑴首先拟订管径（150~200mm）； • ⑵然后计算风压损失ΔP； • ⑶判断ΔP是否小于0.1MPa； • ①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。
• 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。
• （二）供电方式
• 供电方式有自设发电站（为辅）和地方电网供电（为主）。 在有些重要施工场所还应设置双回路供电网，以保证供电的 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.变压器位置确定
始工作，并事先将有关的开关切断封锁，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
• 在网路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讯畅通 ，备做突发事故的应急通讯宜选择有线电话。
• 2.保护有线电话电线的线管宜用钢管，应布置在 不宜被机械、落石损伤的地方，宜顺着风水管路 布置。
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， 从而满足施工作业环境的要求。
• 通风计算：包括风量计算与风压计算。
• 1、风量计算： • （1）按洞内同时工作的最多人数计算； • （2）按同时爆破的最多炸药量计算 ； • （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
• 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
• 通风机类型：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。
• 5.管路布置 • ①风机基础稳固牢靠； • ②管路敷设宜平、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
• 2、不同地段的照明布置
• 三、安全用电
• 1、安全作业要求
• 线路及接头不许有裸露，要经常检查，发现裸露应立即包扎； • 各种过电流保护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
• 4、蓄水池要求 • ⑴构造：开口水池，一般采用石砌。
• ⑵位置： • 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） • ⑶容积：（50~100m3） • 一昼夜用水量的1/2~1/10
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，抽水机位置固定，亦不需
风量及管路漏风值确定。
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。
• （二）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。
• （二）管路铺设要求 • 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
缩短胶皮管的长度； • 3、平顺直、接头严密、安装牢固； • 4、安装闸阀、油水分离器； • 5、宜尽量减少不必要的管路附件、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。
• 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。
• 二、风管(高压风管)管径的选择 • （一）管径的选择 • 1、压缩空气通过管路损失后应能保证机械正常工
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， • 胶皮管≮0.5MPa，即风压损失不超过0.1MPa。
统故障等紧急情况。
• 二、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
• 1、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
• 一、空压机站的设置 • （一）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
• 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路 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。
• （三）供电线路布置及导线选择
• 1、线路电压等级隧道供电电压，一般是三相五线400/230（ V）
• 2、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