隧道风、水、电管线布置方案设计

隧道洞通风、排水、施工用电及管线布置方案

一、工程概况：

丰宁隧道（DK190+364至DK196+761）位于市丰宁县城东南侧，隧道进口位于南二营村，里程为DK190+364；出口位于四道河村后侧，里程为DK196+761，全长为6397米，隧道最大埋设409.6m。本隧道为单洞双线隧道，直线段标准线间距为 4.0m。丰宁隧道进出口段均位于曲线上，其余地段均为直线段。进口段线路为右偏曲线，DK190+364~DK190+987,长623m，曲线半径为800m。出口段线路为右偏曲线，DK196+374.048~DK196+756，长381.952m，曲线半径为2000m。隧道纵坡均为下坡，隧道进口坡度为5‰，隧道坡长749m;其余坡度为12‰，坡长5648m。

二、洞管路总体布设：

丰宁隧道洞临时设施包括洞高压电缆、低压照明线路、高压动力线、通风管路、抽排水管路等，洞照明采用36V低压电路，在施工场地设置大的蓄水池，引入潮河水供施工用水，根据现场施工实际情况和依据规计算在丰宁隧道施工端口各安装一台2×110KW轴流式通风机，进行压入式送风，通风管采用ф1800mm拉链式软风管，通风管安装在起拱线位置上。洞管线布设详见附图。

1、高压供水方案

隧道进出口均打井取水，洞口外设置施工用水池，利用高扬程水泵从水井提至施工，再利用增压泵，从施工用水池向洞施工作业面提供高压用水。供水满足洞高压用水需要，利用管路供水至洞，高压水管选用直径为Ф108的无缝钢管，采用托架安装边墙上。

2、洞施工排水方案

丰宁隧道进口端为反坡施工，开挖时根据洞的实际涌水量配备足够的抽水设备，将掌子面积水利用污水泵逐级抽水，排出洞外。丰宁隧道出口施工为顺坡施工，排水采用顺坡自然排水，只在开挖面与仰拱区间设抽水设备，抽水设备为高压潜水泵，水泵将施工污水抽至成形水沟自然顺坡排入洞口左侧水坑废水处理池，污水经处理达标后排放至潮河。

3、施工用电方案

隧道施工用电由10KV高压线“T”接点处引入洞口变压器后，提供各洞口生产、生活用电，在大电未送达之前采用自备发电机供电。计划在进口设置1000KVA变压器一台，500KVA变压器一台，400KVA 变压器预留进洞使用，出口设置设置1000KVA变压器一台，500KVA 变压器一台，400KVA变压器预留进洞使用，同时，每个洞口配备一台350KW发电机、一台50KW发电机备用，以满足施工和生活用电。因隧道单口掘进较长，电压降较大，需将变压器移至洞，进洞采用电缆引10kv高压电至洞变电器。

照明电压：作业地段不得大于36V，成洞和不作业地段可采用220V；成洞地段固定的电线路，用绝缘良好的胶皮线架设，照明灯15m布置一处。衬砌、开挖等施工地段，加设照明设备，以满足施工照明。施工地段的临时电线路宜采用橡套电缆，隧道设应急照明设备，该设备必须在短路或供电中断时，能自动接通并能连续工作2小时以上，应急设备布设间距30m一处。

三、施工措施

1、隧道通风

施工通风设计依据《铁路隧道施工规》和施工工作面安排进行设计。开挖面领先衬砌70～100m。衬砌仰拱先行，拱墙一次成型，为通风设备的安装提供了较好的条件。同时，由于施工人员、机具绝大部分集中在距掌子面百米围，爆破烟尘都集中在一起，根据上述情况，

采用轴流式通风机、压入式通风。

1.1、压入式通风布置形式

如上图1所示，通风机或局部扇风机把新鲜空气经风筒压入工作面，污浊空气沿隧道流出。

保证有效射程（L1）的控制距离。有效射程以外的炮烟及废气，呈涡流状态，不能迅速排除。

有效射程按下式计算：

.////L1=(4~5)A

式中：L1—有效射程，m；

A —隧道的断面积，m2。

L1=5√130=5*11.4=57m；

在应用压入式通风时须注意以下两点：

（1）通风机安装位置应与洞口保持一定距离，一般应大于20m；

同时，风机应安置在洞门10m以外处，避免洞流出的污浊空气重新进入，形成部分循环风。

（2）风筒出口应与工作面保持一定距离，对于大断面、大风量、大直径风管，该距离应控制在45～60m以。

1.2、风机及风管的确定

因隧道开挖断面大和无轨运输洞污染大的客观原因，成立专业通风技术班组，加强通风管理，负责风管的接长、检查、补漏、顺直、开机及其它管理工作，确保管道漏风率及摩阻力，保证洞掌子面风速在0.21m/s以上。同时采取综合防尘技术，炮后立即喷雾洒水，出碴过程中设专人洒水，湿式钻孔，湿喷混凝土作业。加强设备维修管理，减少排放尾气、废气，达到综合防尘效果，并随时进行洞环境监测，配置风速仪掌握通风情况及环境情况，确保洞空气清新，创造良好的劳动环境。

根据我国铁路、厂矿、企业及有关劳动卫生标准的规定，隧道施工作业段的空气必须符合下列卫生标准：1、粉尘浓度：国务院颁布的《关于防止厂矿企业中矽尘危害的决定》中规定：（1）每m3空气含有10％以上游离二氧化硅的粉尘为2mg；（2）含游离二氧化硅在10％以下时，不含有害物质的矿性和动植物性的粉尘为10mg；（3）含游离二氧化硅在10%以下的水混粉尘为6mg。2、氮氧化合物（换算成NO2）浓度：我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规》规定：氮氧化合物不得超过0.00025％，质量浓度不得超过5mg/m3。3、洞空气成分（按体积计）：我国矿山安全规程及《铁路隧道施工技术规》规定：凡有人工作的地点，氧气（O2）•的含量不低于20％，二氧化

炭（CO2）的含量不得大于0.5％。4、洞风量要求：每人每分钟供应新鲜空气不应少于3m3，柴油设备千瓦/分钟需要新鲜空气不小于3m3。

通风机2×110KW轴流式通风机风量为2385 m3/min，风压为5355Pa。

1）设计参数：

开挖断面积S＝90m2

一次爆破用药量： A =290kg （围岩循环进尺： 3m）；

洞最多作业人数：按每工作面平均50人；

爆破后通风排烟时间：ｔ＝30min；

通风管：采用φ1.8m软管

管道百米漏风率：β＝1.2％；

风管沿程摩阻系数（达西系数：λ＝0.01）：

a＝pλ/8＝3.0×10-4kg.s2/m2；

最大压入通风长度： L =3200m。

2）风量计算

从四个方面考虑，具体为按洞允许最低风速计算得Q1；按洞最多工作人员数计算得Q2；按排除爆破炮烟计算得Q3。通过计算，取Q＝Max（Q1、Q2、Q3）。

按洞最小风速计算风量（每个工作面）：最小风速取为0.21m/s；

Q1＝0.21×90×60=1134（m3/min）；

按洞最多工作人员数计算风量（每工作面）：

Q2=3×50=150（m3/min）；

按稀释爆破炮烟计算风量：