1、隧道施工中供风、供水、供电及照明作业工艺标准隧道施工中供风、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
2、.1.1 做好施工前的调查工作。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、各类照明灯表1 同时工作系数机具
3、类型凿岩机装渣机锻钎机同时工作台数110113012341234K1.000.850.850.751.00.750.700.501.00.750.650.50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
4、中风量负荷的不均匀,为避免空压机的回风空转,可选择一台小容量(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.
5、5MPa。空压机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300
6、500m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,若管径较大而超过轨面,应适当增
7、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/时1.50包括混凝土拌和、养生和洗石等用水空压机用
8、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 (0.10.15)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(1520)L/s、灭火时间为0.51h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
9、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,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
10、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: H1.2h+hf (m) 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; hf管道内水头损失(m),确定用水量后(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2030m3;如水源流
11、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=24C(QC+QS) (m3)式中:V水池容积,m3; 调节系数,一般用1.101.20; 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1/41/6;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+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
12、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)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300500m应安装闸阀一个,以便维修
13、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 式中:S总施工总用电量,kVA; K备用系数,一般取1.051.10; 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,kW; 动力设备的平均效率,采用0.830.88;通常取0.85进行计算; cos平均功率因数,采用0.50.7; K1动力设备同时使用系数,通风机的同时用电系数为0.80.9,施工电动机械同时用电系数为0.650.75; K2动力负荷系数,主要考虑不同类型设备带负