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      小結隧道工裝配套設計

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      小結隧道工裝配套設計

      1工裝配套設計

      根據機電械設備最大組合功率,計算如下:P=(540kW(空壓機)+90kW(二襯)+20kW(洞內照明)+15kW(生活區用電)+15kW(一臺電焊機)+36kW(2臺水泵))=698kW現場配備800kVA的變壓器,負荷計算功率因素取0.8,現場輸出功率640kW。變壓器在用電最高峰時期超負荷9%,在安全范圍內的,基本可以滿足現場施工要求。此外,為應對緊急突發事件,配備一臺柴油發電機,保證隧道洞內照明、洞內二襯混凝土的施工、電焊機等正常使用,經計算故配置200kW柴油發電機1臺,以備急用。線路配置施工用電采用“三相五線制”,鋁線,截面積240mm2,洞內主要設備為施工功率總計:P=(90kW(輸送泵)+20kW(洞內照明)+30kW(電焊機,2臺)+(18kW,水泵1臺)+(20kW,濕噴機2臺))=175kW。現在計算洞內電壓損失,電壓損失計算與較多因素有關,計算比較復雜,這里采用經驗計算公式估算。具體參考相關資料,這里不再做詳細說明。先計算負荷矩:假設進洞,再計算240mm2鋁線在380V三相情況下電壓損失1%的負荷矩:以2.5mm2鋁線為基準,每20“kw·m”負荷載電壓損失1%。由于240mm2,是2.5mm2的92倍,再根據“三相五線6倍計算”。因此,負荷矩增大為20×72×6=11520kW.m,最后得電損。所以洞內800m,電壓降為380×(1-16.2%)=334V。通過計算得出結論:在進入隧道800m左右,由于電壓損失,無法保證洞內機械設備正常運作,所以必須采取增壓措施。一方面可增加一條線線路,增大線路截面積,減少電損。另一方面可在洞內800m位置增設一臺變壓器,對電路進行升壓,保證設備正常施工。假設增加一條240mm2電線,洞外電壓啟動電壓設為400V,重新計算電損得出6.3%,洞內電壓降為375V,機器可以在容許的電壓范圍內正常啟動,基本可以滿足洞內施工需求。

      2施工供風系統布置

      2臺噴混凝土機,每臺8m3/min,管道損耗系數取0.15、設備的磨損系數取0.1,故所需要的排氣量,故隧道洞內需配置4臺20m3/min電動空壓機方可滿足隧道開挖、噴混凝土的工作需要。同樣分別計算YT28鑿巖機與噴混凝土機所需風量。YT28鑿巖機,共18臺,每臺3.5m3/min,管道損耗系數取0.15、設備的磨損系數取0.1,故開挖所需要的排氣量。通風機的配置通風機的選配按一定時間內將洞內爆破產生的有害氣體排出洞外為前提,計算式如下:q=(5Gb-Al)/t式中:q—工作面風量m3/min;G—爆破所用炸藥量,取240kg;b—爆破產生有害氣體量取40;A—隧道開挖面積,取80m2;l—爆破瞬間炮煙拋鄭長度,取30m;t—將洞內有害氣體排出洞外所需要的時間取30min。考慮到管道漏風的的影響,結合蓮花山隧道的實際情況,百米漏風率為1.5%,本隧道最長開挖1800m,系統漏風系數P=1/(1-1800×1.5%/100)=1.37計算隧道風機的供風量最低為采用西安交大咸陽風機廠生產的SDDY型隧道專用三速對旋式通風機,風量在70000~135000m3/h,可以滿足施工要求。施工用水系統布置在洞頂30m高以上的位置設置一座30m3蓄水池,用高壓水泵抽水壓入水池中,管道接入洞內,供生產用水。

      3開挖、出碴運輸施工

      隧道出碴利用側式裝載機裝碴,“后八輪”自卸車出碴,運至洞外約500m的棄土場。根據開挖長度,合理增加、調配機械設備。達到“挖、裝、運”一體化作業,最大限度利用器械設備。根據現場施工現場經驗計算:需要出碴車輛數為N:N=H/h式中:H—一輛自卸車一個循環所需要的時間,min。從洞口到棄土場距離為0.5km,假設從洞口到掌子面距離為L,按自卸車行駛速度20km/h計算,洞內倒車、裝碴時間及棄土場卸車時間按15min計算得每輛車裝碴所需要的時間,一般為6min。根據上述公式配置出碴車數量,確保隧道出碴時自卸車數量正好滿足要求,使得出碴的機械設備均得到最大限度的得到利用,確保了施工前后銜接。優化設計假設隧道一頭2個洞口由1個隊伍施工,進行機械人員設備資源配置優化。

      4結語

      一般前期資源需求較小,隨著進洞深入和圍巖條件的改變,施工進度加快,資源需求也加大,應做好工裝設計和計劃進場時間,以免資源浪費或耽誤施工進度。施工組織設計對工裝配置影響很大,通過分析可以發現同一端得兩個隧道口由一個隊伍施工與單個隧道口分隊伍施工的時候,在保證同樣施工進度的前提之下,人力資源、機械設備均得到了充分的利用,資源節約很明顯,所以在隧道施工的時候,應綜合各方面的因素,以控制施工成本實現效益最大化。

      作者:歐陽磊徐建洋單位:中鐵十七局集團第六工程有限公司

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