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文档简介
铁路隧道工程标准化施工指导手册Contents目录二、施工准备一、铁路隧道概述九、附属构筑物工程十、瓦斯隧道施工管控四、进洞施工三、隧道风水电、物流运输十一、监控量测十二、常见品质问题六、仰拱施工五、开挖及初支施工十三、施工管控要求附录A:隧道风水电运算八、二次衬砌施工七、防排水施工附录B:隧道钻爆设计附录C:衬砌台车设计(案例)目录
一、隧道概述------61.1铁路隧道构造------71.2隧道长度分级------81.3隧道开挖跨度分级------91.4隧道线路类型-----101.5特殊岩土和不良地质隧道-----111.6不良地质类型-----121.7围岩分级-----141.8岩石分类-----171.9隧道衬砌类型-----201.10洞门类型-----22二、施工准备-----232.1概述-----242.2现场调查-----252.3临建规划-----262.4施工便道-----462.5主要机械装置-----482.6技术准备-----68
2.7辅助坑道三、隧道风水电、物流运输隧道供风供水隧道通风隧道用电隧道排水四、进洞施工概述洞口防护及边仰坡开挖截排水施工抗滑桩施工边仰坡刷坡洞口超前支护明洞施工洞门施工洞口段剩余工程五、开挖及初支施工5.1概述-----73-----74-----76-----82-----91-----101-----141-----142-----144-----145-----146-----147-----148-----149-----150-----151-----152-----153目录超前地质预报超前支护洞身开挖施工开挖方式开挖断面计量开挖资源配置初期支护六、仰拱施工仰拱施工程序养护与成品维护仰拱品质标准资源配置七、防排水施工-----154-----156-----159-----177-----189-----190-----191-----216-----217-----234-----236-----237-----2407.1概述-----2417.2台车概述-----2447.3
工法程序-----2457.4工序作业-----2467.5附属洞室防排水-----2647.6
品质管控标准-----2677.7资源配置-----2697.8成品效果-----270八、二衬施工-----2718.1概述-----2728.2衬砌台车构造要求-----2738.3先进工法工装-----2788.4拱墙二衬-----2838.5资源配置-----3028.6成品效果-----305九、附属构筑物工程-----3079.1概述-----3089.2水沟电缆槽台车构造-----3099.3施工工序-----3109.4隧道综合接地-----323十、瓦斯隧道施工管控概述瓦斯隧道进洞施工-----329-----330-----333目录10.3瓦斯监测及监测-----33610.4瓦斯隧道机电装置管控-----34110.5瓦斯隧道爆破管控要求-----34510.6瓦斯隧道通风管控-----34910.7瓦斯隧道超前地质预报-----35410.8瓦斯隧道不动火支护作业-----35810.9瓦斯隧道其他注意事项-----361十一、监控量测概述监控量测设计监控量测工作监控量测项目施工工法程序资料反馈、整理、解析监控量测管控基准资源配置品质管控标准十二、常见品质问题-----364-----365-----366-----367-----368-----370-----378-----380-----386-----387-----38812.1隧道相关品质安全红线管控内容-----38912.2常见品质问题-----40712.3渗漏水缺陷-----41412.4衬砌混凝土脱空-----41712.5混凝土裂缝、裂纹-----41912.6接触网槽道预埋品质问题-----421十三、施工管控要求附录A:隧道风水电运算附录B:隧道钻爆设计附录C:衬砌台车设计(案例)-----423-----428-----471-----483小型预制组件设计概述铁路隧道概述011.1铁路隧道构造铁路隧道的构造包括主体建筑物和附属构筑物两部分。主体建筑物由洞门和洞身组成,附属构筑物包括洞室、沟槽、轨道、防排水设施,长大隧道还有专门的通风和照明装置。双线隧道断面图一、铁路隧道概述隧道按其长度可分为:短隧道 长
500
m
及以下;中长隧道长500
m以上至3000
m;长隧道 长
3000
m
以上至
10000
m;特长隧道长10000
m以上。注:隧道长度是指进、出口洞门之间的距离,以端墙面或斜切式洞门的斜切面与设计内轨顶面的交线同线路中线的交点运算。双线隧道按左线长度运算;位于车站上的隧道以正线长度运算;设有缓冲结构的隧道长度应从缓冲结构的起点运算。1.2隧道长度分级一、铁路隧道概述隧道按开挖跨度可分为:小跨度5
m以上至8.5
m;中等跨度8.5
m以上至12
m;大跨度12
m以上至14
m;特大跨度14
m以上。注:隧道开挖跨度是指隧道开挖横断面的水平最大宽度。1.3隧道开挖跨度分级一、铁路隧道概述铁路线路分左线和右线或者上行线和下行线,穿过
隧道的时候若两条线路同时通过一条隧道即为单洞双线,若两条线路分别通过两条隧道(一般为左隧和右隧)则为双洞单线。双洞单线隧道单洞双线隧道1.4隧道线路类型一、铁路隧道概述岩溶地质隧道膨胀岩(土)隧道瓦斯隧道采空区隧道高地张力区隧道黄土隧道软弱围岩隧道严寒及寒冷地区隧道1.5特殊岩土和不良地质隧道一、铁路隧道概述1.6不良地质类型不良地质类型前兆不良地质类型前兆大型溶洞水体或暗河裂隙、溶隙间出现较多的铁染锈或黏土煤与瓦斯突出开挖工作面地层压力增大、鼓壁、深部岩层或煤层的破裂声明显、响煤炮、掉渣、支护严重变形岩层明显湿化、软化,或出现淋水现象小溶洞出现的频率提升,且多有水流、河沙或水流痕迹瓦斯浓度突然增大或忽高忽低,工作面温度降低、闷人、有异味等钻孔中的涌水量剧增,且夹有泥沙或小砾石有哗哗的流水声煤层结构变化明显,层理紊乱,由硬变软,厚度与倾角发生变化,煤由湿变干,光泽暗淡,煤层顶、底板出现断裂、波状起伏等钻孔中有凉风冒出断层破碎带节理组数急剧提升岩层牵引褶曲的出现钻孔时有顶钻、夹钻、顶水、喷孔等动力现象岩石强度的明显降低压碎岩、碎裂岩、断层角砾岩等的出现工作面发出瓦斯强涌出的嘶嘶声,同时带有粉尘临近富水断层前断层下盘泥岩、页岩等隔水岩层明显湿化、软化或出现淋水和其他涌突水现象工作面有移动感不良地质类型统计表一、铁路隧道概述1.6不良地质类型不良地质类型前兆不良地质类型前兆采空区或人为坑洞岩层明显湿化、软化,或出现淋水现象岩爆岩石强度Rb≥80MPa,围岩干燥无水,呈脆性,节理基本不发育岩层裂隙有涌水现象岩层原始地张力≥(0.15~0.2)Rb开挖工作面空气变冷或发生雾气距离掌子面3倍洞径范围内,已支护段落初支混凝土发生局部剥落有嘶嘶的水声临近煤层老窑积水的前兆是岩层中出现暗红色水锈或渗水中挂红掌子面开挖过程中存在小片状岩石剥落现象软岩大变形掌子面处于断层带、节理密集带或褶皱核部及转折端大规模塌方拱顶岩石开裂,裂缝旁有岩粉喷出或洞内无故尘土飞扬围岩节理裂隙发育且存在淋雨状~股状出水初支开裂掉块、支撑拱架变形或发生声响掌子面围岩难以自稳,开挖达成后出现掉块现象拱顶岩石掉快或裂缝逐渐扩大掌子面前端初支出现开裂、变形速率急剧增大干燥围岩突然涌水等不良地质类型统计表一、铁路隧道概述1.7围岩分级分级因素及其确定方法应符合下列规定:1、围岩基本分级主要由岩石坚硬程度和岩体完整程度两个因素确定;2、岩石坚硬程度和岩体完整程度,应采用定性划分和定量指标两种方法综合确定。表1岩石坚硬程度的划分岩石类别单轴饱和抗压强度Rc(MPa)代表性岩石硬质岩极硬岩Rc>60未风化或微风化的花岗岩、片麻岩、闪长岩、石英岩、硅质灰岩、钙质胶结的砂岩或砾岩等硬岩30<Rc≤60弱风化的极硬岩;未风化或微风化的熔结凝灰岩、大理岩、板岩、白云岩、灰岩、钙质胶结的砂岩、结晶颗粒较粗的岩浆岩等软质岩较软岩15<Rc≤30强风化的极硬岩;弱风化的硬岩;未风化或微风化的云母片岩、千枚岩、砂质泥岩、钙泥质胶结的粉砂岩和砾岩、泥灰岩、泥岩、凝灰岩等软岩5<Rc≤15强风化的极硬岩;弱风化至强风化的硬岩;弱风化的较软岩和未风化或微风化的泥质岩类;泥岩、煤、泥质胶结的砂岩和砾岩等极软岩Rc≤5全风化的各类岩石和成岩作用差的岩石一、铁路隧道概述表2围岩完整程度的划分完整程度结构面特征结构类型岩体完整性指数(Kv)完整结构面1~2组.构造型节理或层面为主,密闭型巨块状整体结构Kv>0.75较完整结构面2~3组,以构造型节理、层面为主,裂隙多呈密闭型,部分为微张型,少有充填物块状结构0.75≥Kv>0.55较破碎结构面一般为3组,以节理及风化裂隙为主,在断层附近受构造作用较大,裂隙以微张型和张开型为主,多有充填物层状结构,块石、碎石状结构0.55≥Kv>0.35破碎结构面大于3组,多以风化型裂隙为主,在断层附近受构造作用作用大,裂隙宽度以张开型为主,多有充填物碎石角砾状结构0.35≥Kv>0.15极破碎结构面杂乱无序.在断层附近受断层作用作用大,宽张裂隙全为泥质或泥夹岩屑充填,填充物厚度大散体状结构0.15≥Kv1.7围岩分级一、铁路隧道概述表3围岩基本分级级别岩体特征土体特征围岩弹性纵波速度(km/s)Ⅰ极硬岩,岩体完整/>4.5Ⅱ极硬岩,岩体较完整硬岩,岩体完整/3.5~4.5Ⅲ极硬岩,岩体较破碎;硬岩或软硬岩互层,岩体较完整;较软岩,岩体完整/2.5~4.0Ⅳ极硬岩,岩体破碎;硬岩,岩体较破碎或破碎;较软岩或软硬岩互层,且以软岩为主,岩体较完整或较破碎;软岩,岩体完整或较完整具压密或成岩作用的黏性土、粉土及砂类土,一般钙质、铁质胶结的粗角砾土、粗圆砾土、碎石土、卵石土、大块石土黄土
(Q1、Q2)1.5~3.0Ⅴ软岩,岩体破碎至极破碎;全部极软岩及全部极破碎岩(包括受构造作用严重的破碎带)一般第四系坚硬、硬塑黏性土,稍密及以土、稍湿、潮湿的碎(卵)石土、粗圆砾土、细圆砾土、粗角砾土、细角砾土、粉土及黄土(Q3、Q4)1.0~2.0Ⅵ受构造作用很严重呈碎、角砾及粉末、泥土状的断层带软塑状黏性土、饱和的粉土、砂类土等<1.0(饱和状态的土<1.5)1.7围岩分级一、铁路隧道概述1.8岩石分类岩石按成因可分为岩浆岩、沉积岩、变质岩。岩浆岩主要岩浆岩图片岩浆岩一、铁路隧道概述1.8岩石分类沉积岩主要沉积岩图片沉积岩一、铁路隧道概述1.8岩石分类变质岩主要变质岩图片变质岩一、铁路隧道概述1.9隧道衬砌类型复合式衬砌复合式衬砌结构由初期支护和二次衬砌组成,在初期支护和二次衬砌之间设置防水隔离层。单线隧道复合式衬砌设计图双线隧道复合式衬砌设计图初期支护喷射混凝土锚杆
钢筋网钢架二次衬砌仰拱衬砌拱墙衬砌仰拱填充一、铁路隧道概述1.9隧道衬砌类型明洞衬砌明洞衬砌结构型式包括路堑式明洞、单压式明洞、双耳墙式明洞、无仰拱双耳墙式明洞四种,桥台进洞段采用无仰拱明洞。路堑式明洞单压式明洞双耳墙式明洞无仰拱双耳墙式明洞渝昆铁路张管隧道明洞柳梧铁路太平隧道进口芝麻岗隧道进口大金二号隧道进口一、铁路隧道概述1.10洞门类型洞门类型隧道洞门选用根据
洞口的地形,边仰坡高度,保障结构物安全为前提,选择适合隧道的洞门,常见洞门形式有端墙式、斜切式、倒切式、翼墙式(不常用)。端墙式斜切式倒切式一、铁路隧道概述小型预制组件设计概述02施工准备2.1概述施工准备主要包括现场调查、临建规划、资源配置、各类技术文件编制等,为隧道施工提供基础保障。序号项目主要内容备注1现场调查地理工况、气象水文、交通、医疗、生态、工况,洞口位置、周边临近构筑物等情况项目调查报表2临建规划洞口规划功用房位置、项目策划及临建策略施工驻地位置、人数钢构厂位置、供应范围、生产种类、装置选用等拌合站位置、生产能力等炸药库位置、存放能力等施工便道线位、宽度、施工标准3资源配置机械装置选型、配置数量人员配置人数、工种4技术准备设计文件核对审核设计文件是否存在错误管控网交接桩、施工图审核、施组编制施组策略编制策划、施组、策略、交底等设计资料编制计量工作管控网、坐标运算等二、施工准备2.2现场调查地理工况、气象水文水质情况。辅助坑道、洞口位置及相邻工程情况。施工运输道路、水源、供电、通信、施工现场、征地拆迁情况、弃渣现场及容纳能力等。原物料及半成品的品种、品质、价格及供应能力等。爆破器材的供应情况、供货渠道及管控方式等交通运能、运价、装卸费率等。可供利用的劳动力资源状况,包括工费就业情况等。生活供应、医疗、卫生、防疫、民俗及居民点的社会治安情况等。当地风俗习惯、生态、工况维护的一般规定和特殊要求。对隧道施工有直接和间接作用的其他问题。生产生活供水、供电策略,施工通信策略施工建议策略。项目主要领导带队进行现场调查二、施工准备2.3临建规划临建规划主要以下几个方面内容:混凝土拌和站钢筋(钢结构)加工厂各种生产、生活房屋。风、水、电设施现场(临时)弃渣场。炸药库房场内临时排水体系成渝中线云雾山隧道洞口临建规划效果图与实际施工图对比二、施工准备2.3.1混凝土拌合站隧道项目拌合站建设主要根据以下三个方面进行策划:一是混凝土方量(隧道长度);二是混凝土运距;三是混凝土种类。拌合站建设坚持“先设计再建设”的原则,
按局标准化相关要求,并结合业主要求进行建设,规模根据供应范围、数量、种类进行规划设计。一般隧道项目专用拌合站距离洞口在5~10km,与其他工程合用拌合站原则不大于15km,当拌合站供应超过两个隧道洞口且与其他工程合用拌合站时,建议单独设置一套喷浆料机组。拌合站建设其他标准化及信息化项目按照要求进行建设。成渝中线2#拌合站效果图料仓喷淋降尘体系拌合站废水废渣回收体系拌合站信息化室二、施工准备2.3.2钢结构(钢筋)加工厂隧道钢组件应采用工厂化集中加工、 配送,现场选址应避开居民点设置。厂内宜有明确的功用区,一般设置, 原物料存放区,联结板加工区,型
钢拱架加工区(数控冷挖机加工区/拱 架熔接机器人加工区)、格栅拱架加 工区、数控小导管加工区、网片加工 区,半成品存放区。在地面上涂刷油漆或者带反光的标 线将各功用区合理分开。成渝中线钢构厂功用分区二、施工准备2.3.2钢结构(钢筋)加工厂型钢拱架全自动生产线型钢拱架类型较少可考虑利用全自动生产线,从联结钢板到钢架弯曲熔接全部由机器人达成,加工精度较高,熔接品质较好。联结钢板自动冲剪区型钢拱架自动弯曲区全自动熔接区域熔接机器人抓取定位区型钢全自动生产线二、施工准备2.3.2钢结构(钢筋)加工厂型钢拱架数控生产线拱架类型较多,一般考虑采用人工操作数控冷弯机加工,可加工各种半径、长度的型钢拱架。联结板剪板机联合冲剪机联结板人工定位胎具钢拱架冷弯机弯曲熔接二、施工准备智能“8”字筋生产线2.3.2钢结构(钢筋)加工厂格栅拱架生产线格栅钢架一般采用人工熔接,“8”字筋一般采用机器人加工成型,主骨架采用定位胎具加工,人工熔接达成。格栅钢架熔接胎具二、施工准备2.3.2钢结构(钢筋)加工厂小导管数控生产线小导管采用全自动生产线,具备自动上料,等离子割孔,自动缩尖,自动回收功用,仅需设定指定长度即可自动达成生产。小导管热熔线圈加热冲尖小导管等离子割孔二、施工准备2.3.2钢结构(钢筋)加工厂网片自动生产线纵、横筋盘条自动上料,具备自动调直,自动熔接,自动剪网功用,仅需设置指标一人负责收整合品即可。网片盘条自动上料体系盘条调直体系成片收集体系网片熔接体系二、施工准备2.3.2钢结构(钢筋)加工厂一般应设置专业队伍加工,不得交由隧道 劳务班组管控。项目部应设专人管控,保证原物料、半成 品、成品堆码整齐,装置标识齐全标准。拱架半成品堆码拱架半成品堆码拱架半成品堆码网片成品堆码原物料堆码及标识二、施工准备2.3.3洞口施工规划隧道开工前应绘制施工现场总体布置图,合理规划施工 现场布置,按照“一处洞口一策略”、“一洞一景”组 织实施。洞口临时设施应远离泥石流、洪水、滑坡、塌方、雪崩等地质灾害地段,可能受自然灾害作用的临时工程应经过地质灾害安全评估。洞口临时设施应规划建设住宿区、物料加工存放区、机 械装置停放区等三大功用区;设置值班室、信息化室、 应急物资房、配电房、空压机房等五大功用房;配置人 车分离、人脸识别、隧道应急报警、隧道应急疏散、人员 定位、施工视频监控、车辆调度等七大云体系。洞口按规定设置“四图六牌”。隧道洞口规划图二、施工准备(1)洞口“四图六牌”以成渝中线为例,“四图六牌”主要为以下内容:二、施工准备(2)洞口主要设施①应急物资库房应急物资库房尺寸结合地形设置,并对库房应急物资进行标识。主要包含:针对隧道内的隐患内容(坍塌、水灾、火灾、瓦斯)等,按照《铁路隧道施工抢险救援指南》来配置;消防及森林防火类;防洪防汛类;应急通讯类;应急救护器材、药品及食品类;应急抢险警示、隔离类。应急物资应设置置物架标准存放,设置标识牌,建立台账,明确管控义务人,定期做好保养。应急物资库房二、施工准备②空压机房洞口空压机房采用彩钢瓦拱形屋面,白墙红顶;根据空压机数量考虑空压机房面积,同时考虑备用发电机位置。空压机高压风罐体统一涂刷绿色油漆,印中国中铁标志和装置标识牌。设置装置标识牌、空压机安全运行规程牌、发电机安全运行规程牌、压力表及安全阀监测报表和利用登记证、修护保养及评估记载。空压机房房外围围挡,迎检面封闭,其余设置不锈钢栏杆封闭或半封闭。洞内空压机房洞口空压机房二、施工准备③变电站、配电房洞口配电房墙体采用水泥砂浆砖砌、粉刷;采用彩钢瓦屋面(蓝顶白底),配电室内运行和保养通道。配电室顶棚与地面距离不低于3m,且配电装置上端距顶棚不小于0.5m。配电房采用24砖砌内外抹面,门口设置安全岗位运行规程牌80cm×55cm,设立“配电重地,闲人免进”警示牌(60cm×40cm)。变电站、配电房二、施工准备④洞口值班室与信息化室:洞口值班室分为4室,分别为值班室(兼信息化室)、休息室、瓦检室、换衣室。值班室与瓦检室分开,以满足瓦斯隧道相关要求。信息化室综合视频监控体系、考勤定位体系、LED显示体系、无卡报警体系、瓦斯管控体系,做到远程操控、精确定位。洞口值班室(信息化室)二、施工准备⑤安全讲台:洞口设置移动式安全品质宣讲台,加强现场施工人员安全品质教育。宣讲台主要设置内容:包括安全生产六大纪律、安全十大禁令、运行工人日常行为标准、员工守则、安全无事故天数、安全张贴画、每日风险作业告知牌、紧急事故救援及报表程序图、安全承诺书签字、安全品质曝光台等。安全讲台二、施工准备⑥通风机架:洞口通风机架根据洞口现场条件选择门架式结构,门架统一采用黄黑油漆间隔喷涂;风机架设置距离洞口30米位置,且位于洞口上风处,防止后期隧道通风污风循环;机架两侧设置宣传标语,顶部设置条形安全警示标志牌图,以及限高、限速等标识。隧道通风机架二、施工准备⑦多级沉淀池及污水处理站:进洞前截排水体系、多级沉淀池完善,针对工况敏感点,根据隧道出水量大小洞口设置多级沉淀池,在达成污水处理站建设后进洞,隧道污水排放满足地方环保要求。多级沉淀池污水处理站二、施工准备2.3.4临时火工品库当单个隧道作业面长度低于1km时一般不设置火工品库,采用专业民爆公司配送火工品至洞口利用。对于不设置火工品库的隧道洞口一般可在洞口放置两个爆炸物品存放柜,可存放当天的火工品。雷管和乳化炸药应分开存放,一般放置于存放柜的火工品当天必须利用达成,否则应采取退库处理。当隧道单个作业面长度大于1km或多作业面施工可考虑建设一座临时 火工品库。临时火工品库应设在远离人群集中之地,并经公安部门批准,办理相关手续。雷管库和炸药库应分开设置,两者距离不得小于30m,库房四周进行全封闭。火工品库按照规定设置值班室,发放室,并在火工品库外设置看守房,值班人员24小时看守。临时火工品库内应设置隔离沙堆,消防设施,警戒犬,视频监控全覆盖。临时火工品库二、施工准备弃渣场应严格落实“先挡后弃”的原则。弃渣场表土应剥离,集中存放于弃渣场边缘。渣前应先修建截排水沟、排水盲管、盲沟;基底须按设计开挖台阶、整平处理。弃渣须自下而上分层填筑。按照“达成一个层级、治理一层级”的原则对堆渣进行处理。弃渣场挡护及复耕弃渣场排水沟2.3.5弃渣场弃渣场选址首先要核查原设计渣场容量、用地是否可行,结合 洞渣综合利用考虑选址情况,非必要不变更弃渣场,若变更需及 时办理相关手续。选择弃渣场首先考虑容量、运距、挡护工程、征地等因素。弃
渣 场选址应避开水源维护区、远离居民区、不得设置于铁路线、公路 等构筑物上方,优先选择矿坑、无地质灾害区、少占耕地的地方。二、施工准备2.4施工便道应遵循安全适用、经济合理、生态环保、便于实施与保养的原则。宜利用地方既有道路,并结合地方政府部门的规划,优先采取永临结合的方式。复杂条件下的道路应以车辆通达为目标,引入线以直达洞口施工现场为原则,统筹规划洞口道路、各功用区,洞口现场根据临时功用设施规划合理确定硬化面积。运输干线道路采用双车道,支线道路及困难地段采用单车道。双车道路面宽6.5m;单车道路面宽不小于4.5m;每200~300m左右设20m长的会车道。最小曲线半径20m,极端情况下不小于12m。纵坡一般管控在10%以内,特别困难地段不超过12%,同时考虑提升错车平台,对于坡度较大地段需设置双车道并在转弯处设置平台和防撞。二、施工准备便道标准2.4施工便道进入施工现场50m范围、与地方国省道及乡村水泥道路交叉位置50m范围内、与地方群众共用的段落、急弯陡坡及易发生地质灾害路段道路应硬化,在进出施工现场处应设置货车洗车槽,避免带泥上路。其它地段可选用泥结碎石、砂石路面。现场内道路应绘制行车道标线,并在必要位置设置道路标识。施工便道应平整,顺直,两侧应设置水沟,针对山区施工便道根据地形、地质情况宜采取上支下挡使边坡稳定,在复杂地段应增设交通标线、波形护栏、交通警示等设施。二、施工准备2.5主要机械装置施工工序工装应用范围超前支护及开挖挖掘机、悬臂掘进机或传统人工开挖台车一般隧道均可适用一般地质钻机凿岩台车(二、三臂)高原隧道(人工工效较低)、长度不小于3km以上隧道及特殊隧道多功用地质钻机初期支护拱架安装台车钻注锚一体机湿喷机械铁路隧道均可应用开挖台架锚杆钻机普通注浆机仰拱自行式液压仰拱栈桥二次衬砌防水板铺挂台车二衬台车二衬养护台车电缆槽电缆沟槽台车二、施工准备、。2.5主要机械装置隧道施工应进行施工机械配置策略设计,配置多功用地质钻机、凿岩机、拱架作业台车、锚杆钻机、液压栈桥防水板钢筋台车、衬砌台车、养护台车、水沟电缆槽台车、装载机、挖机、自卸车等机械装置,大机配套施工的工点应提升凿岩台车、钻注锚一体机、拱架安装台车等大型工装机械。隧道施工机械应配置应与施工方法配套、工期相适应配套生产能力大于均衡生产能力,最大限度发挥机械装置总体效能。隧道施工机械的利用管控修护和保养应严格实施有关规定,保证机械利用安全、正常运转,防止发生机械事故隧道施工作业人员应根据单个作业面各工序循环时间保证隧道流水作业所需全部人员,单个洞口正常配置60~80人。二、施工准备2.5主要机械装置大机配套适用项目:高原隧道项目。低温、低压、低氧工况特征是作用高原隧道钻爆法施工的重要因素,人工、机械工效均会不同程度降低,大机配套是保证施工品质、减轻作业人员劳动强度的需要;能降低隧道施工群死群伤,加强隧道施工安全性;能降低隧道施工作业人员,降低日益紧张的人力需求;是保证施工工期的重要措施。地质条件较好的3km以上隧道项目。良好的地质条件能更好的发挥大机配套的价值和利用效能,较长的隧道项目能最大限度利用好大机配套,提升了投入的可行性,能缩短施工周期,降低施工造价。部分水利工程。在部分水利工程中,隧道大机配套可以用于地下水池、水库等工程的施工,一般施工工期较长,可加强施工效能和品质。二、施工准备2.5主要机械装置大机配套不适用项目:小断面隧道项目:小断面隧道项目通常可利用人工钻爆、人工安装拱架等达成,大型机械配套的利用提升了工序转换时间,机械运行灵活性下降,机械利用效能降低,造成资源和时间浪费,并且可能无法获得良好的经济效益。短隧道项目:隧道大机配套需要长时间的准备工作和大量的资金投入才能进入隧道,需设立专门的维保基地和人员。因此,短隧道项目不是利用隧道大机配套的理想选择。 特殊地质下的隧道工程。如果隧道项目所处地质条件较为复杂,例如遇到高隐患的地质构造、地质不稳定或水分较多的区域,隧道大机的利用会受到限制,如CD法、CRD法施工的隧道,大机配套将无法运行。 特殊曲线隧道或曲线半径较小的隧道。当面临特殊曲线隧道,大机配套无法达到最佳效果,如凿岩台车和拱架安装机在该类型隧道中运行调整较为困难,易造成结构轮廓和位置偏差。二、施工准备开挖机械钻爆作业宜采用液压凿岩台车。独头掘进长度小于3km的隧道可采用凿岩机配合作业台架开挖,独头掘进长度大于3km的隧道或有特殊要求的隧道要采用凿岩台车作业。土质隧道不适宜爆破施工的隧道,宜选用挖掘机、悬臂掘进机、铣挖机等进行开挖。炮孔装药作业宜采用专用装药装置,并配置炮泥机加工堵塞炮泥。隧道超前地质预报应采用专用地质钻机或多功用钻机。二、施工准备2.5.1开挖机械1.多功用钻机多功用钻机具备超前钻探、地质取芯、随钻计量、自动生成工作日志等功用,避免人工钻探的不准确性,降低人员的劳动强度,一般孔径φ76mm,长度不低于
30m。适用范围:隧道超前地址钻孔、地质取芯。多功用钻机二、施工准备2.5.1开挖机械2.二(三)臂凿岩台车机械化施工可以保证长大隧道的快速掘进,保障人员的安全,改善作业工况,加强作业效能,降低作业人数,降低运行手技能依赖等优势,炮眼及水平钻孔钻孔孔径一般为φ42mm,中管棚一般为φ76,钻孔长度较设计长20cm。适用范围:隧道开挖钻孔、超前小导管施工、超前中管棚施工。两臂凿岩台车三臂凿岩台车二、施工准备2.5.1开挖机械优势:集信息化、机械化等于一体的凿岩台车,钻孔精度更高,能实时显示钻孔位置、角度、深度等,
对调齐掌子面、异形断面扩挖、钻爆设计落实等有绝对优势。劣势:①受推进梁端部结构及长度作用,拱架段落外插角不可避免,从而导致超挖;②掏心孔受断面作用较大,尤其单线隧道掏心角度较难达到最优,导致作用爆破进尺;③钻孔过程中受围岩强度节理裂隙作用较大,推进压力不合理易造成钻杆弯曲或位移;④钻孔过程中易因支垫不稳造成整体导航偏差,进而导致钻孔偏差。二、施工准备2.5.1开挖机械凿岩台车厂家比选厂家优势缺点沃尔沃(Volvo)提供高品质、可靠的三臂凿岩台车,技术先进、性能稳定。优良的售后服务网络,能够及时响应客户需求。全球知名品牌,享有良好的口碑和信誉。价格相对较高。部分配件和修护服务较昂贵沙特(Sandvik)提供多种规格和型号的三臂凿岩台车,可满足不同需求。技术领先,产品品质可靠,利用寿命长。全球性的售后服务网络,为客户提供全面的支持和服务价格偏高。在部分地区售后服务网络尚待完善。拓展(Atlas
Copco)提供全面的三臂凿岩台车处理策略,包括产品销售、租赁和售后服务。技术创新能力强,不断推出新产品,满足市场需求。在全球范围内建立了完善的售后服务网络,为客户提供及时支持价格较高。在一些地区可能存在售后服务不及时的情况。安百拓(Anbit)高效节能:采用先进的液压体系和动力传动技术,具有高效节能的特点,可加强施工效能。稳定可靠:结构稳固,运行简单,具有良好的稳定性和可靠性,适应各种复杂工况。灵活机动:装置灵活,可根据工程要求进行多角度、多方向的凿岩作业,适用于各种隧道工程。保养造价高:由于装置涉及到液压体系、动力传动体系等复杂部件,保养和保养的造价可能较高。特别是需要定期评估和替换液压油、密封件等,保养造价较高。二、施工准备2.5.1开挖机械3.钻注锚一体机优势:①实现钻孔、锚杆安装、施加预张力、注浆,且具备数显与记载等功用,确保锚杆施工品质;②能设定注浆比例,保证注浆比例与设计相符;③具有定位导向功用,实现径向钻孔。劣势:目前在利用的京科钻注锚一体机装置缺陷率高,不能绝对达到设定要求,进而作用锚杆施工品质。钻注锚施工二、施工准备钻注锚一体机厂家比选厂家优势缺点中科重工(CREG)技术实力雄厚,产品品质稳定可靠。
产品涵盖全面,可以满足不同工程需求。在地下工程领域拥有丰富的教训和口碑。价格相对较高。售后服务可能有待加强,尤其是在一些地区覆盖不够广泛。山推集团(SUNWARD)产品种类丰富,可供客户选择。价格相对较为亲民,适合一些预算较低的客户。售后服务较为周到,能够及时响应客户需求产品品质和性能一般,可能存在利用寿命较短的情况。在一些技术细节和创新方面可能有所欠缺。中联重科(Zoomlion)具有较高的品牌知名度和市场占有率。产品性价比较高,性能稳定可靠。提供全面的售前、售中、售后服务,客户满意度较高在一些高端技术和创新方面可能稍显不足。在一些地区的售后服务网络覆盖可能有待
改善二、施工准备2.5.1开挖机械4.拱架安装机优势:①将钢拱架单元提前在钢组件加工厂内组装、折叠,利用合页式铰链钢板联结,便于螺栓孔对接和钢拱架垂直度管控;②拱架安装机强大的机械动力与”七点激光定位“结合,更有利于拱架安装精度管控;③工厂化的半成品加工,有效的避免了现场安装偏差。劣势:施工标准中明确指出,开挖允许点状欠挖,组装成型的拱架在安装过程中因点状欠挖大概率导致整体偏移,对掌子面开挖轮廓线要求更严格。二、施工准备拱架安装机厂家比选厂家优势缺点中科重工
(CREG)技术实力雄厚,产品品质稳定可靠。在隧道施工领域拥有丰富的教训和口碑。提供定制化服务,根据客户需求设计和生产拱架安装机价格较高。售后服务可能有待提升,尤其是在一些地区的覆盖范围不够广泛。中联重科(Zoomlion)具有较高的品牌知名度和市场份额。
提供全面的售前咨询和售后服务支持。产品性价比较高,性能稳定可靠。技术创新相对较弱,可能在一些高端技术和创新方面有所欠缺。在一些地区的售后服务网络可能需要进一步完善。施耐德(Schneider)产品品质稳定,具有良好的可靠性和耐用性。提供多样化的产品系列,能够满足不同客户的需求。在一些地区拥有良好的售后服务网络,能够及时响应客户需求。价格相对较高。品牌知名度较低,可能在市场竞争方面稍显劣势。二、施工准备2.5.2装运机械装渣与运输机械选型应符合挖装、运输机械能力协作配套的要求,运输机械配置能力不应小于挖装能力的1.2倍,避免装渣装置等候运输装置情况。采用汽车运输方式时,装渣宜采用不小于2m³的装载机或150m³/h~250m³/h的大型挖装机。扒渣采用挖掘机,自卸汽车额定载重量宜大于15t。斜井及平行导坑断面较小时,装运装置的选型应与辅助坑道断面相适应。对于高原长达隧道通风挑战的可采用新能源机械装置进行装运作业,降低内燃机消耗洞内氧气和排除废气。新能源装运机械传统燃油装运机械二、施工准备2.5.3支护机械超前管棚、小导管、预注浆等施工机械的配备应符合下列要求:①富水软弱破碎围岩、含水砂层、大变形等不良地质隧道应配置深孔钻孔及深孔高压注浆装置。②管棚及预注浆钻孔机械宜选用高效能钻孔机械,钻进速度不应小于5m/h。③预注浆应根据注浆工法和品质要求配备可调的高压力、大流量注浆机。锚杆施工宜配置锚杆钻机及注浆机或按照隧道大机配套要求配置钻注锚一体机。钢架加工应在钢组件加工厂配置专用钢架加工机器人或自动弯曲成型加工机械,钢架安装宜采用专用拱架安装机或配置拱架安装台车。拱架安装台车二、施工准备2.5.3支护机械喷射混凝土应配置湿喷机械手或湿喷机。隧道仰拱灌注应配备仰拱作业栈桥防止干扰其它工序作业或全液压仰拱模板台车。一是自行式液压仰拱栈桥有效净空为36m,可满足仰拱砼灌注和钢筋绑扎同步进行;二是配置12m全封闭弧形模板、移动布料小车、矮边墙防水板铺挂平台和仰拱填充面自动振捣整平装置,可满足仰拱砼多孔灌注的要求,加强可运行性,节约人力,加强砼灌注品质。混凝土衬砌作业应配置混凝土拌和站、搅拌运输车、混凝土输送泵及模板台车等机械装置,并满足施工组织计划的要求。二衬混凝土施工全部采用智能衬砌台车,台车具备混凝土自动分仓逐层灌注功用,采用装配式钢塑端模,台车配置可配置一套自动研磨除锈、涂刷涂膜剂。湿喷机械手普通液压仰拱栈桥带全弧模板的栈桥智能衬砌台车二、施工准备2.5.4辅助施工机械隧道施工通风装置应根据掘进长度、运输方式、断面大小通风方式等运算确定。通风机应配置高效节能低型多级风机,通风管宜选用高频热塑熔接工法加工的高强、低阻、阻燃的大直径风管。隧道施工作业时,应配置粉尘监测仪、噪声计瓦斯及其他有害气体监测仪对粉尘、噪声、有害气体进行监测。施工供风装置宜配置螺杆式电动空压机。隧道施工采用机械排水时,应配置扬程、流量、性能
与设计涌水量相适应的抽水装置,富余量不小于20%。并配有满足需要的备用电源。隧道防水层铺设作业应配置专用作业台架。防水板熔接应配置可调温调速的自动爬行熔接机以及用于局部处理的热塑焊机。衬砌养护台车、喷淋养护台架,养护长度至少6m,配置有自动喷淋体系。隧道通风装置清污分流泵站防水板铺挂台车喷淋养护台车二、施工准备2.5.5小型工装机具超前小导管定位装置锁脚锚管定位装置仰拱5线上墙激光定位装置防水板维护板钢拱架折叠合页
二衬防脱空分布式压密传感器钢筋卡具槽道熔接成组定位模具二、施工准备2.5.6隧道信息化装置①隧道洞口信息化室应涵盖视频监控、人脸识别,广播喊话,人员定位等功用组件,实现实时掌握、上传下达、沟通协作作用。②隧道进出口、洞内分岔口、掌子面、洞口场站、衬砌施工区域等关键部位应安装高清视频监控,并接入信息化体系。③洞口宜设置隧道施工人员电子管控体系,通过发放门禁卡和在安全帽内安装芯片,对人员进出和定位进行管控。④门禁采用人脸识别措施,全封闭管控。门禁定位体系可与局考勤体系挂接,可实现定期考勤。⑤洞内掌子面及衬砌设置喊话体系,实现洞内外应急广播及喊话。人脸识别体系视频监控体系人员定位体系洞内喊话广播体系二、施工准备2.5.7
装置应用范围序号作业线装置类型应用范围1开挖作业线多功用地质钻机超前地质钻孔、地质取芯、超前大管棚施工2二(三)臂凿岩台车开挖、超前小导管打设、超前中管棚打设3侧翻装载机洞渣装载4自卸车洞渣运输5支护作业线拱架安装机拱架安装6多功用拱架台车拱架安装7钻注锚一体机、锚杆钻机锚杆施工8湿喷机械手喷射混凝土作业9仰拱、衬砌、防排水作业线液压仰拱栈桥仰拱初支、仰拱、填充施工10防水板钢筋台车防水板、拱墙衬砌钢筋施工11衬砌台车拱墙衬砌施工12辅助作业线通风机洞内通风13排水泵站洞内排水二、施工准备2.6技术准备设计文件审核。设计文件相互间的一致性、体系性,是否存在差错、各设计专业接口工程的相互衔接。隧道平面及纵断面指标运算是否正确。设计工程数量运算是否正确,超前地质预报设计内容是否完整。设计的洞口地形、地貌、地上地下管线和周边构筑物等是否与现场一致。隧道穿越不良地质地段的设计策略、工程措施的是否合理和具备可实施性,应急预警体系是否完善。弃渣场的结构设计、位置及容量是否满足施工需要和环保要求。洞口位置、洞口边仰坡的稳定程度、辅助坑道的类型和位置等。洞口排水体系是否完善。隧道排水与桥涵路基排水设施及地方排水体系的配合、衔接是否合理。大型临时设施和过渡工程的设置位置、规模和数量是否合理。二、施工准备、2.6技术准备(2)策略、作业指导书、技术交底等技术文件编制。隧道施工策略应根据施工条件、地质条件、隧道长度、隧道横断面埋置深度、工期要求、工况维护、资源配置等因素综合选定。地质复杂及高隐患隧道应结合周边工况及现场实际情况,解析工程及水文地质资料,进行隐患评估,制定施工技术策略和专项应急救援预案。高速铁路隧道施工应针对隧道的特殊过程、关键工序编制施工作业指导书,使施工人员掌握特殊过程、关键工序的作业程序、施工方法、品质标准,了解安全节能环保等有关注意事项。施工作业指导书应按照准化管控要求将先进成熟的工法工法、科学合理的生产组织与建设标准、品质目标、安全要求以及现场施工条件结合的原则编制,做到图文并茂、简明易懂、可运行性强。高速铁路隧道施工技术交底应实行分级交底制度,施工技术交底应覆盖所有参与工程施工的管控人员、技术人员、作业人员。二、施工准备2.6技术准备(3)计量工作。高速铁路隧道工程计量应在复测设计单位交接的计量成 果基础上,根据隧道贯通偏差要求,采取相应的施测方 法,保证隧道的中线、水平开挖断面、支护厚度和净空 尺寸符合设计要求。配合设计、业主、监理达成管控网交接桩工作。进洞施工前达成管控网复测、加密网计量和隧道中线开挖轮廓线计量。二、施工准备2.6技术准备(4)隧道洞口段二次深化设计。隧道洞口包括边仰坡、洞门、水沟、栅栏、洞口段路基、洞门防护、危石清理、绿化等正式工程,在满足设计功用的前提下做到整体协作性、对称性、阶梯性、平顺性,融合性,确保洞口段工程整体效果的展显。结合设计图样进行二次深化设计,并出具效果图,效果图要充分反映深化设计的效果。深化原则:在满足设计要求功用的前提下,一是对洞口工程的整体布局进行详细排版设计,坚持“一洞口一策略”,要做到美观、协作、工程内实外美、布局合理;二是积极融入周边地形地貌,与周边工况协作统一;三是耳墙式洞门、端墙式洞门
要尽量满足对称性、阶梯性、平顺性,斜切式洞门要有平顺性、融入性、美观性;二、施工准备2.6技术准备(4)隧道洞口段二次深化设计。深化原则:四是边坡、水沟、防护栅栏、台阶与自然地形地貌应具有良好的顺接性,尽可能对称布局或需结合周边地形地貌做到一致性、平顺性、美观性,各类水沟栅栏线型要顺直、曲线地段要圆顺;五是各类骨架护坡、锚杆框架梁、防护工程的伸缩缝、沉降缝从上到下顺直、美观、位置准确;六是绿植以经济适用为原则,结合坡面、设计图样、平台、水沟等综合性考虑,要有详细的绿化策略。北方地区宜种植适合当生长条件的绿植,南方地区尽量做到多季绿叶、四季常青,各类绿植要乔灌结合,颜色、形状等需错落有致,宜进行适当的美化和布局。效果图和施工策略经后方公司评审后报局工程管控部备案,隧道洞口工程严禁随意施工。湖杭铁路安山隧道出口洞口段二次深化设计规划图湖杭铁路安山隧道出口洞口段成型航拍图二、施工准备2.7辅助坑道部分长大隧道因设计设置辅助坑道,主要类型有横洞、斜井、平导、竖井等。横洞平导斜井竖井二、施工准备小型预制组件设计概述03隧道风水电、物流运输隧道风水电、物流运输主要有供风、供水、通风、用电、排水、运输等,本章节相关运算详见附录A。布置基本原则名称隧道前进方向备注供风、供水管右(左)原则:管电不同侧排水管右(左)电缆、电线左(右)通风管道拱顶或者拱腰运输拱架、锚杆、钢架网运输,混凝土运输,出渣运输,人员接送。三、隧道风水电、物流运输生产端传输接头利用端3.1隧道供风供水三、隧道风水电、物流运输3.1隧道供风供水隧道施工供风−
隧道开挖:手持风动凿岩机−
初期支护:湿喷机、锚注一体机隧道施工供水−
超前地质预报:超前水平钻−
隧道开挖:三臂凿岩台车、手持风动凿岩机− 衬砌养护:养护台车、雾炮、洒水……−
安全文明施工《路桥施工运算手册》要求:工作风压不小于0.5MPa,考虑端头橡胶管对风压作用,钢管终端风压不得小于0.6MPa,即钢管风压损失ΔP不得超过0.1~0.2MPa。空压机生产的压缩空气压力一般在0.7~0.8MPa。《高速铁路隧道工程施工技术规程》(Q/CR
9604-2015)第19.1.3要求隧道工作面风压应不小于0.5MPa,高压风管的直径应根据最大送风量、风管长度、闸阀数量等条件运算确定,不宜小于100mm。3.1.1隧道供风三、隧道风水电、物流运输隧道供风其他需关注问题供风管安装出于安全考虑,洞内高压风管不宜与电缆电线敷设在同一侧。在空气压缩机站总输出管上应设总闸阀;主管上每隔300~500m应分装闸阀,主要目的是为了便于管控和修护管控。高压风管在安装前应进行评估,有裂纹、创伤、凹陷等现象时不得利用,管内不应保留有残余物和其他脏物。洞外地段,当高压风管长度超过100m和温度变化较大时宜安装伸缩器;靠近空气压缩机150m以内,风管的法兰盘接头宜用石棉衬垫。三、隧道风水电、物流运输隧道供风其他需关注问题供风管安装管路应敷设牢固、平顺,接头严密,不漏风。高压风管不应妨碍运输、作用边沟施工。高压风管前端至开挖面宜保持30m距离,并用高压软管联结分风器,分风器与凿岩机间联结的胶皮管长度,不宜大于15m。高压风管利用中应有专人负责评估、养护。三、隧道风水电、物流运输隧道供风其他需关注问题移动式空压机利用规定空气压缩机1、移动空压机宜设置在隧道紧急停车带、装置洞、横通道等对隧道施工干扰小的地方,设置隔离和警示标志2、移动空压机平放停妥后,应采取制动和机身稳定措施。3、输气管应避免急弯。4、开启送气总阀后,应通知用气地点的工作人员。5、利用过程中,移动位置前,应切断电源。6、当风压满足不了现场施工要求时,可将空压机移动至洞内合适的洞室位置。三、隧道风水电、物流运输3.1.2隧道供水供水相关要求1、隧道开挖工作面的水压宜为0.3MPa。2、管路敷设应平顺,接头严密,不漏水。3、水池的总输出管路上应安装总闸阀,主管路上每隔300m~500m应安装分闸阀。4、洞内水管前端至开挖工作面的距离宜保持在30m左右,并用高压软管联结分水器,软管长度不宜大于50m。5、洞内管路应敷设在电缆、电线相对的一侧,设置高度以不妨碍运输与水沟施工为前提,以风管同步,一般为边墙1m左右。6、无条件建造高山水池的隧道可以采用增压泵供水。供水水池三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风通风方式机械通风布置应根据坑道长度断面大小施工方法装置条件等综合确定,可选用压人式或混合式通风,有条件时宜采用巷道式通风。几种常见施工通风方式如表所示。序号通风方式1送风式(压入式)2送排风并用式3送排风混合式4竖井排风坑道送风方式5巷道(正洞、平导)通风方式风机及支架风管三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风通风方式送风式(压入式)送排风并用式送排风混合式竖井排风坑道送风方式巷道(正洞、平导)通风方式几种常见施工通风方式三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风通风相关要求1、隧道施工独头掘进长度超过150m时应采用机械通风,独头掘进长度超过1000m的隧道,应进行施工通风专项设计。2、隧道施工通风应纳人工序管控,成立专门的通风班组,由专人负责管控。3、瓦斯道施工通风应符合现行《铁路瓦斯隧道技术标准》TB10120的有关规定。4、瓦斯隧道通风按瓦斯绝对涌出量运算风量时,低瓦斯工区应将洞内各处的瓦斯浓度稀释到0.5%以下;高瓦斯工区和瓦斯突出工区长度较大的独头巷道,应将开挖工作面风流中的瓦斯浓度稀释到
0.5%以下;平行导坑仅作巷道式通风的回风道时,其瓦斯浓度应低于0.75%。三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风通风标准(1)隧道内同时工作的最多人数所需要的通风量Q人,一般地区每人每分钟供给3.0m3/min的新鲜空气,高原地区每人每分钟供给4.0m3/min的新鲜空气。按爆破后稀释一氧化碳(CO)至许可最高浓度所需要的通风量Q0,每千克炸药爆破后,可产生折合成40L一氧化碳气体。隧道内同时作业的内燃机械产生的有害气体稀释到允许浓度所需要的通风量Q内,洞内利用柴油机械时,可按每千瓦每分钟4.5m³风量运算。排出瓦斯涌出量所需通风量Qg。满足最低风速(排尘最低风速)所需要的通风量Q风:全断面开挖不应小于
0.15m/s,分部开挖的坑道内不应小于0.25m/s,但均不应大于6m/s。瓦斯隧道施工通风风速宜不小于1m/s。最后根据海拔高度对需风量进行修正三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风运算方法解析工况、确定通风长度工作面需风量运算根据施工的工况,运算出施工各阶段的最大通风距离。根据各工作面情况及机械装置配置情况,运算出各工作面的需风量。通风量、风管运算根据各阶段的通风距离、工作面的需风量,选择最不利工况,对通风装置进行组合及配置。根据供风装置组合及配置情况,运算风机台数、管路及供风电力设计。三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风:施工通风设计要求(1)通风指标选择1、通风机的能耗、风管的直径应根据供风风量、洞内风速、隧道独头掘进长度、运输方式、断面大小、通风方式等运算确定。2、供风风量应按实际需要风量的1.5倍运算。3、通风管应与风机配套,同一管路的直径宜一致。4、独头掘进长度较长时,宜选用大直径风管。5、通风管较长,需要加强风压时,可采用多台通风机串联。6、采用智能变频风机。风机类型备注轴流通风机☆☆☆离心通风机鼓风机隧道常用通风机三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风:施工通风设计要求(1)通风指标选择轴流通风机能耗备注2×55KW2×75KW2×110KW2×132KW或单组2×250KW2×355KW特长隧道隧道常用通风机能耗三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风:施工通风设计要求(2)风管安装要求1、送风管宜采用软管,靠近风机的软风管应采用加强型。2、送风的进风口宜在洞口30m以外。3、通风管的安装应平顺,接头应严密,每100m平均漏风率不应大于1%,弯管平面轴线的弯曲半径应不得小于风管直径的3倍。4、通风管靠近开挖面的距离应根据开挖面大小确定,送风式通风管的送风口距开挖面不宜大于15m,排风式风管吸风口不宜大于5m。靠近开挖面的风管应可移动,爆破前从掌子面处移走。5、风管一般设置在拱顶或者拱腰位置。通风管风管直径(m)备注1.21.51.82.0宜优选大直径风管常用直径三、隧道风水电、物流运输3.2隧道通风:施工通风设计要求(2)风管安装要求隧道衬砌施工过程中,为避免损坏或污染通风软管,作用隧道通风品质,干扰其他工序作业,选择隧道施工通风软管过衬砌、挂布台车免拆解装置,采用在台车下悬挂铁皮卷筒用以通风软管从筒内通过,从而保证隧道通风品质,加强施工工效。三、隧道风水电、物流运输3.3隧道用电一般要求:1、隧道供电应有两路电源线路,以保证任一路电源线路发生缺陷,另一路电源线路继续担负施工用电。2、供电电源应尽量取自地方电源,只有地方电源不能绝对满足需要时才自设电站,其容量应至少保证隧道施工重要装置负荷的用电。3、隧道内电气装置除应满足利用要求外,还应符合工况要求。4、洞内施工严禁带电作业。5、有条件时,应考虑施工用电电源与长期运营用电相结合。线路标准设置三、隧道风水电、物流运输3.3.1洞内供电线路布置和安装1、架设原则是: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。2、洞内电线路架设在风水管路相对一侧,电线悬挂高度距人行地面距离为:400V以下不应小于2.5m,6~10KV不应小于3.5m。3、施工供电应采用三级配电二级维护方式。4、供电线路应采用380V/220V三相五线体系。5、照明电压作业地段不得大于36
V,成洞地段可采用220V。线路标准设置三、隧道风水电、物流运输3.3.1洞内供电线路布置和安装采用三相五线制TN-S接零维护和三级配电、两级漏电维护体系、三级配电指配电体系设置总配电箱、分配电箱、开关箱,动力配电与照明配电分别设置,动力开关箱与照明开关箱分设。配电箱开关箱接地维护示意图三级配电箱图三、隧道风水电、物流运输3.3.2总用电量的估算根据隧道一个工作面全部施工动力用电装置额定用量进行用电量运算。常用的施工动力用电装置额定用量如表所示。常用装置能耗选型装置三臂凿岩台车空气压缩机(24m3/min)抽水装置混凝土输送泵(60m3/h)轴流通风机(例)湿喷机械手其他照明用电装置能耗200KW132KW35KW90KW2×110KW75KW50KW三、隧道风水电、物流运输3.3.2总用电量的估算变压器变压器指标备注400KVa500KVa630KVa800KVa1000KVa通过运算数值进行变压器容量选择及组合。常用变压器选型三、隧道风水电、物流运输3.3.3隧道施工照明隧道施工照明可以改善隧道内路面状况,改善隧道内视觉享受,有利于加强隧道通行能力保证交通安全施工,作业地段应有足够的照明,采用普通光源照明时,应符合要求,不安全因素较大的地段应加大光照度。隧道施工照明要求施工作业地段最小光照度(Lx)开挖作业面50其他作业地段30运输通道15成洞地段10隧道施工照明效果三、隧道风水电、物流运输3.3.3隧道施工照明序号安全规定1隧道内的照明灯要保证亮度充足、均匀及不闪烁,并应根据开挖断面的大小、施工工作面的位置合理分布。2隧道内的用电线路,要利用防潮绝缘导线,并按规定的高度用瓷瓶或挂钩悬挂牢固。不得将电线挂在铁钉或其他金属件上,也不得捆扎在一起。3隧道内的用电线路和照明装置必须由专人负责抢修管控,抢修电线与照明装置时应切断电源4隧道内各部分照明电压应为:开挖、支护及衬砌作业段为12~36V,成洞地段为220V,手提式作业灯为12~36V。5渗漏水、滴水地段应用胶皮电缆,开挖工作面附近应用防水灯头。6洞内每隔50m~100m应设置应急照明灯。7成洞地段应尽量采用节能新光源。三、隧道风水电、物流运输3.3.3隧道施工照明电线布设1、照明线、讯息线等强弱电缆挂设高度离人行地面不低于2.5m。2、挂设标准:三相五线单芯线利用横担,每隔10m安设一个,横担采用角钢并用膨胀螺丝锚固,绝缘瓷瓶间距15cm,与横担间采用螺栓固定;电缆挂设采用塑料绝缘挂钩螺栓固定,挂钩间距100~130cm一处,应确保电缆线与线路纵坡线型平行顺直。3、高压电缆挂设高度离人行地面不应小于3.5m。4、各种电气设输电线路应有专人频繁地进行评估修护、调整等工作,其作业要求应符合现行《铁路隧道工程施工安全技术规程》
TB
10304的规定。三、隧道风水电、物流运输3.3.3隧道施工照明设置标准1、照明灯及应急灯:照明灯具采用LED灯安装,安装间距为25m一处,挂设位置为电缆线下方,与电缆线平行。2、灯带布置:采用灯带进行补充照明,纵向贯通灯带高度距离底板2.5m高,紧线绷直,台车、台架周边,确保纵向灯带线型与线路纵坡平行顺直。环向灯带利用白色/彩色灯带每50m设置一环,沿二衬内轮廓全环布置,采用膨胀螺栓钩进行固定。三、隧道风水电、物流运输3.3.3隧道施工照明灯具选择普通照明建议采用LED节能灯;瓦斯工区洞内照明灯具采用防爆灯;台架四周、衬砌周边建议采用灯带警示;应急灯需安装专门消防应急照明灯具。防爆灯LED灯带应急照明灯三、隧道风水电、物流运输3.4隧道排水隧道施工排水必须采用清污分流,在隧道内实现掌子面(掘进段)、初衬段的施工废水与二衬段的涌水(清水)的清污分质分流。主要为反坡段排水类型,反坡段通过洞内两侧临时清水沟、临时污水沟收集及
侧边污水半圆槽收集洞内流水,再通过清污泵站和排水管抽排洞外,实现清污分流,过程中采用智能装置。三、隧道风水电、物流运输3.4隧道排水排水方式:隧道衬砌已施工段落通过泄水孔、中心水沟(边沟)排水,未施作衬砌段落(初支段)渗水时,采用防水板+盲管结合方式将水流引至边墙盲管中进行引排。三、隧道风水电、物流运输3.4.1清污分流隧道内清水是指结构渗漏水量即隧道围岩裂隙水且未被施工污染的水。隧道内污水是指各个施工区域产生的施工废水。清水排放路径:掌子面清水箱→清水管→交叉口清水箱→横洞清水沟/斜井清水管(泵送)→洞外雨水沟。污水排放路径:掌子面污水池→污水管/污水池→交叉口污水池/箱→横洞污水沟/斜井污水管(泵送)→洞口沉淀池→污水处理厂。清污分流流向图三、隧道风水电、物流运输3.4.1清污分流1、清水体系:底板端头右侧设置清水集水箱,通过墙上清水钢管抽排至移动清水箱(无衬砌段设清水井),抽排至固定泵站清水仓。左侧清水通过横向截水沟引流至右侧清水集水箱。固定式排水泵站接力抽排至洞口附近水沟排放(经监测达标后直接排放)。清水集水装置三、隧道风水电、物流运输1、清水体系:横向截水沟处污水半圆槽利用半圆钢管进行顺接,避免清水混入污水。截水沟半圆槽3.4.1清污分流三、隧道风水电、物流运输2、污水体系:掌子面60m处边侧设置污水集水箱,污水通过软管抽排至污水集水箱,再经过污水集水箱软管接通到底板端头污水钢管处逐级抽排至洞外。污水体系3.4.1清污分流三、隧道风水电、物流运输3、固定泵站处清污分流:已施工达成泵站需做好泵站位置清污水截流,泵站至洞口所有清污水不得往下反流。清水截流至泵站清水仓经清水管外排、污水截流至泵站污水仓经污水管抽排至污水处理站。固定泵站3.4.1清污分流三、隧道风水电、物流运输掌子面区域设置临时清水箱引排掌子面股状水及散状清水;掌子面施工区域设置一条临时污水沟,引排污水至临时污水箱内;初支段路面两侧开挖清、污水沟,路面设置3%一字坡,确保施工污水不排入清水沟;掌子面施工时采用砌筑砖墙对清水沟进行封闭,保证污水不流入清水沟。3.4.2正坡排水三、隧道风水电、物流运输掌子面区集水井设置:集水井距离掌子面30~40米设置,集水井利用钢板进行制作,埋地设置,顶部与路面平齐,顶部设置临边防护。为防止渣土进入临时集水井,在集水井顶部设置利用钢板进行覆盖,集水井护栏挂设安全提示警示标牌。清水池污水箱3.4.2正坡排水三、隧道风水电、物流运输仰拱施工区清污水抽排:仰拱施工区域设置清污水管,水管设置高度为仰拱顶面2.5m,水管采用法兰盘联结,水管利用托架固定于初支上。利用抽水泵将清污水池内的清、污水进行抽排至相应清污水沟。清污水抽排3.4.2正坡排水三、隧道风水电、物流运输3.4.2正坡排水已施作仰拱填充段,利用仰拱两侧预留沟槽作为临时清、污排水沟。临时清水、污水沟利用隔断物料将清水、污水隔离,靠近边墙侧作为清水沟,防止清污混流。临时排水沟三、隧道风水电、物流运输已达成的初支部分如有股状水出落时,利用波纹管联结软管集中引排至排水沟,经沉砂池后排入自然水系。初支出水引排3.4.2正坡排水三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则需求和目标目的:确保不淹井,排水配置满足洞内正常作业条件。需求:
满足洞内最大涌水排出需求;
各作业面满足正常施工条件;
各作业面文明施工达标;
满足排水环保要求。目标:合理费效比实现功用需求三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则排水设计应考虑的主要因素洞内水量逐段递增且呈不规律性,在各级泵站的水泵选型上,应按排水能力递增原则自下而上递增选配。隧道排水主要为隧道围岩裂隙水,除地下水的本身成分外,主要还有岩石石屑、泥浆及喷射混凝土的回弹 物等各种掺杂物。水泵选型要通过对洞内水的成分化验确定,其化验的主要指标为:固体物性质、容积比、密度、水体pH值、水温等,由此确定合理的水泵型号。根据水文地质资料,如不同泵站汇水量相差不大而且扬程相近,宜选用同型号的水泵,以便于日常管控和 修护护。工作面移动水泵(集水井),宜选用移动轻便的水泵,根据水量大小在规格和数量上予以增减。正式泵站供电应同步考虑,且为双回路供电布置。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按泵轴方向可分为:卧式、立式、斜式。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按壳体剖分型式分为:径向剖分式和轴向剖分式。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按级数分为:单级和复级(多级)。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按吸入形式分为:单吸和双吸。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按水泵形式分为:中心支承式,管道式、共座式、分座式、可移式。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按驱动方式分为:直接联结、齿轮传动式、液力偶合传动式、皮带传动式和共轴式。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按特殊结构分为:液下式、筒式、双壁壳式、地坑筒式、抽出式、自吸式、潜液式和屏蔽式。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按轴向力平衡方式分为:平衡鼓式、平衡盘式、自身平衡式和平衡孔式。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按用途不同主要分为:锅炉给水泵、循环水泵、排污泵、杂质泵、砂泵、渣浆泵、泥浆泵、污水泵、清水泵、消防泵、程序泵、增压泵、耐腐蚀泵等。三、隧道风水电、物流运输3.4.3反坡排水反坡排水原则(
3
)水泵选型按材质不同分为:铸铁泵、不锈钢泵、塑料泵、氟塑料泵、工程塑料泵
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