小结隧道工装配套设计

1工装配套设计

根据机电械设备最大组合功率，计算如下:P=(540kW(空压机)+90kW(二衬)+20kW(洞内照明)+15kW(生活区用电)+15kW(一台电焊机)+36kW(2台水泵))=698kW现场配备800kVA的变压器，负荷计算功率因素取0.8，现场输出功率640kW。变压器在用电最高峰时期超负荷9%，在安全范围内的，基本可以满足现场施工要求。此外，为应对紧急突发事件，配备一台柴油发电机，保证隧道洞内照明、洞内二衬混凝土的施工、电焊机等正常使用，经计算故配置200kW柴油发电机1台，以备急用。线路配置施工用电采用“三相五线制”，铝线，截面积240mm2，洞内主要设备为施工功率总计:P=(90kW(输送泵)+20kW(洞内照明)+30kW(电焊机，2台)+(18kW，水泵1台)+(20kW，湿喷机2台))=175kW。现在计算洞内电压损失，电压损失计算与较多因素有关，计算比较复杂，这里采用经验计算公式估算。具体参考相关资料，这里不再做详细说明。先计算负荷矩:假设进洞，再计算240mm2铝线在380V三相情况下电压损失1%的负荷矩:以2.5mm2铝线为基准，每20“kw·m”负荷载电压损失1%。由于240mm2，是2.5mm2的92倍，再根据“三相五线6倍计算”。因此，负荷矩增大为20×72×6=11520kW.m，最后得电损。所以洞内800m，电压降为380×(1－16.2%)=334V。通过计算得出结论:在进入隧道800m左右，由于电压损失，无法保证洞内机械设备正常运作，所以必须采取增压措施。一方面可增加一条线线路，增大线路截面积，减少电损。另一方面可在洞内800m位置增设一台变压器，对电路进行升压，保证设备正常施工。假设增加一条240mm2电线，洞外电压启动电压设为400V，重新计算电损得出6.3%，洞内电压降为375V，机器可以在容许的电压范围内正常启动，基本可以满足洞内施工需求。

2施工供风系统布置

2台喷混凝土机，每台8m3/min，管道损耗系数取0.15、设备的磨损系数取0.1，故所需要的排气量，故隧道洞内需配置4台20m3/min电动空压机方可满足隧道开挖、喷混凝土的工作需要。同样分别计算YT28凿岩机与喷混凝土机所需风量。YT28凿岩机，共18台，每台3.5m3/min，管道损耗系数取0.15、设备的磨损系数取0.1，故开挖所需要的排气量。通风机的配置通风机的选配按一定时间内将洞内爆破产生的有害气体排出洞外为前提，计算式如下:q=(5Gb－Al)/t式中:q—工作面风量m3/min;G—爆破所用炸药量，取240kg;b—爆破产生有害气体量取40;A—隧道开挖面积，取80m2;l—爆破瞬间炮烟抛郑长度，取30m;t—将洞内有害气体排出洞外所需要的时间取30min。考虑到管道漏风的的影响，结合莲花山隧道的实际情况，百米漏风率为1.5%，本隧道最长开挖1800m，系统漏风系数P=1/(1－1800×1.5%/100)=1.37计算隧道风机的供风量最低为采用西安交大咸阳风机厂生产的SDDY型隧道专用三速对旋式通风机，风量在70000～135000m3/h，可以满足施工要求。施工用水系统布置在洞顶30m高以上的位置设置一座30m3蓄水池，用高压水泵抽水压入水池中，管道接入洞内，供生产用水。

3开挖、出碴运输施工

隧道出碴利用侧式装载机装碴，“后八轮”自卸车出碴，运至洞外约500m的弃土场。根据开挖长度，合理增加、调配机械设备。达到“挖、装、运”一体化作业，最大限度利用器械设备。根据现场施工现场经验计算:需要出碴车辆数为N:N=H/h式中:H—一辆自卸车一个循环所需要的时间，min。从洞口到弃土场距离为0.5km，假设从洞口到掌子面距离为L，按自卸车行驶速度20km/h计算，洞内倒车、装碴时间及弃土场卸车时间按15min计算得每辆车装碴所需要的时间，一般为6min。根据上述公式配置出碴车数量，确保隧道出碴时自卸车数量正好满足要求，使得出碴的机械设备均得到最大限度的得到利用，确保了施工前后衔接。优化设计假设隧道一头2个洞口由1个队伍施工，进行机械人员设备资源配置优化。

4结语

一般前期资源需求较小，随着进洞深入和围岩条件的改变，施工进度加快，资源需求也加大，应做好工装设计和计划进场时间，以免资源浪费或耽误施工进度。施工组织设计对工装配置影响很大，通过分析可以发现同一端得两个隧道口由一个队伍施工与单个隧道口分队伍施工的时候，在保证同样施工进度的前提之下，人力资源、机械设备均得到了充分的利用，资源节约很明显，所以在隧道施工的时候，应综合各方面的因素，以控制施工成本实现效益最大化。

作者：欧阳磊徐建洋单位：中铁十七局集团第六工程有限公司