隧道施工技術模塊10施工輔助作業(yè)10.1壓縮空氣的供應10.2施工供水與排水10.3施工通風、防塵、防有害氣體10.4施工供電與照明10.1壓縮空氣的供應修建隧道時，為配合開挖、運輸、支承及襯砌等基本作業(yè)而進行的其他作業(yè)稱為隧道施工輔助作業(yè)。其內容包括壓縮空氣的供應，施工供水與排水，施工通風、防塵、防有害氣體，施工供電與照明等。10.1壓縮空氣的供應壓縮空氣的供應計算10.1.1

在隧道施工中，以壓縮空氣為動力的風動機械（具）設備得到廣泛的使用，常用的有鑿巖機、裝碴機、噴混凝土機、鍛釬機、壓漿機等。這些風動機具所需的壓縮空氣是由空氣壓縮機（以下簡稱空壓機）生產(chǎn)，并通過高壓風管輸送給風動機具的。10.1壓縮空氣的供應壓縮空氣俗稱高壓風，即經(jīng)空氣壓縮機壓縮后的具有一定壓力的空氣。要保證風動機械（具）設備正常工作，壓縮空氣必須具有一定的風量和風壓。10.1壓縮空氣的供應空壓機站10.1.2空壓機站主要由空壓機、配電設備、儲風罐（俗稱風包）、送風管及配件、循環(huán)水池（用于冷卻空壓機）等組成。空壓機按動力來源可分為電動和內燃兩種。短隧道可采用移動式內燃空壓機，長隧道可采用固定式大型電動空壓機。10.1壓縮空氣的供應高壓風管管路敷設要求10.1.3（1）管道敷設要求平順，接頭密封，防止漏風，凡有裂紋、創(chuàng)傷、凹陷等現(xiàn)象的鋼管不能使用。（2）在洞外地段，當風管長度超過500m且溫度變化較大時，宜安裝伸縮器；靠近空壓機150m以內，風管的法蘭盤接頭宜用耐熱材料制成墊片，如石棉襯墊等。10.1壓縮空氣的供應（3）如壓風管道在總輸出管道上，必須安裝總閘閥以便控制和維修管道；主管上每隔300～500m應分裝閘閥；按施工要求，在適當?shù)囟危ㄒ话忝扛?0m）加設一個三通接頭備用；管道前端至開挖面距離宜保持在30m左右，并用高壓軟管接分風器；采用分部開挖法時，通往各工作的軟管長度不宜大于50m，與分風器連接的膠皮軟管長度不宜大于10m。（4）當主管長度大于1000m時，應在管道最低處設置油水分離器，定期放出管中聚積的油水，以保持管內的清潔與干燥。10.1壓縮空氣的供應（5）在管道安裝前應進行檢查，鋼管內不得留有殘雜物和其他臟物；各種閘閥在安裝前應清洗干凈，并進行水壓強度試驗，合格者方能使用。（6）管道在洞內應敷設在電纜、電線的另一側，并與運輸軌道有一定距離，管道高度一般不應超過運輸軌道的軌面，若管徑較大而超過軌面，應適當增大距離。（7）管道在使用時，應有專人負責檢查、養(yǎng)護。10.2施工供水與排水施工中的供水和排水是同施工安全密切相關的?？拥纼瘸霈F(xiàn)地下水會使圍巖軟化，引起落石塌方；若坑道底部積水不及時排除，則有礙鉆眼、爆破和清底接軌；坑道頂部淋水對工人健康不利；水量過大時甚至會淹沒工作面，迫使工作停頓，這是水對施工不利的一面。但是，坑道內鑿巖、噴霧灑水、澆筑襯砌、機械運轉和施工人員日常生活等都離不開水。因此，隧道工程既要有供水設施，又要有排水措施，這樣才能確保施工安全順利進行。施工供水10.2.1凡無臭味，不含有有害礦物質的潔凈凈天然水都可以用用作施工用水，飲飲用水的水質則要要求更為新鮮清潔潔。無論生活用水水還是施工用水，，均應做好水質化化驗工作。施工用用水水質要求包括括：混凝土作業(yè)、、濕式鑿巖與防塵塵詳見表10-4。生活飲用水水衛(wèi)生標準包括色色澤、渾濁度、懸懸浮物、臭和味、、細菌總數(shù)、大腸腸桿菌總數(shù)等十六六種，詳見表10-5。10.2施工工供水與排水水質要求1.10.2施工工供水與排水用水量估算2.

用水量與隧道工程的規(guī)模、施工進度、施工人員數(shù)量、機械化程度等條件有關，變化幅度較大，一般可參照表10-6估算1d的用水量，再加一定的儲備量。表10-61d的用水量10.2施工工供水與排水供水方式3.

供水方式主要根據(jù)水源情況而定。在選擇水源時，應根據(jù)當?shù)丶竟?jié)變化，要求有充足的水量，保證不間斷供水。通常應盡量利用自流水源，以減少抽水機械設備。一般是把山上流水或泉水、河水或地下水（打井）用水管或抽水機引或揚升到位于山頂?shù)男钏刂校缓罄玫匦胃卟钚纬伤畨?，通過管路送達使用地點。10.2施工工供水與排水蓄水池位置應選擇在基底堅固的山坡上，避開隧道洞頂，以防水池下沉開裂后漏水滲入隧道，造成山體滑動或洞內塌方。10.2施工工供水與排水供水管道布置4.（1）管道敷設要要求平順、短直且且彎頭少，干路管管徑盡可能一致，，接頭嚴密不漏水水。（2）當管道沿山山順坡敷設懸空跨跨距大時，應根據(jù)據(jù)計算來設立支柱柱承托，支承點與與水管之間加木墊墊；在嚴寒地區(qū)應應采用埋置或包扎扎等防凍措施，以以防水管凍裂。（3）水池的輸出出管應設總閘閥，，干路管道每隔300～500m應安裝一個閘閘閥，以便維修和和控制管道。10.2施工工供水與排水（4）給水管道應應安設在電線路的的異側，不應妨礙礙運輸和人行，并并設專人負責檢查查養(yǎng)護。（5）管道前端至至開挖面一般應保保持30m的距距離，用直徑為50mm的高壓壓軟管接分水器，，分水器上預留的的異徑三通至其他他工作面供水使用用軟管（13））連接，其長度不不宜超過50m。（6）當利用高山山水池，其自然壓壓頭超過所需水壓壓時，應進行減壓壓，一般是在管路路中段設中間水池池作為過渡站，也也可直接利用減壓壓閥來降低管道中中水流的壓力。洞內排水10.2.210.2施工工供水與排水隧道施工中應將洞內工程廢水及地下水及時排出洞外，以防坑道浸水影響施工和淹沒工作面。洞內排水方式應根據(jù)線路坡度大小和水量大小而定。按隧道開挖方向和線路坡度情況，洞內排水可分為順坡施工排水和反坡施工排水。10.2施工工供水與排水順坡施工排水1.

向洞內開挖為上坡稱為順坡施工。此時只需隨著隧道延伸，在一側（或兩側）開挖排水溝，使水順坡自然排出洞外。10.2施工工供水與排水反坡施工排水2.向洞內開挖為下坡稱為反坡施工。斜井開挖屬于此類。因水向工作面匯集，需用機械排水，排水系統(tǒng)常用的布置方式有小集水坑排水和長距離集水坑排水兩種。10.2施工工供水與排水（1）小集水坑排水。分段開挖反坡水溝，在分段處開挖集水坑，每個集水坑處設置一臺抽水機，把水抽至后一段反坡，最后一臺抽水機把水排出洞外，如圖10-3所示。圖10-3小集水坑排水10.2施工工供水與排水圖10-4長距離集水坑排水

（2）長距離集水坑排水。隔開較長距離開挖集水坑，開挖面的積水用小水泵抽到最近的集水坑內，再用主抽水機將水排到洞外，如圖10-4所示。10.2施工工供水與排水

對于反坡施工的隧道，應對地下水涌水量有足夠的估計，排水設施要有后備。必要時，應在坑道掌子面上鉆較深的探水眼，防止突然遇到地下水囊、暗河等大量涌水進入坑道的情況而造成事故。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體在隧道施工中，由于鑿巖、爆破、裝碴運輸、噴射混凝土等作業(yè)，會產(chǎn)生大量的粉塵，而且炸藥爆炸還會釋放大量的CO、CO2、NO2、SO2、H2S等有害氣體；隧道穿過含煤層或某些地層時，還會放出瓦斯、H2S等有害氣體；洞內施工人員要消耗O2，呼出CO2等。這些都會使洞內工作環(huán)境的空氣惡化，降低洞內的施工效率，甚至會造成安全事故。此外，隨著坑道不斷向山體深部延伸，洞內的溫度和濕度相應增高，對人體也會產(chǎn)生有害影響。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體通風、防塵、防有有害氣體的有關規(guī)規(guī)定10.3.1

（1）按照《公路隧道施工技術規(guī)范》（TGF60—2009）規(guī)定，隧道施工作業(yè)環(huán)境應符合下列衛(wèi)生及安全標準：①空氣中氧氣的含量在作業(yè)過程中始終保持在195%以上，嚴禁用純氧通風換氣。②空氣中一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等有毒氣體的濃度必須符合表10-7的規(guī)定。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體表10-7工作場所空氣中有毒物質容許濃度10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體③空氣中的粉塵容許濃度應符合表10-8規(guī)定。表10-8工作場所空氣中的粉塵容許濃度（部分內容）10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體④有害氣體和粉塵的測定方法應按《工作場所空氣中有害物質監(jiān)測的采樣規(guī)范》（GBZ159—2004）執(zhí)行。⑤隧道內噪聲不得大于90dB。⑥隧道內溫度不宜高于28℃。（2）瓦斯隧道裝裝藥爆破時，爆破破地點20m內風風流中瓦斯?jié)舛缺乇仨毿∮?0%；；總回風道中瓦斯斯?jié)舛缺仨毿∮?.75%。當開開挖面瓦斯?jié)舛却蟠笥?5%時，所所有人員必須撤至至安全地點。（3）當隧道施工工獨頭掘進長度超超過150m時，必須采用用機械通風。（4）隧道施工通通風應能提供洞內內各項作業(yè)所需要要的最小風量。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體（5）通風管的安安裝應符合下列規(guī)規(guī)定。（6）通風機的功功率與風管的直徑徑應根據(jù)隧道獨頭頭掘進長度、運輸輸方式、斷面大小小和通風方式等計計算確定。（7）通風機的安安裝與使用應符合合下列規(guī)定。（8）施工必須采采用綜合防塵措施施并符合下列規(guī)定定。（9）洞內施工環(huán)環(huán)境檢查應符合下下列規(guī)定。（10）放射性地地層隧道施工應符符合下列規(guī)定。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體施工通風方式10.3.2施工通風方式的類類型1.

施工通風方式應根據(jù)隧道的長度、掘進坑道的斷面大小、施工方法和設備條件等諸多因素來確定。施工通風方式有自然通風和機械通風兩類。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體1）風管式通風（1）壓入式通風。（2）吸出式通風。（3）混合式通風。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體采用混合式通風，，必須注意的技術術要求有以下幾點點：①壓入和吸出兩兩臺風機必須同時時啟動。②吸出風機的通通風能力應比壓入入風機的通風能力力大20％～30％。③吸出風機和壓壓入風機的位置布布置最小要交錯30m，以免在在洞內形成短循環(huán)環(huán)風流。④壓入風機的風風管端部與工作面面間的距離應在風風流有效射程之內內，一般為15～～20m。10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體2）巷道式通風

巷道式通風是利用隧道本身（包括成洞、導坑及擴大地段）和輔助坑道（如平行導坑）組成主風流和局部風流兩個系統(tǒng)互相配合而達到通風的目的?，F(xiàn)以設有平行導坑的隧道為例說明，如圖10-6所示。圖10-6巷道式通風（單位：m）10.3施工工通風、防塵、防防有害氣體（1）主風流循環(huán)環(huán)系統(tǒng)。利用平行導坑與正正洞的橫向聯(lián)絡通通道作為風道，在在平行導坑口側面面的風道口處設置置主風機（主扇）），通風時把在平平行導坑口設置的的兩道擋風門（也也稱為風門）關閉閉。當主扇向外吸吸風時，平行導坑坑內空氣產(chǎn)生負壓壓，正洞外面的新新鮮空氣即通過正正洞向洞內補充，，污濁空氣經(jīng)由最最前端橫通道進入入平行導坑，再經(jīng)經(jīng)施工通風道排出出洞外，從而形成成以坑道為通風道道的主風流循環(huán)系系統(tǒng)，使主風流范范圍內的污濁空氣氣很快被排出洞外外。10.3施施工通風、防塵塵、防有害氣體體（2）局部風流循循環(huán)系統(tǒng)。在正洞及平行導導坑開挖作業(yè)區(qū)區(qū)必須配置風扇扇，以形成局部部風流循環(huán)系統(tǒng)統(tǒng)，在正洞開挖挖作業(yè)區(qū)布置一一臺壓入式風機機，壓入新鮮空空氣，工作處的的污濁氣體即隨隨主風流系統(tǒng)經(jīng)經(jīng)橫通道、平行行導坑排出洞外外。為了提高平平行導坑開挖作作業(yè)區(qū)的通風效效果，可布置成成以吸出式為主主、壓入式為輔輔的混合式通風風。主風流中的的部分新鮮空氣氣由壓入式風機機壓送到平行導導坑工作面，而而污濁氣體則由由吸出式風機吸吸出到平行導坑坑中排出洞外。。10.3施施工通風、防塵塵、防有害氣體體通風方式式的選擇擇2.（1）風風管式通通風不僅僅適用于于獨頭坑坑道，如如導坑獨獨頭掘進進、全斷斷面法開開挖等，，目前在在長、大大隧道的的施工中中也應用用較多。。（2）巷巷道式通通風通常常與輔助助坑道配配合使用用，是解解決長、、大隧道道通風的的主要方方法之一一。（3）隨隨著我國國獨頭掘掘進技術術的提高高，開挖挖斷面的的增大，，通風方方式更趨趨向于采采用大功功率、大大管徑的的壓入式式通風。。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體施工通風風計算10.3.3施工通風計算的目的是選擇通風機，確定通風機型號和軸功率的主要依據(jù)是風量及風壓。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體風量計算算1.（1）按按洞內同同時工作作的最多多人數(shù)所所需要的的風量計計算。Q=kmq（（10-4）式中,Q為所需需風量（（m3／min）；k為風量量備用系系數(shù)，常常取為11～12；m為洞內內同時工工作的最最多人數(shù)數(shù)；q為為洞內每每人每分分鐘需要要的新鮮鮮空氣量量，通常常按3m3／（人??min）計算算。（2）按按稀釋洞洞內同時時爆破采采用的最最多炸藥藥量所產(chǎn)產(chǎn)生的有有害氣體體需要的的風量計計算。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體①巷道式通風。②管道式通風。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體（3）按按內燃機機作業(yè)廢廢氣稀釋釋需要的的風量計計算。Q=njA′（（10-9））式中，nj為洞內同同時使用用內燃機機作業(yè)的的總功率率（kW）；；A′為為洞內同同時使用用內燃機機每1kW所所需要的的風量，，一般采采用3m3／（min?kW）計計算。（4）按按洞內允允許最小小風速驗驗算風量量。Q=60vminsmax（10-10））式中，vmin為洞內允允許最小小風速（（m/s），全全斷面開開挖時，，vmin=015m/s，對對其他坑坑道vmin=0.25m/s；；smax為坑道斷斷面積（（m2）；其他他符號意意義同前前。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體

P值與風管直徑、風管長度、接頭質量、風壓、風管材料等因素有關，是個大于1的數(shù)，可按有關設計手冊查用。如采用膠質風管或金屬風管時，其值可參考表10-9或表10-10。表10-9膠質風管的漏風系數(shù)10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體對于長距離的通風，一般采用PVC塑料軟管，管路直徑大于1m。PVC塑料軟管的漏風系數(shù)如表10-11所示。表10-11PVC塑料風管的漏風系數(shù)10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體風壓計算算2.在通風過過程中，，風流必必須要有有一定的的風壓，，才能克克服沿途途的各種種阻力，，將風送送到洞內內，并保保證具有有一定的的風速，，風流所所受的阻阻力主要要有摩擦擦阻力、、局部阻阻力和正正面阻力力，則通通風機的的風壓力力為h機≥h阻=h摩+h局+h正（10-13））式中，h機為通風機機的風壓壓力（kPa））;h阻為風流所所受的阻阻力（kPa））；h摩為摩擦力力（kPa）；；h局為局部（（kPa）；h正為正面阻阻力（kPa））。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體1）摩擦阻力摩擦阻力是管道（巷道）周壁與風流互相摩擦及風流中空氣分子間的撓動和摩擦而產(chǎn)生的阻力，也稱為沿程阻力。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體根據(jù)流體力學的達西公式可以導出隧道通風的摩擦阻力公式，即（10-14）式中，h摩為摩擦阻力（kPa）；λ為達西系數(shù)；L為風管長度（m）；d為風管直徑（m）；v為風流速度（m/s）；g為重力加速度（m/s2）；γ為空氣重度（N/m3）。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體2）局部阻力

風流經(jīng)過風管的某些局部地點（如斷面擴大、斷面減小、拐彎、交叉等）時，由于速度或方向發(fā)生突然變化而導致風流本身產(chǎn)生劇烈的沖擊，由此產(chǎn)生的風流力稱為局部阻力。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體3）正面阻力

當通風面積受阻時，會在受阻區(qū)域出現(xiàn)過風斷面減小后再增大這一現(xiàn)象，相應地會增加風流阻力，產(chǎn)生的風流阻力稱為正面阻力，一般可用式（10-21）計算。（10-21）式中，h正為正面阻力（kPa）；φ為正面阻力系數(shù)，當列車行走時，φ=115，當列車停放時，φ=015，當兩列車（或斗車）停放間距超過1m時，則逐一相加；Sm為阻塞物最大迎風面積（m2）；其他符號意義同前。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體通風機的的選擇3.通風機有有軸流式式和離心心式兩類類。在隧隧道施工工通風中中主要采采用軸流流式通風風機。它它具有風風量大、、效率高高、結構構緊湊、、重量輕輕等優(yōu)點點。選擇擇通風機機時，按按Q機≥11Q供（11是是風量儲儲備系數(shù)數(shù)，Q供已做介紹紹）及h機≥Ph阻，從通風風機技術術性能表表或通風風機特性性曲線圖圖中選取取合適的的通風機機型號。。通風機機應有備備用量，，數(shù)量一一般為計計算通風風能力的的50％％。此外外，根據(jù)據(jù)具體情情況，還還可以選選用具有有吸塵、、防爆和和低噪聲聲等特性性的風機機。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體風機及風風管布置置4.設置通風機時，其安裝基礎要能充分承受機體重量和運行時產(chǎn)生的振動，或者將其水平架設到臺架上。吸入口注意不要吸入液體和固體，而且要安裝喇叭口以提高吸入、排出的效率。10.3施施工通風風、防塵塵、防有有害氣體體通風管理理5.（1）定定期測試試通風量量、風速速、風壓壓，檢查查通風設設備的供供風能力力和動力力消耗。。（2）當當發(fā)現(xiàn)風風管、風風門、封封閉的通通道等處處漏風時時，必須須立即堵堵塞。（3）通通風巷道道中，避避免停放放閑置的的車輛，，堆積料料具和廢廢渣。（4）當當采用平平行導坑坑作為通通風巷道道時，除除最外一一個橫