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1工裝配套設(shè)計(jì)

根據(jù)機(jī)電械設(shè)備最大組合功率，計(jì)算如下:P=(540kW(空壓機(jī))+90kW(二襯)+20kW(洞內(nèi)照明)+15kW(生活區(qū)用電)+15kW(一臺(tái)電焊機(jī))+36kW(2臺(tái)水泵))=698kW現(xiàn)場(chǎng)配備800kVA的變壓器，負(fù)荷計(jì)算功率因素取0.8，現(xiàn)場(chǎng)輸出功率640kW。變壓器在用電最高峰時(shí)期超負(fù)荷9%，在安全范圍內(nèi)的，基本可以滿足現(xiàn)場(chǎng)施工要求。此外，為應(yīng)對(duì)緊急突發(fā)事件，配備一臺(tái)柴油發(fā)電機(jī)，保證隧道洞內(nèi)照明、洞內(nèi)二襯混凝土的施工、電焊機(jī)等正常使用，經(jīng)計(jì)算故配置200kW柴油發(fā)電機(jī)1臺(tái)，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(nèi)主要設(shè)備為施工功率總計(jì):P=(90kW(輸送泵)+20kW(洞內(nèi)照明)+30kW(電焊機(jī)，2臺(tái))+(18kW，水泵1臺(tái))+(20kW，濕噴機(jī)2臺(tái)))=175kW?，F(xiàn)在計(jì)算洞內(nèi)電壓損失，電壓損失計(jì)算與較多因素有關(guān)，計(jì)算比較復(fù)雜，這里采用經(jīng)驗(yàn)計(jì)算公式估算。具體參考相關(guān)資料，這里不再做詳細(xì)說(shuō)明。先計(jì)算負(fù)荷矩:假設(shè)進(jìn)洞，再計(jì)算240mm2鋁線在380V三相情況下電壓損失1%的負(fù)荷矩:以2.5mm2鋁線為基準(zhǔn)，每20“kw·m”負(fù)荷載電壓損失1%。由于240mm2，是2.5mm2的92倍，再根據(jù)“三相五線6倍計(jì)算”。因此，負(fù)荷矩增大為20×72×6=11520kW.m，最后得電損。所以洞內(nèi)800m，電壓降為380×(1－16.2%)=334V。通過(guò)計(jì)算得出結(jié)論:在進(jìn)入隧道800m左右，由于電壓損失，無(wú)法保證洞內(nèi)機(jī)械設(shè)備正常運(yùn)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(nèi)800m位置增設(shè)一臺(tái)變壓器，對(duì)電路進(jìn)行升壓，保證設(shè)備正常施工。假設(shè)增加一條240mm2電線，洞外電壓?jiǎn)?dòng)電壓設(shè)為400V，重新計(jì)算電損得出6.3%，洞內(nèi)電壓降為375V，機(jī)器可以在容許的電壓范圍內(nèi)正常啟動(dòng)，基本可以滿足洞內(nèi)施工需求。

2施工供風(fēng)系統(tǒng)布置

2臺(tái)噴混凝土機(jī)，每臺(tái)8m3/min，管道損耗系數(shù)取0.15、設(shè)備的磨損系數(shù)取0.1，故所需要的排氣量，故隧道洞內(nèi)需配置4臺(tái)20m3/min電動(dòng)空壓機(jī)方可滿足隧道開(kāi)挖、噴混凝土的工作需要。同樣分別計(jì)算YT28鑿巖機(jī)與噴混凝土機(jī)所需風(fēng)量。YT28鑿巖機(jī)，共18臺(tái)，每臺(tái)3.5m3/min，管道損耗系數(shù)取0.15、設(shè)備的磨損系數(shù)取0.1，故開(kāi)挖所需要的排氣量。通風(fēng)機(jī)的配置通風(fēng)機(jī)的選配按一定時(shí)間內(nèi)將洞內(nèi)爆破產(chǎn)生的有害氣體排出洞外為前提，計(jì)算式如下:q=(5Gb－Al)/t式中:q—工作面風(fēng)量m3/min;G—爆破所用炸藥量，取240kg;b—爆破產(chǎn)生有害氣體量取40;A—隧道開(kāi)挖面積，取80m2;l—爆破瞬間炮煙拋鄭長(zhǎng)度，取30m;t—將洞內(nèi)有害氣體排出洞外所需要的時(shí)間取30min?？紤]到管道漏風(fēng)的的影響，結(jié)合蓮花山隧道的實(shí)際情況，百米漏風(fēng)率為1.5%，本隧道最長(zhǎng)開(kāi)挖1800m，系統(tǒng)漏風(fēng)系數(shù)P=1/(1－1800×1.5%/100)=1.37計(jì)算隧道風(fēng)機(jī)的供風(fēng)量最低為采用西安交大咸陽(yáng)風(fēng)機(jī)廠生產(chǎn)的SDDY型隧道專用三速對(duì)旋式通風(fēng)機(jī)，風(fēng)量在70000～135000m3/h，可以滿足施工要求。施工用水系統(tǒng)布置在洞頂30m高以上的位置設(shè)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(nèi)，供生產(chǎn)用水。

3開(kāi)挖、出碴運(yùn)輸施工

隧道出碴利用側(cè)式裝載機(jī)裝碴，“后八輪”自卸車出碴，運(yùn)至洞外約500m的棄土場(chǎng)。根據(jù)開(kāi)挖長(zhǎng)度，合理增加、調(diào)配機(jī)械設(shè)備。達(dá)到“挖、裝、運(yùn)”一體化作業(yè)，最大限度利用器械設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)施工現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)計(jì)算:需要出碴車輛數(shù)為N:N=H/h式中:H—一輛自卸車一個(gè)循環(huán)所需要的時(shí)間，min。從洞口到棄土場(chǎng)距離為0.5km，假設(shè)從洞口到掌子面距離為L(zhǎng)，按自卸車行駛速度20km/h計(jì)算，洞內(nèi)倒車、裝碴時(shí)間及棄土場(chǎng)卸車時(shí)間按15min計(jì)算得每輛車裝碴所需要的時(shí)間，一般為6min。根據(jù)上述公式配置出碴車數(shù)量，確保隧道出碴時(shí)自卸車數(shù)量正好滿足要求，使得出碴的機(jī)械設(shè)備均得到最大限度的得到利用，確保了施工前后銜接。優(yōu)化設(shè)計(jì)假設(shè)隧道一頭2個(gè)洞口由1個(gè)隊(duì)伍施工，進(jìn)行機(jī)械人員設(shè)備資源配置優(yōu)化。

4結(jié)語(yǔ)

一般前期資源需求較小，隨著進(jìn)洞深入和圍巖條件的改變，施工進(jìn)度加快，資源需求也加大，應(yīng)做好工裝設(shè)計(jì)和計(jì)劃進(jìn)場(chǎng)時(shí)間，以免資源浪費(fèi)或耽誤施工進(jìn)度。施工組織設(shè)計(jì)對(duì)工裝配置影響很大，通過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)同一端得兩個(gè)隧道口由一個(gè)隊(duì)伍施工與單個(gè)隧道口分隊(duì)伍施工的時(shí)候，在保證同樣施工進(jìn)度的前提之下，人力資源、機(jī)械設(shè)備均得到了充分的利用，資源節(jié)約很明顯，所以在隧道施工的時(shí)候，應(yīng)綜合各方面的因素，以控制施工成本實(shí)現(xiàn)效益最大化。

作者：歐陽(yáng)磊徐建洋單位：中鐵十七局集團(tuán)第六工程有限公司