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1工裝配套設(shè)計

根據(jù)機電械設(shè)備最大組合功率，計算如下:P=(540kW(空壓機)+90kW(二襯)+20kW(洞內(nèi)照明)+15kW(生活區(qū)用電)+15kW(一臺電焊機)+36kW(2臺水泵))=698kW現(xiàn)場配備800kVA的變壓器，負荷計算功率因素取0.8，現(xiàn)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(nèi)的，基本可以滿足現(xiàn)場施工要求。此外，為應(yīng)對緊急突發(fā)事件，配備一臺柴油發(fā)電機，保證隧道洞內(nèi)照明、洞內(nèi)二襯混凝土的施工、電焊機等正常使用，經(jīng)計算故配置200kW柴油發(fā)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(nèi)主要設(shè)備為施工功率總計:P=(90kW(輸送泵)+20kW(洞內(nèi)照明)+30kW(電焊機，2臺)+(18kW，水泵1臺)+(20kW，濕噴機2臺))=175kW?，F(xiàn)在計算洞內(nèi)電壓損失，電壓損失計算與較多因素有關(guān)，計算比較復(fù)雜，這里采用經(jīng)驗計算公式估算。具體參考相關(guān)資料，這里不再做詳細說明。先計算負荷矩:假設(shè)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(jù)“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(nèi)800m，電壓降為380×(1－16.2%)=334V。通過計算得出結(jié)論:在進入隧道800m左右，由于電壓損失，無法保證洞內(nèi)機械設(shè)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(nèi)800m位置增設(shè)一臺變壓器，對電路進行升壓，保證設(shè)備正常施工。假設(shè)增加一條240mm2電線，洞外電壓啟動電壓設(shè)為400V，重新計算電損得出6.3%，洞內(nèi)電壓降為375V，機器可以在容許的電壓范圍內(nèi)正常啟動，基本可以滿足洞內(nèi)施工需求。

2施工供風系統(tǒng)布置

2臺噴混凝土機，每臺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(shù)取0.15、設(shè)備的磨損系數(shù)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(nèi)將洞內(nèi)爆破產(chǎn)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(chǎn)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(nèi)有害氣體排出洞外所需要的時間取30min?？紤]到管道漏風的的影響，結(jié)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(tǒng)漏風系數(shù)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(chǎn)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(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開挖、出碴運輸施工

隧道出碴利用側(cè)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(jù)開挖長度，合理增加、調(diào)配機械設(shè)備。達到“挖、裝、運”一體化作業(yè)，最大限度利用器械設(shè)備。根據(jù)現(xiàn)場施工現(xiàn)場經(jīng)驗計算:需要出碴車輛數(shù)為N:N=H/h式中:H—一輛自卸車一個循環(huán)所需要的時間，min。從洞口到棄土場距離為0.5km，假設(shè)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(nèi)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(jù)上述公式配置出碴車數(shù)量，確保隧道出碴時自卸車數(shù)量正好滿足要求，使得出碴的機械設(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)計假設(shè)隧道一頭2個洞口由1個隊伍施工，進行機械人員設(shè)備資源配置優(yōu)化。

4結(jié)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(yīng)做好工裝設(shè)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(shè)計對工裝配置影響很大，通過分析可以發(fā)現(xiàn)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(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候，應(yīng)綜合各方面的因素，以控制施工成本實現(xiàn)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