葛偉

（中鐵十二局第四工程公司　陜西　西安　710000）

西溝埡隧道進(jìn)口風(fēng)水電及主要機(jī)械設(shè)備配置設(shè)計(jì)

葛偉

（中鐵十二局第四工程公司陜西西安710000）

隨著國(guó)家鐵路項(xiàng)目的建設(shè)，越來(lái)越多的快速鐵路在西部開始修建。隧道工程成為縮短距離寄保證鐵路運(yùn)行速度的重要保證。本文主要就雙線鐵路風(fēng)水電及主要機(jī)械設(shè)備配置設(shè)計(jì)做了闡述。

機(jī)械設(shè)備配置；合理性計(jì)算；數(shù)量計(jì)算

1　工程概況

改建鐵路陽(yáng)安線增建第二線工程大嶺鋪至安康東直通線YTSZ-1標(biāo)西溝埡隧道起訖里程XDK213+444～XDK216+936，全長(zhǎng)3492m，為雙線隧道。隧道主要通過千枚巖及千枚巖夾灰?guī)r地層。隧道進(jìn)口位于102省道南側(cè)巖壁，不具備進(jìn)洞條件。結(jié)合隧道所處地形、地質(zhì)條件、施工便利性。隧道進(jìn)口采用雙車道橫洞輔助施工。橫洞與正洞左線線路中線相交于XDK213+550。設(shè)計(jì)坡度1.35%，長(zhǎng)度150m。進(jìn)口架子隊(duì)負(fù)責(zé)1609m正洞及橫洞施工。

2　機(jī)械設(shè)備配置

2.1主要設(shè)備數(shù)量配置

表1　

2.2主要設(shè)備參數(shù)

表2　YT28型氣腿式鑿巖機(jī)耗氣量參數(shù)

表3　PZ系列混凝土噴射機(jī)耗氣量參數(shù)

表4　CZ132A-I空氣壓縮機(jī)技術(shù)參數(shù)

3　風(fēng)水電配置合理性計(jì)算

3.1空壓機(jī)站供風(fēng)能力計(jì)算

本隧道采用4臺(tái)電動(dòng)132kW的CZ132A-Ⅰ空氣壓縮機(jī)供應(yīng)施工用風(fēng)，其中132kW的產(chǎn)風(fēng)量為24m3/min。輸風(fēng)管道的選擇，現(xiàn)場(chǎng)采用φ203×6鋼管，每節(jié)長(zhǎng)度6m，節(jié)段間采用法蘭連接，法蘭之間加密封橡膠墊圈減少風(fēng)量及風(fēng)壓的損失。

（1）供風(fēng)量計(jì)算

空壓機(jī)站的供風(fēng)能力Q值，取決于由儲(chǔ)氣筒到風(fēng)動(dòng)機(jī)具設(shè)備沿途的損失、各風(fēng)動(dòng)機(jī)具的耗風(fēng)量以及風(fēng)動(dòng)機(jī)具的同時(shí)工作系數(shù)和備用系數(shù)，即：空壓機(jī)房的生產(chǎn)能力（或供風(fēng)能力），其中Q可用計(jì)算式：

式中：K備——空壓機(jī)的備用系數(shù)，本隧道不予考慮；

∑qk——風(fēng)動(dòng)機(jī)具所需風(fēng)量，m3/min，現(xiàn)場(chǎng)施工所用YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)耗風(fēng)量取58m3/min，結(jié)合隧道斷面尺寸及開挖工法，開挖同時(shí)使用20臺(tái)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)；

q漏——管路及附件的漏耗損失，其值為：q漏=d×∑L，d-每公里漏風(fēng)量，平均為1.5～2.0m3/min，取L-管路總長(zhǎng)度（km）。

Q=（1+K備）（∑qk+q漏）km

現(xiàn)場(chǎng)空壓機(jī)每分鐘可供應(yīng)總風(fēng)量為：

Q風(fēng)=24×4=96m3>73.2m3/h

現(xiàn)場(chǎng)所配備空壓機(jī)能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)需求。

隧道正洞采用PZ-7型混凝土噴射機(jī)。每循環(huán)噴漿需4臺(tái)PZ-7型混凝土噴射機(jī)，每1min噴漿耗風(fēng)量為：

滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際生產(chǎn)需要。

（2）供風(fēng)壓力計(jì)算

結(jié)合YT-28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)使用要求，施工用風(fēng)到鑿巖機(jī)處應(yīng)不小于0.5MPa的要求，空氣壓縮機(jī)產(chǎn)生的壓縮空氣的壓力一般為0.7～0.8MPa左右。為保證風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)的風(fēng)壓，要求鋼風(fēng)管終端的風(fēng)壓不得小于0.6MPa，即鋼管風(fēng)壓損失不得超過0.1～0.2MPa，這樣通過膠皮管輸送至風(fēng)動(dòng)機(jī)具的工作風(fēng)壓才不小于0.5MPa。現(xiàn)場(chǎng)采用φ203×3mm鋼管，每節(jié)長(zhǎng)度6m，節(jié)段間采用法蘭連接，法蘭之間加密封橡膠墊圈，減少風(fēng)量及風(fēng)壓的損失。經(jīng)過驗(yàn)證能夠滿足現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際施工需要。

3.2用電計(jì)算用電量在掌子面鉆孔和二襯同時(shí)施工時(shí)達(dá)到最大528+75+

110=713kW<800kW。

3.3用水計(jì)算

（1）噴錨用水量計(jì)算

4臺(tái)PZ-7混凝土噴射機(jī)同時(shí)工作，假設(shè)達(dá)到最大工作效率，每小時(shí)噴射混凝土4×7=28m3，C25噴射混凝土配合比為表5。

每小時(shí)用水量185×28=5180kg=5.18m3。

（2）鉆孔時(shí)用水量計(jì)算：

表5　

YT-28風(fēng)槍每小時(shí)耗水量：20×0.2=4t=4m3

現(xiàn)場(chǎng)施工用水采用水泵在旬河抽水在隧道口水箱，水箱尺寸長(zhǎng)×寬×高3m×2m×2m，采用1臺(tái)7.5kW的增壓泵向隧道內(nèi)供水，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)，能夠滿足隧道施工用水需要。

4　自卸車數(shù)量計(jì)算

隧道出渣采用2臺(tái)50型裝載機(jī)裝渣，砟場(chǎng)離洞口1km。每次裝渣用時(shí)t1=5min，卸渣用時(shí)t2取1min，渣車回到掌子面倒車及等候裝渣用時(shí)t3取2min，掌子面到洞口距離L，渣車按照15km/h計(jì)算渣車往返用時(shí)t4。

（1）當(dāng)L為0～500m時(shí)

渣車往返用時(shí)t4=3×60/15=12min，渣車回到掌子面倒車及等候裝渣用時(shí)t3=2min。所需渣車數(shù)量n=（t2+t3+t4）/t1=3輛。

（2）當(dāng)L為500～1100m時(shí)

渣車往返用時(shí)t2=4.2×60/15=17min，渣車回到掌子面倒車及等候裝渣用時(shí)t3=2min。所需渣車數(shù)量n=（t2+t3+t4）/t1=4輛。

（3）當(dāng)L為1100～1700m時(shí)

渣車往返用時(shí)t2=5.4×60/15=22min，渣車回到掌子面倒車及等候裝渣用時(shí)t3=2min。所需渣車數(shù)量n=（t2+t3+t4）/t1=5輛。

5　結(jié)語(yǔ)

希望本文能夠?qū)Υ蠹以诮窈蟮蔫F路隧道工程施工過程中的風(fēng)水電及機(jī)械設(shè)備配置設(shè)計(jì)獲得啟發(fā)。在能夠滿足正常施工需要的情況下，又不造成資源的浪費(fèi)。

U453

A

1673-0038（2015）23-0278-02

2015-5-25

葛偉（1986-），男，助理工程師，本科，主要從事工程技術(shù)管理工作。