某无压引水隧道地下建筑课程设计(编辑修改稿)

某无压引水隧道地下建筑课程设计(编辑修改稿)内容摘要：

抗水性能，抗电性能，爆炸破坏小，传爆时，管壁完整无损，对环境没有破坏污染作用，人手握无不适感，抗冲击性能好，传爆性能好，抗火性能。 因此采用这种起爆方法是合适的。 炮孔布置及相关图表 根据设计计算结果，爆破相关图表依次如下所示： 序号 名称 单位 数量 备注 1 掘进断面 M2 2 炮孔深度 m 平均 34 炮孔数目 个 95 4 岩石坚固系数 1 1015 5 导爆管 发 92 ms 6 火雷管 个 7 炸药 Kg 2号岩石 8 导火线 M 表 32 炮眼布置及装药量 眼号 孔数 炮眼名称 炮眼深度（ m） 炮眼长度（ m） 装药量 倾角（度） 起爆阶段 导爆管量（发） 卷（眼） 计（卷） 13 3 空眼 90176。 地下建筑工程课程设计 21 4 1 掏槽眼 10 10 90176。 Ⅰ 1 5 1 掏槽眼 10 10 90176。 Ⅱ 1 6 1 掏槽眼 10 10 90176。 Ⅲ 1 7 1 掏槽眼 10 10 90176。 Ⅳ 1 860 53 辅助眼 8 424 90176。 Ⅴ 53 6195 35 周边眼 7 245 92176。 Ⅵ 35 合计 95 709 92 图 32 单螺旋掏槽断面炮孔布置示意图 1： 50 单位： mm 装药结构 根据凿岩机钎头直径及一般工程经验值，掏槽孔和辅助孔连续结构装药，为了获得更好的光爆效果，周边孔按不连续结构装地下建筑工程课程设计 22 药，底部加强装药。 普通孔不偶合系数取 ，光爆孔不偶合系数取。 具体装药结构如 下 图所示： 掏槽孔装药结构 辅助孔装药结 周边孔装药结构 掏槽孔每孔装药 12 卷，辅助孔每孔装药 11 卷，周边孔每孔装药 9 卷。 压气设计 ))((1Q lqKqK  备 )( mK （ m3/min） 式中： 备K — 空压机的备用系数， q — 风动机具所需风量， lq — 管路及附件的漏耗损失， K — 同时工作系数， mK — 海拔对空压机生产能力的影响 带入数据计算的 Q=(1+)(8*+*)*= m3 因此施工中采用四台 XP900（ 20m3/min）空压机，每个洞口个配两台。 施工中的高压风水管均采用φ 150 的钢管，具体布置见 下 图 200*12 100 200*12 100 200*9+80*8 100 地下建筑工程课程设计 23 凿岩设备与工具的选择 凿岩设备的确定 根据每循环进尺的要求 ，和钻孔深度的要求。 根据工程的实际情况和现有的设备条件，取用 YT— 23 气腿式风动凿岩机，其技术参数如下表： 表 33 YT— 23 气腿式风动凿岩机技术参数 名称 质量 全长 活塞行程 冲击功 扭矩 耗气量 冲击频率 气腿型号 YT23 24Kg 628mm 60mm 60J 150KNm 33HZ FT160 它可凿岩的最大炮眼直径为 45 ㎜，最大炮眼深度为 5m，可以钻凿的方向为水平、向上和倾斜向下；适合中硬，坚硬及极硬岩石。 完全满足该工程的需要。 每台气腿式凿岩机的工作面积为 4～ ㎡，全断面为 ㎡，所以需要这样的凿岩机一共 7 台。 凿岩机的实际生产率计算公式如下： Vd= V0Φβ 式中： Vd„„„„„„„„„„„„ 凿岩机实际生产效率（ m/min） V0„„„„„„„„„„„ 纯钻速（ m/min） 高压风管 高压水管 电缆线 通风管 地下建筑工程课程设计 24 Φ„„„„„„„„„„.. 同时开动干扰系数取 ～ （ 2～ 10 台） β„„„„„„„„„ 工作时间利用系数取 ～ 由上述公式可以计算出 YT23凿岩机的台班钻进率为 58m/台班。 凿岩工具的确定 （ 1）钎头 由于炮眼直径为 40 ㎜，选用钎头直径也为 40 ㎜ .使用球形的钎头形式。 材料为硅锰合金。 （ 2）钎杆 钎杆为中空的合金钢制成。 材料为 55 硅锰钼合金。 钎头与钎杆的连接方式为螺纹连接。 压气设计 所有碰压气设备的耗气量如下表 表 34 7台 YT32凿岩机 7= m3/ min 喷射混凝土机械 24=8 m3/ min 其它设备 20 m3/ min 总计 m3/ min 根据以上的计算选择压风机的型号和数量 表 35 风机型号 流量 m2/h 全压 Pa 静压 Pa 转速 r/min 电动机 Motor 重量 （ kg） 频率 Hz 功率 Kw 型号 KZ20 600 800 110 85 90 55 2920 50 AQ26 312H 18 地下建筑工程课程设计 25 800 1000 160 110 130 80 3500 60 AQ27 122H 20 KZ25 800 1200 1400 160 140 120 140 110 90 2920 50 26 选用两台 JCZ25 流量为 1200 m3/h 的压风机和一台 JCZ20 流量为600 m3/h 的压风机总的拱风量为 50 m3/min，基本可以满足要求。 压气管选用 pvc 管 高压空气管，他有较强的韧性，可以承受较大的气压，本隧道中取用此 种压气管。 第四章 通风与防尘设计 通风方式的选择 地下工程开挖时，一般只有一个出口，常称为独头巷道，独头巷道的通风称为局部通风或掘进通风。 局部通风分为总风压通风，扩散通风，引射通风和局扇通风。 局扇通风是目前地下工程中最常用的通风方式。 它又分为压入式通风，抽出式通风和混合通风。 综合比较压入式，抽出式和混合式三种通风方式，本工程推荐采用混合式通风方式：一组风机将新鲜空气经风管送入作业面，另一组风机将炮烟或污浊空气经风管排出洞外。 为防止在作业面附近形成涡流和炮烟扩散，这两组风机应以抽出为主，压入为辅。 抽出风量应比压入风量大 20%～ 30%。 抽出风 管与压入风管应布置在洞室两侧，且抽出风管在上部，压入风管在下部。 地下建筑工程课程设计 26 风量的计算 按同时爆破的最多炸药量计算，混合式通风的风量的计算公式如下： Q混压 =√A S2 L入口2 t⁄3 Q 混吸 = 混压 式中： Q混压 — 压入气量 Q 混吸 — 吸入气量 L 入口 — 压入风口至工作面的距离，一般采用 25m 计算； A— 同时爆破的炸药量（ Kg）； t— 爆破后的通风时间（ min)； 则： Q混压 =√A S2 L入口2 t ⁄3 = Q混压 =√ 252 30⁄3 = Q 混吸 = 混压 = = m3/min 风管的选择 对于压入风筒：由于柔性风筒重量轻，连接与悬吊都很方便，故使用柔性风筒，材料为帆布。 对于吸出风筒：采用塑料 PVC 管，其质量轻强度大。 直径 600mm,风筒长度为 500m，且每段风筒长度为 50m，连接方 式为插接。 地下建筑工程课程设计 27 风阻的计算 R=R1+R2+R3= +nξ 2 ρ2 2+∑ξ 3 ρ2 2 式中： R „„„„„„„„ ..风筒的总风阻， N • s2 •m8 R1„„„„„„„ 风筒的摩擦风阻， N • s2 •m8 R2„„„„„„„„ .风筒接头处的局部风阻， N • s2•m8 R3„„„„„„„ ..风筒拐弯处的局部风阻， N • s 2 •m8 α „„„„„„„„ ..风筒的摩擦阻力系数， N •s 2 •m4 l „„„„„„„„„ 风筒的长度， m d „„„„„„„„ .风筒的直径， m n „„„„„„„„ 风筒的接头数目， ξ 2„„„„„„„„ .风筒接头的局部阻力系数， ξ 3„„„„„„„„ .风筒拐弯的局部阻力系数， 为空气密度取。 对于压入风筒： α 在 ～ 之间，取 α =， ξ 2在 ～ 之间，ξ 2取 =。 代入数据得： R= +nξ 2 ρ2 2+∑ξ 3 ρ2 2 = +10 +0= N • s2 •m8 对于吸出风筒： α =， ξ 2=。 代入数据得： R= N • s2 •m8 地下建筑工程课程设计 28 风筒的漏风备用系数计算 考虑漏风的大小可以用漏风系数 Φ 表示， Φ = 供 需 柔性风筒的漏风备用系数 p 可以根据风管 100m 长度的漏风率 p 来表示 ， P= 供 需 供 100 100 将此式代入上式得 : Φ = 11 p 为百米漏风率 %， L 为风筒的总长度 m。 柔性风筒百米漏风率表 表 36 风头接头类型 100m漏风率 % 胶结 双反接 多层反边 插接 这里为插接取 p =，代入数据得： Φ = 11 =Φ = 11 2. 5 = 拱风量与风压的确定并选择风机 供风量的确定 Q 供 = Φ ⋅Q 需 = = 地下建筑工程课程设计 29 风压的确定 局扇风压要克服风筒通风阻力和风流出口的动压力损失， 即： Ht=h+h0=RQm2+ρ 22 2 Qm=√Q供 Q需 h 为风筒的通风阻力， h0为风流出口的动压力损失， Qm为流过风筒的平均风量， S为风筒或局扇出口断面面积。 由上述两式整理得： Ht=Φ ( ρ2 2)Q需2 代入数据得： Ht= ( ) 通风机的选型 压入式通风机组可以选用轴流式通风机 JF612 型 2 台； 抽出式通风机组可以选用轴流式通风机 JF622 型 3 台串联工作。 除尘设计 、隧道内主要粉尘来源 （ 1）钻孔、爆破产生的岩屑、煤尘或其它固体颗粒。 （ 2）喷锚产生的粉尘。 （ 3）装碴、扒碴时掀起的粉尘。 （ 4）车辆或机械运行扬起的粉尘或尾气排放出的固体颗粒。 地下建筑工程课程设计 30 、防尘降尘措施 （ 1）针对钻爆粉尘主要采取如下措施 ①钻孔时采用湿式凿岩，加强局扇通风。 ②在掌子面 30m、 50m、 100m 处边墙及拱部安装水幕降尘器，水充分雾化后，迫使粉尘迅速降落。 ③在距掌子面 120m 以外安装隧道集尘器：天津产 GC500 型，处理风量 500m3/min，捕集粒径≥ ，除尘效率 %，耗风量。 （ 2）采用砼湿喷工艺降低喷锚粉尘。 （ 3）在岩碴上洒水湿润以压制粉尘，派人清扫保持路面清洁，洒水湿润防止路面干燥起尘。 （ 4）采用低污染内燃设备，或在内燃设备上安装净化装置，以降低尾气固体粉尘排放量。 （ 5）将通风管安装于拱顶部，加强风管维护，防止漏风，洞内最高风速≤ 6m/s。 第五章 装岩运输设计 装运参数的确定 出渣是隧道施工辅助作业之一。 出渣作业能力的强弱，决定了它在整个作业循环中所占时间的长短（一般在 40%～ 60%），因此，出渣运输作业能力的强弱在很大程度上影响施工速度。 出渣方式的地下建筑工程课程设计。