出水口长途掘进施工方案(共14页).docx

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1、精选优质文档-倾情为你奉上安图县光明电站二期引水隧道出水口长途掘进施工方案（2017年2月25日修改）夏井学2016.12.27出水口长途掘进施工方案根据施工段落划分,第二标段自5+770开始,为第三支洞段起始点。三支洞与四支洞分界点桩号7+749米。这样,四支洞剩余工程量为10+0227+749米计2273米。也就是说在出水口已经掘进约1550米的基础上，再由出水口继续掘进，最远掘进距离为2223+1550=3773米，在10（类以上岩石开挖断面10平方米）的小断面独头巷道掘进3773米，难度是非常巨大的。特别是施工环境、石渣运输、电力供应、施工降效等诸方面都要得到有效的解决。四号支洞及其控

2、制主洞目前是制约整个工程工期的关键段，四号支洞斜井未掘进部分还有313米。受斜井运输石渣及运送物料的制约，四支洞及控制主洞掘进总工期为 27月，如果对出水口设备进行系统改造，并对施工单价做适当提高，由出水口长途掘进可将工期缩短到20个月，提前7个月工期。为保证工程总工期目标的实现，停止四号支洞开挖，改由出水口单端面掘进。因此，制定出水口长途掘进施工方案如下。一、 掘进施工方法及出渣方式比较：1、 岩石开挖：气腿式风钻钻孔，人工装药，非电导爆管起爆器起爆，降尘；作业时间计算: 布孔钻孔，每作业面钻孔3小时，装药检查起爆时间1小时，计4小时；2、 通风排烟：由于洞径较小，采用近作业面短压入长排出式

3、通风。排烟时间12小时；3、 石渣装运：根据本隧道的实际情况，对轻轨出渣方式和汽运出渣方进行比较，以便选择最适宜本工程的出渣方式。A、 轻轨出渣：采用液压装渣及轨道梭车运输系统。本系统出渣速度快，不产生机械翻斗车排出的废气。采用液压扒渣机装渣，梭式矿车（矿车容积10m）运渣，电瓶车牵引运输到洞外渣场，矿车由人工操作电动卸渣。每车装渣时间平均20分钟，平均距离运输时间25分钟，最远距离达到40分钟。卸车20分钟，两列车交替运行，间隔20分钟,洞内会车10分钟。单车运行四次完成一次爆破石渣装运（一次爆破松散方石渣35m），总出渣时间为170分钟3小时。依据以上计算，完成一个作业循环共计需要4+2+

4、3=9小时。当作业面距离洞口1600米时，根据每车间隔20分钟计算，一次爆破装运时间需要：50分钟+325分钟=125分钟2.5小时。按照2.5小时出渣结束要求，配备正常运行电瓶车+梭式矿车2套。当作业面 距离洞口3700米时，一次爆破石渣运出仍然需要四次运输。依据电机车在洞内时规范允许速度10公里计算，3700米往返时间为：25分钟2+装车20分钟+卸车20分钟=90分钟。第二车与第一车间隔为中部会车点到作业面20分钟+装渣20分钟+其他影响5分钟=45分钟。第三车与第二车间隔45分钟，第四车与第三车间隔45分钟，总出渣时间为90分钟+45分钟3=225分钟4小时。按照4小时出渣结束要求，已

5、经配备正常运行电瓶车+梭式矿车2套不需要再增加仍能满足出渣需要。这样，没有特别因素影响，每天还可以保证两个作业循环，剩余时间进行锚杆及喷混作业。轨道铺设：铺设与运输设备相适应的轨道，计划铺设18公斤/米轨道，轨距762mm。轨道铺设跟进作业面，全程铺设到洞外卸渣场、调车场、维修场部位。B、汽运出渣：与轻轨出渣方式相同的是，也采用液压装渣机装渣。不同的是采用汽运方式出渣。由于隧洞断面限制，选择2.5立方米小型柴（汽）油翻斗车。一台翻斗车自进入隧道装渣到卸渣结束，装渣需要10-15分钟。在洞口距离作业面1500米时，进出需要60分钟，加上装渣时间10分钟即为70分钟。在实际施工中距离作业面最近的会

6、车点会车，每车间隔需要时间15分钟。这样，一次爆破的石渣量（与轻轨方式爆破量相同松散方约35m），单车需要14次运输完成任务。当作业面距离洞口1600米时，根据每车间隔15分钟计算，一次爆破装运时间需要：70分钟+1315分钟=265分钟5小时。按照5小时出渣结束要求，需要配备正常运行的小型翻斗运输车45台。当作业面 距离洞口3700米时，依据1600米距离实际经验值推算，第一车进入隧道运渣需要时间为：70分钟+装车10分钟+运出70分钟共计需要150分钟即2.5小时。一次爆破石渣运出需要14车，总出渣时间为150分钟+1315分钟=345分钟6小时。按照6小时出渣结束的安排，需要配备正常运行

7、的小型翻斗运输车10台。C、两种出渣方式的比较分析：、轻轨梭车系统不产生空气污染，是规范推荐使用的运输系统；汽运系统排出大量废气产生污染，极大影响作业人员的身体健康。从环保要求上轻轨梭车系统处于绝对优势；、随着掘进长度增加，轻轨梭车系统一次爆破出渣时间最大不超过4小时；汽运出渣系统需要6个小时，从出渣时间上和生产效率来看轻轨梭车系统优于汽运出渣系统；、轻轨梭车系统配置先进，使用方便，易于维修，不易产生设备故障而影响生产；汽运出渣运输车辆多，系统复杂，故障率相对较高，特别是在洞内出现故障，极易影响生产，施工进度难以控制。就机械设备故障对生产的影响来看，应当放弃汽运出渣系统；、轻轨梭车系统用人少，

8、生产管理方便；汽运出渣系统随着开挖距离加长，不断增加车辆，实际保有量要大于正常使用量。就本隧道内，3000米时出渣期间洞内同时运行810台汽车，可以想象，一台运渣车辆运行，其他车辆都要在会车点躲避，车辆发动机燃烧占用了洞内的绝大部分氧气，大量废气烟尘排放到洞内，洞内的能见度极低，极易产生交通事故；洞内严重缺氧，对作业人员身心健康有极大危害。虽然配置了供凤设施，但也无法及时的解决运行车辆产生的缺氧和烟尘问题。由于小断面隧道中运行数量较多的设备，给指挥管理带来难以解决的困难。从管理指挥上来看，本隧道应当采用轻轨梭车系统。二、 施工供电供风：1、 由于低压供电电压损失过大，达到一定距离时,设备运行困

9、难并极其容易损坏设备，计划先将变压器安置在距离出口主洞1500米位置，在洞壁开凿适度规模的房间做变电洞室，经喷锚支护加固后，建立洞内临时变电所。高压电缆连接洞内变压器，保证有充足的电流电压。当施工作业面前行，再往前移设1000米，保证供电。洞内临时变电所安排专人值班看护，保证用电及供电设施安全。2、 施工供风的空气压缩机设置在洞内变压器附近的安全位置，用铁制或塑料风管连接到掘进工作面，风管安装在隧洞的一侧，连接牢固无漏风，保证凿岩机有足够的压缩空气。三、 排烟与排水1、 掘进通风排烟，依据掘进进尺的深度情况，及时增加风机数量和排风筒质量，采用FBDN06/2*11压入式通风机，形成新风压入系统

10、，每300500米设置一台对旋风机，接力通风。认真连接通风管路，尽量降低漏风系数减少漏风量。小型隧道通风距离过长，只能将炮烟稀释到一定程度，完全排除需要太长时间。因此还需要增加一套新风供给系统保证作业面人员的安全。2、施工排水：本隧道坡降较小，平均在千分之1.6左右，长距离积水，又因为坡度太缓，施工期间洞内积水不能自然排出洞外，需由作业面到洞口外安装专门排水管路（108mm镀锌管），根据积水位置分布情况，开挖集水井，每个集水井设置一台与主排水管路的中间安装逆止阀的污水泵，及时对积水较多的部位进行排水作业。根据出水口实际情况，大约每200250米设置一个集水井。专人看护排水，保持通道内无较多的积

11、水，便于牵引机车和施工人员通行。四、 安全措施1、 作业面新鲜空气供应：本供风是新风供给系统，专门为作业面提供新鲜空气，保证作业面人员的空气质量。每公斤炸药爆炸后产生40L一氧化碳气体。通风系统在长隧道中在限定的时间（1.52小时）内只能将炮烟及炮烟中的一氧化碳气体部分排出和稀释，尚不能达到作业人员供氧的标准。因此要增加特别的补氧措施以保证正常生产。洞口设置一台20m空气压缩机，专门为作业面供新鲜空气，专门管路。空压机到洞内作业面安装108mm镀锌钢管，保证掘进作业面300米内有充足的氧气。2、 应急供氧措施：洞口设置制氧机一台，专人负责管护使用，及时灌注氧气。或者设置专用车辆，购买医用氧气分

12、装到小型氧气使用装置。洞内每200米放置2个小型氧气使用装置，以备洞内人员临时应急使用。洞内施工人员必须人手携带一套氧气装置，进洞其他人员如检查等,每人配备一套供氧装置，防止因缺氧发生意外事故。3、 其他交通：设置2台专用交通车3吨电瓶车和专用乘人轨道车，由电瓶车牵引，接送洞内施工人员、检查人员、管理人员以及小型施工材料。4、 施工通讯：洞口设置管理房间，在洞口与掘进作业面、与洞内临时变电站、列车会车点等处，安装专线电话，保证洞内重要部位与洞外通讯畅通。五、施工成本分析1、综上所述，小断面隧道长距离掘进，掘进期间和混凝土衬砌期间（包括灌浆等）施工成本必然有较大的变化。主要表现在：A、 人工降效

13、：施工距离加长，施工人员到作业面时间延长。乘坐电瓶车牵引的乘人轨道车也会相应增加牵引机车的台班费用；完成任何一项工作任务，均需要二人以上同行，因隧洞过长，防止发生意外情况处置不及时而产生不良后果。B、 距离加长，通风机械增加，排烟时间加长，通风机械台班费用和通风系统的维护费用相应增加；即便如此洞内的烟尘也不能排除干净，仍然需要解决洞内氧气不足的问题。C、 洞内轨道铺设洞外卸渣场、调车场、维修场；石渣运输时间延长增加费用；所有材料运输都会增加费用特别是混凝土运至远距离作业面时卸料费用。D、 新增加设备如临时变电站、应急供氧、通讯值班等看护和维护费用增加；2、根据施工的具体情况，由于长距离掘进施工

14、，直接增加的费用测算如下：A、 为本工程增加的人工费：掘进四号支洞控制主洞段，有些项目费用不变，如爆破开挖，轻轨铺设。有些项目费用随着掘进进尺加长是增加的，如通风费用，石渣运输，排水费用，出水口原标段排水3人；3班作业每班1人。出水口原标段铁道使用维护3人；3班作业每班1人。整个洞段应急供氧设施使用及维护3人；3班作业每班1人。出水口原标段接力风机使用维护3人；3班作业每班1人。洞内临时变电站使用管护3人；3班作业每班1人。洞口新设值班室值班3人；合计18人。平均月工资4500元，伙食费月平均450元，每人月计4950元。月计划进尺120米，类以上围岩约9平方米，每立方米增加人工成本为：495

15、0元18=89100元120米9=82.5元即每立方米增加人工成本82.5元。B、机械费：轴流风机最大通风距离3773米，定额给定风机是14千瓦。实际运行过程中，超过1500米，通风效果很差，对作业面施工人员健康有很大影响。推算3200米时，风机调整系数应该达到68。水利部2002年预算定额通风系数调整极限为2000米，本隧道长度超过1.9倍，达到3700米以上，通风排烟的难度较大，技术要求相对较高，根据越远系数越大的推算，估计到达3770米时调整系数可以达到8.以上。 隧洞工作面长m40050060070080090010001100调整系数11.21.331.431.51.671.81.9

16、1隧洞工作面长m12001300140015001600170018001900调整系数22.152.292.42.52.652.782.9隧洞工作面长m20002100220023002400250026002700调整系数33.23.43.744.34.64.9隧洞工作面长m28002900300031003200330034003500调整系数5.25.555.96.256.66.957.37.65隧洞工作面长m36003700调整系数88.35按调整系数8.35计算，减去1500米的调整系数2.4，增加的台时数量为32.49（8.35-2.4）=193.32台时。每立方米通风费用增加1

17、93.3229.23=5650.73元1.4=7911元7911元100立方米=79.11元/m。（各项取费：其他直接费9.5%，间接费12.5%，企业利润7%，税金11%合计40%）因此，距离加长，通风费用增加79.11元/m。C、运输费用增加。四号支洞原单作业面平洞掘进长度上沿为1270m，下沿为950m(到目前出水口已经掘进的作业面）。因此，可以就运输而言运输距离以1270m为合理运距，超过部分为增加的运距。洞内外运距之和减去合理运距为增加运距。即洞外200m+洞内3770m-合理运距1270m=2700m.即2700m为增加的运距。据此计算出的运输费用为本方案增加的运输费。 电瓶车、梭

18、车200米基础台时每百m8个，每增运100米加0.7个台时。按2700米增加的运距计算（已经扣除正常运距，正常运距的运输费用包含在隧洞掘进的单价中）。电瓶车8+25(基础台时扣除200m）0.7=25.5个台时；梭车8+25(基础台时扣除200m）0.7=25.5个台时。电瓶车25.529.48=751.74元；梭车25.550.2=1280.1元；（751.74+1280.1）1.4=2844.5元；即每百m增加机械费25.45元。D、综合生产效率在实际工作中是降低的涉及到生产的各个环节，很难用数学方法计算，估测降效20%，综合价格之后乘以1.2系数为四支洞控制主洞部分掘进价格。上述三项人工

19、、通风、运输每m增加费之和为：人工82.5元+通风79.11元+25.45元=187.06元/m综合估算，隧洞掘进期间除设备加强投入及作业面新风供给系统运行台班外，根据测算掘进成本增加额超过50%；混凝土衬砌期间作业成本增加额超过20%。由于施工成本变化,施工单价应做相应调整六、 完成本工程需新增设备设施本工程掘进进尺长度已大大超过了设计规范，施工难度陡增，原有的施工设备不能完成长距离隧道掘进任务，需要进行系统改造，增加设备设施投入。需要增加设备（大宗材料）情况说明：1、 轻轨铺设：18kg/m2200延长米（洞内约1600m+洞外600m)；（2200米计算）。由于施工段落划分，出口至4支洞

20、分界点在目前的作业面位置即桩号9+987米处。这个位置距离出水口洞口1535米，距离原4号支洞与主洞交汇点946米。因此，从桩号9+987米处到洞口及洞外石渣卸料处的距离为1540米3220米，洞外3条线，2条配合使用做卸料线（梭式矿车专用卸车方式），一条作为机车及矿车维修使用。因为这部分轻轨铺设是4支洞工程量以外的工作量，所以此段轻轨铺设费用应另计。2、 运输系统设备设施：本系统包括矿用电瓶车10吨（届时根据专家意见选型）2台； 矿用电瓶车3吨2台；乘人用轨道车2台；硅整流充电设备：4台 ；10m梭式矿车3台；本系统采用的掘进运输设备是因为取消4号支洞并为完成4号支洞控制主洞掘进与衬砌工程而

21、必须采用的生产设备，施工方原使用的设备（汽运系统）已经不能解决长途洞内运输问题，所以为完成4支洞控制支洞段施工任务而投入的资金需要另行追加。 3、 供电系统设施：本系统包括高压电缆2700m（二次投入，第一次投入1700米，第二次投入1000米）； 变压器315kVA1台；高压线断路设施1套；设备采购运输及为完成该设施场地施工费及设备安装费； 供电系统是因为由出水口施工四号支洞控制主洞部分所必要采用的设备设施，为保证电力供应，当掘进到距离出水洞口2500米位置时，再次将洞内变压器迁移到作业面位置，直至将整个段落施工结束。 4、 排烟系统增加设备：211kw对旋风机10台； 风机增加数量是根据隧

22、洞施工实际情况考虑的，隧洞中空气湿度大，大大缩短设备使用寿命，因此，在原出水口段部分排烟的风机需要另外增加，在掘进作业期间设备使用及替换更新。5、 专用排水管路100mm法兰连接：1600m ；（附加运行水泵台班 ） 因隧道自然坡降较小，综合计算为0.16% ，洞内积水不能自然排出洞外，特别是增加了隧道长度，需要用专用的排水管路解决排水问题。根据段落划分，原出水口段落不属于四号支洞段，四号支洞掘进单价不包含该费用，因此管路安装及施工期间排水费用应另行计算追加。 6、 新风供给系统新风供给系统包括20m空压机及储气罐及空压机管理房1套；专用供新空气管路100mm法兰连接：跟随作业面安装。新风供给

23、系统主要解决施工期间洞内氧气不足的问题，依据以往的施工经验推算，需要将管路直接安装到洞内爆破作业面，随着进尺增加安装。在洞内管路每200米安装一个放弃阀门，根据需要对洞身段提供新鲜空气。因为此项设备安装是针对解决较长洞内缺氧问题而设置，所以其安装运行费用均需要独立计算拨付。在施工过程中运行台班费不包含在掘进单价中。7、安全供氧系统：本系统包括制氧机（或专用运输氧气车）1台；单人氧气使用装置40套；洞口调度值班房1套。 本系统是特别安全措施，能够使洞内人员在空气缺氧等危险的情况下，及时获得氧气供给，保证生命安全。本隧道计划施工长度较长，即使排烟系统正常运转，洞内空气质量仍然难以达到规范要求，因此

24、需要解决随机供养设备设施，该费用不包含在掘进单价中。 为完成四支洞控制主洞掘进工作需要增加的设备材料：1、轻轨铺设：18kg/m2200延长米（洞外三条200米线路，洞内1600米）。2、电瓶车10吨（届时根据专家意见选型）2台；3、矿用电瓶车3吨2台；4、乘人用轨道车2台；5、硅整流充电设备：4台 ；6、10m梭式矿车3台；7、高压电缆2700m（二次投入，第一次投入1700米，第二次投入1000米）及安装；8、 变压器315kVA1台及安装；9、高压线断路设施1套；设备采购运输及为完成该设施场地施工费及设备安装费；10、专用排水管路100mm法兰连接：1600m ；（附加运行水泵台班 ） 11、20m空压机及储气罐及空压机管理房1套及安装；（掘进单价不包含空压机在施工期间的运行费用）。12、专用供新空气管路100mm法兰连接安装。13本系统包括制氧机（或专用运输氧气车）1台；单人氧气使用装置40套；洞口调度值班房1套。专心-专注-专业