隧道开挖施工技术讲义(图文丰富、158页).ppt

第五章 隧道开挖施工,施工方案与开挖方法凿岩爆破装岩与运输洞室通风,施工方案与开挖方法,施工方案开挖方法,施工方案,根据开挖、支护及安装等施工方案可以分为两类：1、一次成巷方案 2、多次成巷方案,一次成巷方案,定义：一次成巷的施工方案，要求在单位时间内完成开挖、永久支护、安装铺设等项工程，达到设计规定的成巷要求，使隧道尽快投产。(一次成巷实际是多工序平行作业的施工方案),一次成巷方案,一次成巷适用范围：断面不大的隧道施工中，一次成巷要求全断面开挖、支护和安装一次完成，开挖工作和永久支护之间应相隔一段距离，使开挖和支护同时进行。断面较大的隧道施工中，采用先开导洞后扩挖支护法、台阶工作面法。,多次成巷方案,定义：多次成巷是指在一条隧道中开挖、支护、安装等依次完成。适用范围：我国矿山部门已不提倡使用多次成巷方案，水工、铁路、公路隧道施工中，因为隧道用途不同一次成巷困难，此时可选用多次成巷方案。,两种方案的特点,一次成巷有如下优点（机械化程度不高）1、成巷速度快；原因：充分利用隧道的有限空间、组织多工序平行作业。2、综合功效高；原因：充分利用工时，各工种之间能相互协作，从而减少窝工，支护填充石料就地取材，节约劳动力。3、作业安全；原因：一次成巷的永久支护可以及时支撑顶板。,两种方案的特点,缺点：如果组织不好，在一次成巷的工作面上，由于人员多，同时作业的项目也多，会造成一定的紊乱。解决方法：在采用一次成巷的隧道中，必须把技术管理紧紧跟上，这样才能解决上述问题。快速开挖隧道：使占时间较多的钻眼、装岩和支护三项主要作业平行，还要实施多工序平行交叉作业。,两种方案的特点,机械化程度高，多次成巷方案的优点：1、作业单一；2、工作条件好；3、功效高；4、便于推广高效率设备。,开挖方法,按破碎岩石的方法来分：钻爆法（适用于各类岩石地层）盾构法、管棚桩法（适用于软土地层）掘进机法（中硬以下的岩层中）,开挖方法,洞室常用开挖方法1、全断面开挖法2、台阶开挖法3、导洞开挖法4、分部开挖法,全断面开挖法,适用范围：在岩石坚固性中等以上，节理裂缝不甚发育，围岩整体性好，断面小于100平方米的条件下，可采用全断面开挖。优点：由于开挖面大，能发挥深孔爆破的优点；作业集中，便于施工管理；工作面空间大，易于通风，适合选用以大型机械为主的机械化作业线，施工速度快。缺点：使用小型机械时，凿岩、装药、装岩等比较麻烦，难以提高生产效率。,台阶开挖法,正台阶开挖法反台阶开挖法,采用正台阶法开挖时，将洞室断面分成两部分，先掘上部断面使上部超前而出现台阶。,采用反台阶法开挖时，将洞室断面分成两部分，先掘下部断面使下部超前而出现反台阶。,台阶开挖法,正反台阶法对比：优点：正台阶法：不需为上部工作面搭设凿岩台架。反台阶法：减少了上部工作面人力耙运岩碴，平行作业时间长，工效高。缺点：反台阶需搭设凿岩台架。正台阶法上部出碴慢，影响下部进度。,支护方式：先整体开挖，后整体性自下而上的先墙后拱支护；锚喷支护，拱顶支护与上部开挖平行作业。,台阶开挖法,台阶开挖法,台阶法与全断面开挖法共同具有的优点：1、开挖空间大，有利于提高施工机械化程度和劳动生产率；2、作业地点集中，施工管理方便3、轨道和管线路可以一次铺成，并可铺成双轨提高出渣效率；4、通风条件好，有利于改善劳动条件。,导洞开挖法,定义：借助辅助巷道（导洞）开挖大断面洞室的方法称为导洞开挖法。导洞的作用：可以用于洞室施工通风、行人和运输，并有助于进一步查明洞室范围内的地质情况。导洞的特点：具有临时性，一般断面面积为4-8平方米，在中等稳定岩层中不需要临时支护，其按照位置分为“上导洞、下导洞、上下导洞、侧导洞等几种开挖方法。,分部开挖法,定义：分部开挖法是将隧道断面分部开挖逐步成形，且一般将某部超前开挖，故也可以称为导坑超前开挖法。优点：分部开挖跨度较小，能显著增强洞室围岩的相对稳定性，且易于进行局部支护。缺点：部分开挖法工序多，工作面多，干扰大，开挖进度慢。适用范围：因此它主要适用于围岩软弱破碎严重且断面较大的洞室。,单侧壁导坑法,双侧壁导坑法,选择开挖方法考虑的因素,1、地质条件：洞室的开挖与支护方式、施工速度、工程费用都与围岩的地质条件和地下水情况有关，尤其是开挖方法和支护形式，在很大程度上取决于地质条件。所以要先通过观察判断围岩的允许暴露面积和暴露时间，选择相适应的开挖方法，同时还要注意排水。,选择开挖方法考虑的因素,2、洞室的断面大小：大断面洞室也因断面大小不同而采用不同的施工方法。这主要是从稳定围岩角度考虑的，其次考虑开挖进度，便于凿岩和装运岩石等因素。3、洞室的支护形式：支护类型的分类多样化，因此开挖方法也要与之相适应。,选择开挖方法考虑的因素,4、装运条件：选择洞室开挖方法，除考虑稳定围岩外，尽量提供便于装运岩石的条件。5、施工队伍与设备条件：确定洞室开挖方法时，必须从现实出发，尽量利用单位现有的设备和机具，并考虑充分发挥施工队伍的技术特长。,施工实例：,北京饭店地下停车库的施工覆土厚6.2m，采用暗挖法施工，东西长271m，南北总宽为36m，并毗邻在建的地铁王府井车站及区间，北邻北京饭店大楼，最近距离不到2m。主体结构地下两层。,五跨结构施工方案,岩石破碎技术及其发展,最原始的岩石破碎是用锤击岩石，随后是用热胀冷缩的原理，用木材烧热岩石，随后再用冷水浇，造成岩石碎裂，显然这些方法碎岩效率是很低的。黑火药在其发明之初主要用于军事。正式用在隧道开挖则是公元1627年Kasper Weinde首先在匈牙利，使用黑火药进行了矿山岩石巷道爆破。那时，还没有钻机，用手工打眼，塞进黑火药，再进行起爆。,凿岩爆破,直到1863年，意大利Sommineller发明了风动凿岩机，才开始使用风钻进行隧洞开挖。同时，火药也做成药卷形式使用。1857年至1870年，欧洲修建的仙尼斯铁路隧道，长12233m，就是采用这种开挖方法。炸药的发展相对慢一些，从1846年提炼出硝化甘油到1875年诺贝尔制成胶质炸药，几乎用了30年时间。到1870年，在欧洲修建长14912m的圣哥达隧道时，隧道钻爆技术更趋完善进步了。,随着科技的发展，目前正在研制开发并渐趋成熟的破岩技术有如下几种：水力破岩；热机碎岩；贯通锥形断裂破岩(PCF技术)；激光破岩；微波破岩；等离子破岩；电子束破岩等。,A 水力破岩 水力破岩是指利用高压水射流冲击岩石以破碎岩石的方法。在20世纪70年代初期，人们开始将研究的重点转移到了水射流辅助机械破碎中硬及中硬以上岩石。水射流辅助机械切削破碎岩石的优点在于：水射流切槽可增加岩石自由面，从而减少机械切割力，加大切深，提高破岩速度，提高破岩效率，并能冷却刀具，降低切削温度，减少刀具磨损和脆性破坏的可能性，延长刀具使用寿命，防止磨擦发火，控制粉尘和减少噪音。,B 热机碎岩 热机碎岩是近几年发展起来的一种新型的复合式碎岩工艺，是传统的热力碎岩工艺与机械碎岩工艺的有机结合。俄罗斯勘探技术研究所研制了TMBK型热力-机械钻头，它是利用热能给岩石加温以形成热应力区。在该区内给岩石加温时，其强度相应降低5%70%。热力碎岩机理有两种形式：一种是孔底温度600左右时，由于岩石内部和表面的热应力作用，使岩石强度降低，提高了碎岩效率；另一种是当孔底温度达800900时，岩石边界层接近熔融，切削齿在岩石塑性状态下切削碎岩，从而提高碎岩效率。,C 激光破岩 从20世纪60年代开始，许多国家开展了利用激光破岩的研究工作。激光破岩的主要原理是借助于激光的热力作用使岩石破碎。在掘进硬岩隧道时，用激光切割器比用机械法在经济上具有优越性。D 微波破岩 日本铁道研究所利用感应加热的方法，开展了微波破岩的试验研究工作。该装置的频率为91525Hz，波长约为30cm，最大功率为60kW。研究表明，微波功率越大，破碎效果越好。,E 等离子破岩 它是利用等离子体对不规则岩块进行二次破碎，等离子法在坚硬岩石中穿凿炮孔较机械钻孔法速度快。等离子体在破岩中最重要的用途是切割，使破岩的比能降到最小，利用等离子破岩法是一个颇具吸引力的远景方案。F 电子束破岩 利用特殊的加速器产生的电子束进行岩石破碎，是近年来发展起来的一种方法。与其他破岩方法相比，电子束破岩具有更高的功率密度和能量转换率(高达75%)，且不存在一般机械法的反冲问题。,钻孔爆破法是岩土工程中广泛采用的一种破碎岩石的传统方法。钻爆法施工主要由：钻孔、爆破、出碴三个基本工序组成。相继完成这三个工序作业为一个开挖循环或掘进循环。每一掘进循环所推进的长度称之为循环进尺。除了这三个基本工序外，实现循环进尺还需进行如临时支护、测量、供水供气、工作面通风防尘等多方面的工作，通常把这类作业称为辅助作业。,凿岩爆破,凿岩爆破基本参数炸药在炮孔中分配方法与实际爆破参数的确定布孔设计光面爆破和预裂爆破凿岩机械与工具选择,凿岩爆破基本参数,思考题：用凿岩爆破法，要进行哪些参数的设计？,凿岩爆破基本参数,单位岩体炸药消耗量开挖断面的炮孔数量炮孔直径和药卷直径炮孔深度炮孔间距与抵抗线,单位岩体炸药消耗量,定义：爆破每立方米岩石所需的炸药量称为单位岩体炸药消耗量。,影响因素：岩体的力学性质 隧道断面的大小以及自由面的数量 选取炸药的性能,单位岩体炸药消耗量,经验公式：断面面积小于20m2的使用：,单位岩体炸药消耗量,单位岩体炸药消耗量,经验公式：断面面积在20-50 之间时使用：,单位岩体炸药消耗量,经验公式：断面面积大于50 时使用：,单位岩体炸药消耗量,经验公式：坚硬岩体大断面开挖的单位岩体炸药消耗量按照：（瑞典建议采用的计算式，其值偏小）,开挖断面的炮孔数量,确定炮孔数量的原则：1、在保证爆破效果良好，即炮孔利用率高，爆破形成的洞室规格符合设计要求的前提下，以及在满足装岩设备要求的块度前提下，尽量可能减少炮孔；2、岩层稳定性较差时，符合“新奥法”或光面爆破的原则，多打孔少装药。,开挖断面的炮孔数量,按经验公式来确定炮孔数量20 以内断面的洞室可按下面公式计算：,开挖断面的炮孔数量,大断面洞室按下式进行计算：,炮孔直径和药卷直径,炮孔直径和药卷直径越大，炸药的能量利用率越高，需要的炮孔量越少，但对围岩的破环也越大，所以不易过大或过小。定义：不偶合系数炮孔直径和药卷直径的比值炮孔直径与药卷直径间隙的存在，不但影响爆破效率，而且有产生间隙效应的可能性。,炮孔直径和药卷直径,凿岩机钻孔速度的经验公式：孔越大，速度越慢。,炮孔深度,孔深这个参数，如果仅就凿岩技术条件确定最优凿岩深度，一般比较容易的，经现场实测便可以确定。设计时，希望尽可能增加炮孔深度，这样有利于增加循环进尺，相对减少辅助作业时间，降低爆破材料的消耗量，进而降低开挖成本。,炮孔间距与抵抗线,炮孔间距即同排或同圈炮眼中心之间的距离。,布孔设计,掏槽孔设计辅助孔和周边孔布置,1、掏槽孔的作用2、楔形掏槽3、直孔掏槽,1、辅助孔2、周边孔,掏槽孔的作用,掏槽孔的作用：爆破创造第二自由面，掏槽质量的好坏是保证开挖进尺的关键。,楔形掏槽,定义：楔形掏槽由数对对称的相向倾斜的炮孔组成。适用范围：适用于各种坚固程度的岩石。优点：对凿岩的精度要求较低，孔数较少。缺点：深孔爆破或者在坚硬的岩石中爆破效率较低。孔深要求：掏槽孔端部到隧洞边墙的距离，应不小于0.8倍的炮孔深度。,2)直孔掏槽,直眼掏槽是由若干个彼此距离很近的垂直于开挖面的互相平行的炮眼组成，其中有一个或几个不装药的炮眼(空眼)。优点：直眼掏槽一般可用于中硬岩层或坚硬岩层；炮眼深度不受开挖断面的宽度和高度的限制；所有炮眼均垂直掌子面钻进，容易控制；钻眼时各台凿岩机相互干扰少，便于多台凿岩机同时作业；容易控制眼底深度。缺点：需要较多的炮眼数目和较多的炸药，而且钻眼位置一定要精确。,2)直孔掏槽,a)龟裂直眼掏槽 龟裂直眼掏槽主要是利用龟裂眼起爆后，在整个炮眼深度范围内形成条状槽口，为辅助眼创造临空面。龟裂眼的布置可分为：一般布置A、六眼布置B、七眼布置C三种。,2)直孔掏槽,b)五梅花小直径中空直眼掏槽 五梅花小直径中空直眼掏槽，在1号眼的周围设置四个距离很近的小直径空眼作1号眼的临空面，这样逐步扩大形成槽腔。,五梅花小直径中空直眼掏槽炮眼布置(单位cm),2)直孔掏槽,c)螺旋形掏槽 比较成功的常用的螺旋形掏槽炮眼布置形式如右图。软岩中布置两个小直径空眼，硬岩中布置三个小直径空眼，以作为1号炮眼爆破的临空面。爆破顺序从1号眼开始，而后2号、3号、4号，螺旋形进行。,螺旋形掏槽炮眼布置(单位cm),2)直孔掏槽,d)菱形掏槽 菱形掏槽炮眼布置如右图。较软的岩层中部布置一个小直径空眼，且炮眼间距取小值；较硬的岩层中部布置三个小直径空眼，且炮眼间距取大值，起爆顺序对称进行。1号、2号炮眼爆破后形成一个菱形槽腔。,菱形掏槽炮眼布置(单位cm),2)直孔掏槽,e)无空眼直眼掏槽 无空眼直眼掏槽炮眼布置如右图。1号眼爆破后，附近的岩石被粉碎和压缩，形成一个漏斗形空洞，这个空洞的直径往往比原炮眼直径大26倍，形成一个约200mm的孔洞，为后继炮眼爆破创造临空面。,无空眼直眼掏槽炮眼布置(单位cm),2)直孔掏槽,f)小直径中空直眼掏槽 在软岩、中硬岩层中，节理裂隙较为发育的浅眼爆破，普遍采用的是小直径中空直眼掏槽。中间留一不装药的空眼，其周围的四个眼同时爆破。,小直径中空直眼掏槽炮眼布置(单位cm),辅助孔,定义：从掏槽孔至周边孔之间的孔称为辅助孔，也称扩槽孔。作用：其作用是扩大掏槽容积并按洞室形状逐渐扩挖。布孔原则：辅助孔按爆破原理或三角形原理进行布孔，即主要考虑抵抗线。,周边孔,定义：位于隧洞边缘，通过爆破控制隧洞边缘轮廓线的孔，称为周边孔。作用：周边孔起控制洞室轮廓线的作用。布孔原则：对孔位、孔深和角度偏差都有较高的要求。普通爆破，因爆破对围岩破坏的影响，周边孔的孔位可在设计轮廓线以内10cm处。光面爆破，其孔位应在轮廓线上。孔距与隧洞的断面大小和岩石的坚硬度有关。,炸药在炮孔中分配方法与实际爆破参数的确定,炸药的布置：掏槽孔和底板孔按平均药量的110%120%布药，非光面爆破时的周边孔按平均药量的80%90%布药，光面爆破时的周边孔按光面爆破参数设计要求布药，剩下的炸药则均匀布在辅助孔中。,光面爆破和预裂爆破,现状周边孔间距炮孔密集系数和最小抵抗线装药量和装药不偶合系数光面爆破参数的确定装药结构和起爆光面爆破及预裂爆破的凿岩与爆破质量标准,所谓光面爆破，系指爆破后的断面整齐，超挖和欠挖符合规定要求，并无明显的爆震裂缝。,目前国内几乎所有工程的设计都提出按“新奥法”施工的要求，即开挖必须进行光面爆破，特殊地方要求预裂爆破。,预裂爆破实质上是光面爆破的另一种型式，是先起爆控制轮廓的周边孔，形成沿开裂轮廓的连通裂缝，然后再进行掏槽和开挖主体部分。,周边孔间距,光爆周边孔间距比预爆的大，是预爆炮孔间距的1.331.89倍。根据实验，光面爆破与预裂爆破的炮孔间距a与炮孔直径d的关系为：光面爆破的炮孔间距：预裂爆破的炮孔间距：,周边孔间距,炮孔密集系数和最小抵抗线,周边孔的密集系数m为间距a与最小抵抗线W的比值：瑞典兰格弗尔斯的试验结果表明，时，得到的平整度较好。,装药量和装药不偶合系数,定义：装药量是指每米炮孔的装药重量；不偶合系数指炮孔直径与装药直径的比值。装药量的确定：装药量与岩石的坚固系数和岩石的结构面分布有关，取值可按类比法或现场试验确定，范围在50300 之间，其值不宜过大，否则失去光面爆破效果。不偶合系数取值：k值越大，孔痕残留率越大，围岩受破坏越小，k值范围在1.52.4之间。,光面爆破参数的确定,光面爆破参数一般通过试验或规范初步确定，施工中可按照选定的参数，总结每次爆破效果，测量半孔率和轮廓的不平整度，不断调整光面爆破参数。,装药结构和起爆,装药结构：按光面爆破的要求，装药沿炮孔应纵向均匀分布，并有合理的不偶合系数。例：浅孔（小于2m）采用连续装药，深孔采用导爆索连接的空气间隔装药。起爆：光面爆破应使用毫秒微差雷管，且周边孔一般应同段起爆才能保证光面爆破效果。顺序：掏槽（13段）、辅助（由内圈向外）、周边（1段）,光面爆破及预裂爆破的凿岩与爆破质量标准,最大超挖值：为凿岩孔位误差最大值和凿岩外斜最大值之和。平均超挖值：目前国外按“宁欠毋超”的办法进行施工（合理）；国内规范中仍提出“宁超不欠”的原则（不合理）。,凿岩机械与工具选择,选用凿岩机械考虑的因素同时开动凿岩机械数量的确定凿岩机械生产率计算凿岩工具选择,凿岩机 凿岩机按凿岩方式的不同，可分为冲击转动式(如各类风动、液压凿岩机)、放置冲击式(如牙轮钻机)和旋转式(如地质取样钻、电钻)三大类。按钻孔深度和直径的不同，又可分为浅孔(孔径小于50mm，孔深不超过35m)；中深孔(孔径5070mm，孔深515m)；深孔(孔径不小于80mm，孔深大于1215m)。对于中深孔，常用导轨式凿岩机辅以接杆来完成，而对深孔，则常用潜孔钻机或牙轮钻机完成。,1)风动凿岩机(以压缩空气为动力）风动凿岩机的类型：手持式凿岩机，打各种方向的较浅的小直径炮眼；气腿式凿岩机，带有起支承及推进作用的气腿，如7655凿岩机；导轨式凿岩机，可打水平和各种方向的较深炮眼，如YGZ90钻机。,7655型气腿凿岩机,导轨式凿岩机,2)液压凿岩机 液压凿岩机以循环的高压液体力，驱动凿岩机的冲击机构和回转机构。压力大，油可循环使用。,8.1.1 凿岩机 2)液压凿岩机,H178全液压凿岩台车,2)液压凿岩机,应用于小断面的液压凿岩台车,2)液压凿岩机,智能自控液压凿岩台车,选用凿岩机械考虑的因素,考虑因素：1、岩石物理力学特性，坚固系数、可钻性；2、凿岩作业所需生产绿，或开挖进度快慢的要求；3、开挖洞室断面尺寸大小；4、开挖方法的影响；5、炮孔深度和孔径的影响；6、工程量大小和工程造价高低。,同时开动凿岩机械数量的确定,1、开挖断面大小 2、凿岩机工作效率,影响因素,同时开动凿岩机械数量的确定,一个工作面上同时开动凿岩机数量或凿岩台车上钻臂数量按下式确定：,每台凿岩机或钻臂的工作面积,凿岩机械生产率计算,根据制造厂提供的纯钻速数据或试验的纯钻速数据，按下式计算凿岩机械实际生产率：,凿岩工具选择,钎头，选用钎头即要考虑钎头直径，也要选择钎头的形式和使用合金种类。（3650mm；一字形、十字形、球齿形）,钎杆，目前常用的钎杆多为合金中空钢，如55硅锰钼和35硅锰钼等，这种钎杆寿命长，钻速高。连接方式：锥体连接、螺纹连接。锥度：柱形物体的横断面向一端逐渐缩小的形式。,凿岩工具选择,浅孔凿岩钎杆,中深孔凿岩钎杆,装岩与运输,洞室装运方式选择洞室装运设备选择平洞装岩设备生产率计算运输设备需要用量计算,洞室装运方式选择,分类：1、有轨（轨道式）无轨（轮胎式履带式）2、铲斗式、立爪式、耙爪式、蟹爪式3、电动、风动、液压、内燃机4、后卸式、前卸式、侧卸式,轮胎铲斗式装岩机,有轨耙爪式装岩机,选择装岩运输方式应考虑的因素,开挖断面尺寸：有轨运输适用于各种断面，无轨运输适用于较大断面。洞口距开挖工作面长度：进行经济比较，通常短程使用无轨运输，长度大于2KM选有轨。施工进度要求：如果工期短任务重，通常选用无轨运输，因为无轨运输可选用大容量装载机，加快出碴进度。设备来源：考虑施工队伍的设备情况。,技术经济比较,设备投资、设备摊销费、运行费用施工附加工程量及投资通风设备及运行费用劳动量多少及为增加劳动力所需增加的生活福利费用,对洞室施工进度的影响在施工组织和技术供应上的利弊，对下一工序的影响社会效益，即选用的设备能为开拓市场起到什么作用。,技术经济比较,洞室装运设备选择,有轨运输装岩设备选择：1、有轨运输出碴，采用后翻斗式装岩机。2、提高装岩机生产率：必须尽可能的采用大容量的运输车辆，爆破工作应能保证适度的爆岩块度，配备快速调车设施或转载装置。3、立爪式耙碴机与梭车配套，装碴效率较高，是小断面有轨运输快速开挖的较好装碴设备,后卸式装岩机,立爪式耙碴机,梭车,洞室装运设备选择,无轨运输装岩设备选择：1、无轨运输多采用轮胎式或履带式装载机装碴，每一工作面配一台。2、装载机应适用于装载石碴，配有耐磨轮胎和废气净化装置。3、装载机铲斗最好选用能侧卸或三向卸。4、装载机的铲斗斗容应根据生产要求、运输车辆斗容和工作面的净宽确定，通常装载机铲斗斗容和自卸汽车斗容的是以比例为1：31：5,洞室装运设备选择,无轨运输装岩设备选择：5、履带式装载机可节省轮胎磨耗，但行走速度较慢，斗容较小。6、短洞室用装载和运输相结合的装运机。7、中型断面洞室宜用轮胎式铲斗装岩机或立爪耙碴机与轮胎是梭车配套。,轮胎式装载机,履带式侧卸装岩机,洞室装运设备选择,有轨车辆选择：1、斗车容量及高度的确定。2、配备合适的调车方式和调车设施。3、要求快速开挖时应选用梭车或槽式列车，出碴量大时可采用梭车列车组；动力系统优先选用电力，如选用内燃机需加强通风系统。,洞室装运设备选择,无轨车辆选择：1、自卸汽载重量和装载机斗容在不同运距时配套情况不同。表5-12 2、地下工程禁用汽油机动车，并应选用低污染或带有废气净化装置的重型自卸汽车。3、地下工程最好选用双向行驶专用自卸汽车。,平洞装岩设备生产率计算,石碴计算：地下洞室开挖计算可按下式计算-每一开挖循环松散石碴量-石碴爆破松散系数，表5-13-设计断面开挖量-允许超挖量-设计断面面积-允许超挖断面面积-循环进尺,平洞装岩设备生产率计算,装岩机生产率：-轨道式铲斗装岩机生产率-装岩机技术生产率，从生产说明查得-装碴技术熟练综合系数，表5-14-斗车容积-平均每装一斗车因辅助作业而停止装碴的时间，取0.51.0min,平洞装岩设备生产率计算,装载机生产率：装载机生产率可按下式计算-装载机生产率-装载机额定斗容-铲斗充盈系数，地下工程取0.650.90-工时利用系数，一般取0.80.9-装载一次的循环时间,运输设备需要量计算,有轨运输列车：每组（列）斗车数量-列车斗车数量-要求出碴生产率-列车往返循环时间-斗车充盈系数-斗车容积-斗车组数，每工作面配两列或两列以上斗 车,运输设备需要量计算,自卸汽车：自卸汽车小时运输能力：-自卸汽车小时运输能力-自卸汽车斗容，查说明书得到-充盈系数，地下工程取0.600.75-工作系数，视设备情况在0.30.85之间-往返循环时间,运输设备需要量计算,自卸汽车：自卸汽车需要量：-自卸汽车需要数量-运输不均衡系数，取1.11.15-每个开挖循环出碴量-计划出碴时间-自卸汽车小时运输能力,岩石装运设计方法,概念：岩石装运设计就是设计装运方案与选择设备。步骤：首先是根据工期要求及月进度和日进度开挖要求，在确定掘进循环图表的基础上，初定装运时间；然后根据循环爆破的岩石方量，计算装岩和运输生产率，并由此来选择和购买设备。,洞室通风,通风方法风量计算选择风筒选择通风机,通风方法,分类：,压气通风,压入式：概念：压入式通风是利用安装在洞外空气清洁流通及安全处的风机，将新鲜空气经风管直接送到开挖工作面；污浊空气经已成洞室排出。优点：作业面得到的新鲜空气流较大，能较快的冲淡和排出炮烟；金属风管、柔性风管均能适用，且拆装方便。缺点：烟及污浊空气排出需通过全洞；管道连接不良时漏风严重。,防爆压入式通风机,压气通风,抽出式：概念：作业面附近的炮烟和污浊空气，经风管排出，新鲜空气由洞口流入洞内的通风方法。优点：开挖面附近的炮烟及污浊空气能直接由风管抽出，洞内其他作业面不受影响。缺点：一旦炮烟扩散后，就难由一个吸风口抽出而再洞内停滞，且新鲜空气由洞口流至开挖面时已不新鲜了。,防爆抽出式通风机,压气通风,混合式：概念：这是压入式和抽出式混合适用的通风方式，一台风机送风，另一台风机抽风。要求：为防止在作业面附近形成漩涡和炮烟扩散，这两台风机应以抽为主，压入为辅，抽出风量应比压入风量大20%30%。风管布置：抽出风管与压入风管应布置在洞室的上下两侧，抽风管在上，压入风管在下部。,风量计算,压入式通风量：-压入式通风计算风量-隧道断面面积-隧道长度-同时爆破炸药量-通风时间，一般定为1.5h从开挖面至稀释炮烟到安全浓度的距离为L。可按式L=400Q/S计算，当LL，取L；反之取L。,风量计算,抽出式通风量：-抽出式通风计算风量-隧道断面面积-同时爆破炸药量-通风时间，一般定为1.5h 风管吸风口距工作面的距离Lc应小于风流有效吸程Lc，即Lc Lc=1.5。如果LcLc时，按公式计算的吸出风量需增加20%。,风量计算,混合式通风：压入风量 抽出风量-分别为压入和抽出通风量-压风口至工作面距离,选择风筒,分类：,选择风筒,风筒的漏风备用系数概念：通风机供风量和风筒末端风量之比，即：-风量备用系数-通风机共风量-风筒末端风量,选择风筒,风筒的漏风备用系数柔性风筒漏风备用系数：-风量备用系数-风筒接头数-一个接头的漏风率刚性风筒的漏风备用系数要比柔性风筒小的多，可在1.21.8之间选择。,选择风筒,风筒的风阻：-风筒总风阻-风筒的摩擦阻力系数-风筒全长-风筒直径,选择风筒,选择通风机：主要依据：风量和风压 通风机供风量：-漏风风量备用系数-通风机供风量-风筒末端风量,选择风筒,选择通风机：通风机风压：-局部通风机的全风压-风筒的风阻-重力加速度-空气重率，取1.2-流过风筒的平均风量-风筒的出口断面面积,选择风筒,选择通风机：通风机风压：由 推导出：-通风机供风量-风筒末端风量,选择风筒,选择通风机：分类：通风机有轴流式和离心式两种。选择方法：根据说明书中读取的Qg和H选取风机。使用情况：隧洞通风多用轴流通风机，因其比离心式通风机体积小，安装方便，效率也高，但噪音较大。,