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1、精选优质文档-倾情为你奉上有轨运输施工工艺工法QB/ZTYJGYGF-SD-0305-2011第五工程有限公司 白寿盛1 前言1.1工艺工法概况有轨运输就是利用轨道进行出渣的方法。隧道施工运输工作主要包括弃碴的装、运、卸和洞外运进的混凝土、各种材料、工具、设备等。1.2工艺原理隧道有轨运输系统由走行轨道、牵引机车、装运设备组成。牵引机车牵引运输设备在轨道上行走来完成洞内外运输工作。2 工艺工法特点有轨运输具有运量大、速度快、污染小、低炭节能等特点。3 适用范围适用于小断面、特长隧道施工，坡度一般不超过2%。4 主要机具设备隧道有轨施工主要设备有装碴、牵引、运输等设备。4.1装碴设备配合有轨运输
2、常用的装碴机有立爪式、挖斗式等。目前使用的有：ITC312H3和JGMWZ340型，具备内燃和电动双动力驱动，内燃驱动用于行走，电机驱动用于装碴。图1 ITC312H3立爪式挖装机图2 JGMWZ340型挖斗式挖装机表1 装碴机主要性能及参数表型号装载能力(m3/h)最小卸载高度(m)功率 (kw)外形尺寸(mm)机重(t)ITC312H31802502.513393103630240027JGMWZ3401803602.51321200035002400244.2牵引及运输设备1 牵引车是有轨运输的动力设备，通常采用电瓶车，常用型号14T、18T。隧道施工中为减少污染常用电瓶车作牵引车,隧道
3、内每台电瓶车牵引一组运碴设备，并考虑部分备用电瓶车。电瓶车蓄电池组每台电瓶车备用1个，在洞外充电房充电备用。2 运输矿车的种类很多，有梭式、曲轨侧卸式、翻转车厢式、固定车厢式等，其中隧道施工常用的有梭式和曲轨侧卸式矿车。梭式矿车梭式矿车简称梭矿，它是应用于矿山隧道的大型载运设备，由机车牵引，可与装碴机械组成隧道机械化作业线。梭矿既可单列使用，又能组列使用，即两辆或多辆梭矿搭接使用。隧道施工中常用的几种主要梭式矿车性能及参数见表2。表2 棱式矿车性能参数厂牌型号容量(m3)功率(kw)外形尺寸(mm)轨距(mm)载重(t)江西矿山机械厂S141418.51125517101800600，7622
4、0江西矿山机械厂SD141418.51125517102275600，76220江西矿山机械厂SD-8818.596001560178076212江西矿山机械厂SS16162221284015801840762，90030江西矿山机械厂SSD16162221284015801840762，90032江西矿山机械厂SSD20202221600017802500762，90040六盘水煤矿机厂CKSB-8 CKS-8818.5960015601780762，90020注：B防爆型；SD为搭接式。曲轨侧卸式矿车曲轨侧卸式矿车可用于隧道及地下施工的平巷和斜井运碴，可用机车牵引，也可用提升机牵引。表3
5、曲轨侧卸式矿车主要技术性能及参数表厂牌型号容量(m3)卸载角()外形尺寸(mm)轨距(mm)自重(t)武汉三通机械厂KGS-44424200140016007623.13武汉三通机械厂KGS-664250018001700762，9006.5鹤壁矿山机械厂YCC2-62423000125013006001.83鹤壁矿山机械厂YCC4-74423900100016907623.234.3常见设备配套模式1 有轨设备配套通常采用装碴机、梭式矿车、电瓶车配套使用方案。选型配套时要进行经济比较，综合考虑设备的性能、价格、使用费用和修理费用、寿命等。设备的参数必须得到最大限度的利用，主要机械与辅助机械之
6、间必须协调一致，辅助设备的选配首先应保证主要设备能充分发挥最大效果的前提下进行，所选购的设备型号规格尽可能统一，便于采购配件和保养管理。2 隧道有轨运输设备选型配套的依据为单位时间内工作任务量、设备的施工生产能力，单位时间内工作任务量，主要是由每次爆破的隧道弃碴量（来源于隧道断面的大小和单次掘进的进尺）和这些弃碴的出碴作业允许工作时间来决定，再结合道路的通过能力，作为选择配套设备能力的依据。3 在隧道断面和道路通过能力允许的情况下，宜选用生产率较高的设备，如隧道装碴选用ITC312H3或ZL40B侧卸装载机装碴，配套梭式矿车选用SD14、SD16单台运输或搭接使用，选配与梭式矿车工作能力相适应
7、的JXK12-7/192或JXK18-9/196电瓶车配套。当隧道断面较小和道路通过能力较差时，宜选用较小的装碴设备和通过能力强的运输设备，如隧道装碴选用LZ80，配套梭式矿车选用SD-8，选配与梭式矿车工作能力相适应的XK8-7/144-KBT电机车配套使用。5 运输轨道目前在隧道施工中,普遍使用38kg/m或43kg/m钢轨。轨道选取主要考虑以下几个方面：市场材料供应、载重要求；行车速度；可靠性要求。轨枕可以选用木枕、槽钢。轨距通常为900mm。6运输作业6.1洞口场地布置洞口场地根据地形进行合理布置，运输轨道布置要兼顾卸碴、混凝土运输及电瓶车充电。图3 洞口场地布置示意图6.2洞内线路布
8、置目前有轨运输轨道铺设方式主要有两种。一种是铺设单线加会车道，这种方式的优点是节省钢轨用量，从而减少了铺轨工作量，也便于矮边墙施工等；其缺点是使用道岔较多，易发生车辆掉道，调车工作难度较大，车辆运行速度不高。另一种方式是采用双线，优点是可采用两台装碴机双机双道装碴，运输互不干扰。6.2.1单线布置单线铺设，轨枕间距为0.7m左右。在隧道内每隔300400m设会车道，线间距满足设备通行要求，直线长度不少于80m。道岔选用9#单开道岔和对称道岔。道床用不易风化的石碴作为道碴，厚度不小于15cm，轨距允许误差+6mm、-4mm，曲线地段需在曲线外侧加宽和超高，并加设轨距拉杆，轨道平整圆顺，连接配件齐
9、全。6.2.2 双线布置双线间要设置渡线道岔以方便两线间调度车辆。渡线道岔常采用八字形设置，两渡线间距一般在500米左右。模板台车附近一般设单线，单线和双线过渡可设置浮放道岔。6.3 线路铺设标准及技术要求6.3.1 线路技术要求 机车车辆行驶最小曲线半径见表4。当圆曲线半径小于200m时设10-20m缓和曲线。曲线间夹直线长10-15m。表4 最小曲线半径表轴型及行驶地段双轴机车车辆有转向架的梭矿峒内峒外最小曲线半径(m)7d10d12注：d为机车、车辆的轴距（m）。 安全净距、人行道宽度见表5表5 安全净距、净宽、净高表（单位：cm）项目单道双道会让站摘挂处乘人车停车处备注两列车间净距20
10、4020最突出部分水平间距边侧净距20202020最突出部分水平距离人行道宽度70一侧70一侧70宜两侧100一侧碴车顶净高40404040碴车顶缘垂直距离 曲线双道线间距加宽加宽值W的计算：曲线半径小于30m时，按式（3-1）计算，大于等于30m时，按式（3-2）计算。 （3-1） （3-2）式中：双道外股的曲线半径（m）；双道内股的曲线半径（m）；机车或碴车的长度（m）；机车或碴车轴中心间距（m）；机车或碴车的边缘高度，从轨面起量（m）；线路采用的最大超高值（m）；轨距（m）。加宽值按组成的列车中具有不同L、l、H值的车辆分别计算，取其中的最大值。 曲线轨距加宽、外轨超高值见表5。表6 曲
11、线轨距加宽及外轨超高数据表曲线半径 (m)轨距加宽S(mm)外轨超高h(mm)固定轴距(mm)轨距762mm轨距600mm600800110014002000列车运行速度(km/h)51015510151010251010121020101020165155255202051025520515300515255153001025400010200102501020500051501020051560005102505150510800005200510051010000051505100551200000100510005150200000050050050注：加宽值系按标准新车轮计，使用旧轮
12、时，视轮缘磨损程度，适当减少S值。6.3.2 装碴线路布置装碴线路布置要求尽量缩短装碴作业线长度与调车距离，避免干扰，减少辅助作业时间。轨道布设于隧道中间，分装碴作业区和调车作业区，轨道端头距掌子面不超过6m，以满足装碴作业范围要求，如图4。图4 挖装机装碴布置示意图6.4隧道辅助坑道运输作业隧道辅助坑道有平导、横洞、竖井、斜井。当隧道正洞采用有轨运输时，各种辅助坑道的运输作业方式分别为：平导和横洞由于平导和横洞断面较小，在前期坑道施工时，采用小型装碴设备配合矿车进行装碴运输。在进入正洞施工后，坑道内轨道与正洞轨道采用道岔连接，正洞内洞碴通过坑道运输至坑道外弃碴场。竖井由于竖井需要垂直提升，洞
13、碴在竖井底部需要转载。在竖井底部设置临时弃碴坑，正洞内洞碴运输至竖井底部临时弃碴坑，在采用挖掘机转载入碴斗，利用竖井顶部的龙门吊或吊车提升至竖井顶部弃碴。斜井斜井井身出碴用耙斗式装碴机或人工装碴,单筒卷扬机提升2m3 侧卸式矿车运至井口, 简易龙门架卸碴,然后倒运至弃碴地点；进入正洞后,正洞内运输采用电瓶车牵引侧卸式矿车运输至斜井井底车场,然后摘挂钩,采大绞车提升至井口曲轨卸碴平台,利用曲轨卸碴平台将矿车侧翻卸碴。在洞口临时碴场卸碴后,再由装载机装碴,采用自卸汽车将弃碴运至指定的弃碴场。6.5 运输管理隧道有轨施工运输任务主要包括弃碴的装、运、卸和洞外运进各种材料、工具、设备，隧道施工运输是隧
14、道施工的核心，要保证运输工作的顺利进行，就必须建立一套完善的施工管理制度进行合理有效的管理。6.5.1 设备使用有轨设备要正常的投入使用必须严格执行维修保养制度、安全检查制度、定人定机制度。通过完善设备的管理，使设备经常处于良好的技术状态，以提高设备的使用效率。6.5.2 调车行车管理隧道施工运输设总调度台，总调度台根据运输任务情况和设备的技术状况，统一协调安排运输设备。每列车均设调车员，采用一辆电瓶车牵引一辆梭式矿车或搭接多辆梭式矿车的方式出碴，调车员负责单列车行驶中的协调指挥和安全运行。轻车、重车规定行驶路线，出碴时按照空车走上行线，重车走下行线原则，行走时电瓶车拉梭式矿车，装卸碴时电瓶车
15、调至梭式矿车尾部，将其推至工作面及卸碴台。在施工过程中要做好工序的衔接，各工序都要有机协调配合，在运输过程中做好车辆的协调。6.5.3 轨道的铺设与维护轨道是隧道有轨施工的生命线，也是联系各种设备的纽带，要设立轨道班组，按规范正确布置轨道，并且经常对轨道进行检查维护，发现运行中的异常情况，如轨道变形、位移、轨枕塌陷、道岔和调车设施的磨损变形等，及时处理，以确保轨道运输畅通。6.5.4 充电管理牵引车由电瓶提供动力源，充电机是专为电瓶机车配套为其电瓶进行充电的直流电源，在充电台位上对电瓶进行充电，一般情况下3组电瓶配1台充电机。严格执行充电管理制度和维修保养制度，要设立专门的充电班组，按规范要求
16、正确布置充电房和配置充电人员，充电人员经考核合格，持证上岗。充电室属于火灾爆炸危险场所，室内禁止点火，吸烟和安装容易产生电气火花的器具（如开关、插座等），充电室门上应有“危险”、“严禁烟火”等标志。按规定对电瓶进行检查和维护保养，以确保电瓶的正常使用和电瓶车的正常运行。7 劳动力组织隧道有轨运输人力物力投入较大，施工配合班组多，劳动力组织要求高。劳动力配备情况见表7。表7 劳动力配备表序号工作项目作业内容人数备注1装碴装载机司机每台1人掌子面2出碴运输电瓶车司机每台1人运输设备牵引3出碴运输调车员每台1人4轨道铺设、整修105通讯联络信号员8掌子面、辅助坑道口隧道口、弃碴场6安全防护安全员2平
17、交道口7蓄电池充电4充电房8设备维修每两台1人8 安全注意事项8.1 轨道铺设及养护轨道铺设质量的好坏是能否提高有轨运输出碴工效的关键，轨道的维护是对正常运输出碴的保证。轨道铺设必须做到直线平直，曲线圆顺，道床稳固。因为梭式矿车自重加上负荷非常沉重，如果道床不稳固，直线不平直，曲线不圆顺，行车时起伏颠簸，最易造成脱轨，一旦脱轨，恢复正常相当困难，因此，轨道铺设的质量及平时对轨道的维护是保证安全顺利出碴和提高出碴速度的必要条件。8.2 设备使用注意事项设备投入运行前必须做好安全检查，在装载弃碴和其他物件时，司机必须确认其尺寸有无超出线界，要随时观察线路情况和洞内其他设施杂物有无侵界。每列车均设调
18、车员，负责设备的安全使用。8.2.1 电瓶机车、梭式矿车使用注意事项1 工作前，必须检查制动器、喇叭、灯光、电瓶电压、转向架、联接销。禁止机况不正常时强行作业。2 司机必须服从信号指挥。信号不明时，禁止擅自开车。3 启动时，应鸣号示警。装碴前，应空载运转观察传动部件有无异常。运行中司机要集中精力，头手不许伸出窗外。梭式矿车运行时，禁止搭载人员。4 卸碴时，必须用铁楔在车轮两个方向上楔紧，禁止用弃碴或木条代替。确认卸碴方向无人后方可开机。5 调车、摘挂、扳道等工作必须由专人负责。6 交会时空车让重车，禁止抢行。7 司机离开机车，必须将机车制动，切断电流。8.2.2 装碴机使用安全注意事项1 工作
19、前，检查作业面通风应良好，支护牢固，无危石。2 工作时，禁止其他人进入装碴机的动作范围内。卸载时任何人不得靠近待装的矿车。3 作业中，必须经常清扫轨道附近的岩石。移动设备时，必须注意风管和电缆，防止压坏。4 装碴机工作结束后，应停放在安全地带，不得停放在作业面附近。8.2.3 充电操作注意事项1 调配电解液和向电池中注入电解液注意事项调配电解液时，应将硫酸徐徐注入蒸馏水内，同时用玻璃棒不断搅拌，以便混合均匀，迅速散热。严禁将蒸馏水向硫酸内倾倒，以免发生爆炸。禁止从大容积的瓶子中将硫酸倒入蒸馏水中。操作人员要戴保护眼镜、耐酸胶皮手套、耐酸胶皮围裙、胶皮靴子，以保护人身安全。意外的硫酸飞沫落到衣服
20、上、脸上或手上时，应迅速用5的碳酸钠溶液清洗，然后再用清水冲洗。硫酸应保存在玻璃缸或耐酸瓷缸中，缸要放在结实的筐内，筐上要有提耳，以便搬运。2 充电人员操作注意事项工作时不得吸烟。在专门隔离开的地方进食。吃饭前要先洗脸、洗手、刷牙漱口。不要用有伤口的手去直接接触铅的氧化零件。8.3 有轨运输安全注意事项1 在洞内施工地段、视线不良的弯道、通过道岔和平交道等处，运行速度不超过5km/h，在采取有效的安全措施地段可适当提高，但最高速度不超过20km/h。2 卸碴码头应能适应每个隧道洞口出碴高峰期的需要并尽量减少调车时间，做到快速卸碴。3 牵引不得超载。4 车辆装载限界高度不得超过斗车顶面40cm，
21、宽度不得大于车宽。5 列车连接必须良好，机车摘挂后调车、编组和停留时，应备有刹车工具。6 车辆在同方向行驶时，两组列车的间距不得小于60m，人推斗车的间距不得小于20m。7 轨道旁堆料，距钢轨外缘不得小于50cm，高度不得大于100cm，并堆码稳定。8 卸碴处线路应设置大于1%的上坡道。卸碴码头应搭设牢固，并设有挂钩、栏杆、车挡装置，注意防止溜车。9 车辆运行时，必须鸣笛或按喇叭，并注意了望。严禁非专职人员开车、调车和搭车。严禁在运行中摘挂作业。10 长隧道施工上下班如有载人列车，应制定保证安全措施。9 应用实例9.1工程简介渝怀铁路第十九标段沙坝隧道全长7972m，由中铁一局集团有限公司承建
22、，其中进口由第一工程有限公司承担施工，出口及斜井由第五工程有限公司承担施工。该隧道设计为单线铁路隧道，且独头施工距离较长，斜井段施工长度约为2400m，出口段施工长度约为2300m。沙坝隧道斜井口及出口端地处深山峡谷中，地形复杂，新修运输便道蜿蜒曲折，坡陡路窄，斜井施工口设在一个约3宽的山梁上，出口洞门处在陡山半山壁上，几乎无施工场地，只能随开挖弃碴填筑场地扩大逐步形成，前期若直接采用有轨运输是非常困难的，同时又考虑到洞身施工长度问题，若采用无轨运输会造成诸多弊端，主要体现在：一是对洞内空气污染较大，对施工安全和人身健康都不利；二是需预留会车道，对使用模板台车衬砌很不利；三是铺底施工困难，车轮
23、胎对底部砼质量有损害；四是汽车在洞内调头困难，影响施工进度；五是文明施工较差。由此特点，确定了施工由无轨运输向有轨运输过渡方案。9.2施工情况沙坝隧道出口施工区初期采用ZL40B侧翻式装载机装碴，5T自卸汽车运输出碴，进洞开挖400m后，改为有轨运输，装碴仍采用ZL40B侧翻式装载机，出碴由8T电瓶车作牵引，8m3梭矿载碴运输。混凝土采用电瓶车牵引混凝土罐车进行运输，电瓶车充电房及设备修理房均设置在出口洞口。出口段共配备8台梭矿，4台混凝土罐车，14个电瓶车，电瓶车蓄电池组24个。斜井口施工初期采用两台5T卷扬机提升，人工装碴，0.75m3V型斗车载碴运输，进入正洞后，采用ZL40B侧翻式装载
24、机装碴，8T电瓶车作牵引，4.0m3曲轨侧卸式矿车载碴运至井底，然后用2JTP1.6型提升绞车提升矿车出斜井弃碴。斜井施工区混凝土采用梭槽溜放至斜井底直接放入混凝土罐车内，采用电瓶车牵引混凝土罐车运输至衬砌作业面。电瓶车充电房及设备修理房均设置在斜井底部。斜井施工区共配备8个矿车，4台混凝土罐车，14个电瓶车，电瓶车蓄电池组24个。出口段于2001年4月进洞，至2002年10月即与斜井段实现了贯通，平均月进尺125米。斜井段于2001年6月底进入正洞施工，于2003年7月与进口段实现了贯通，平均月进尺100m。9.3工程结果评价沙坝隧道无轨运输设备配套合理，人员配备齐全，在隧道弃碴装、运、卸，材料、设备、混凝土运输过程中发挥了很好的作用，为隧道实现快速施工提供了有力的保障。9.4施工图片 图5 洞内轨道 图6 电瓶车在轨道上行走 图7 道岔 图8 单线轨道 图9 洞内道岔 图10 四线三道轨道铺设 图11 装碴作业 图12 卸碴场 专心-专注-专业