棋盤石長(zhǎng)達(dá)隧道有軌運(yùn)輸設(shè)計(jì)及施工維護(hù)技術(shù)

1、<p>　　棋盤石長(zhǎng)達(dá)隧道有軌運(yùn)輸設(shè)計(jì)及施工維護(hù)技術(shù)</p><p>　　摘要：棋盤石隧道是向莆鐵路唯一一座長(zhǎng)達(dá)Ⅰ級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道，獨(dú)頭掘進(jìn)長(zhǎng)達(dá)5.4km, 運(yùn)輸距離長(zhǎng)，給施工組織帶來很大麻煩，控制好洞內(nèi)運(yùn)輸，解決好運(yùn)輸矛盾，提高運(yùn)輸效率，對(duì)促進(jìn)施工生產(chǎn)至為重要。棋盤石隧道施工過程中有軌運(yùn)輸?shù)姆桨冈O(shè)計(jì)選定、設(shè)備選型及安裝、施工維護(hù)、安全操作注意事項(xiàng)等進(jìn)行了詳細(xì)敘述。在施工中設(shè)備運(yùn)行良好、出渣運(yùn)輸效率滿足要求，

2、保證施工進(jìn)度、可為類似長(zhǎng)大隧道施工洞內(nèi)出渣運(yùn)輸借鑒。 </p><p>　　關(guān)鍵詞： 長(zhǎng)達(dá)隧道 有軌運(yùn)輸 方案設(shè)計(jì) 施工維護(hù) </p><p>　　中圖分類號(hào)：U45 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A </p><p><b>　　1.工程概況 </b></p><p>　　向莆鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速200公里，預(yù)留時(shí)速250公里，本管段施工的棋盤

3、石隧道起于尤溪縣城關(guān)鎮(zhèn)，止于尤溪縣臺(tái)溪鄉(xiāng)清溪村。隧道進(jìn)出口里程為DK400+988～DK411+796，為雙線隧道，全長(zhǎng)10808m（我項(xiàng)目部施工7212米，施工里程為DK400+988～DK408+200），單面上坡，坡度為7.6‰，隧道最大埋深770m，獨(dú)頭掘進(jìn)距離最長(zhǎng)為2#橫洞工區(qū)5350m（其中橫洞長(zhǎng)度為2150m）。其余輔助孔道基本同樣存在獨(dú)頭施工距離長(zhǎng)，洞內(nèi)運(yùn)輸難度大的特點(diǎn)，隧道掘進(jìn)指標(biāo)每月最高要到達(dá)160m以上滿足工期要求

4、，因此施工運(yùn)輸出渣制約生產(chǎn)的重要因素，解決好施工運(yùn)輸將會(huì)大大改善施工作業(yè)環(huán)境，加快施工進(jìn)度。本隧道輔助導(dǎo)坑設(shè)置如下： </p><p>　　棋盤石隧道輔助坑道一覽表 </p><p>　　輔助坑道名稱 與線路左線中線交點(diǎn)里程 與左線前進(jìn)方向夾角 與正線的相對(duì)位置 洞口里程 斜長(zhǎng)（m） 綜合坡度 運(yùn)輸方式 車道形式 </p><p>　　1號(hào)斜井 DK401+950

5、90° 線路左側(cè) XDK0+372 375.41 8.92% 無軌 雙車道 </p><p>　　2號(hào)橫洞 DK405+000 144° 線路左側(cè) H1DK2+150 2155 6.7‰ 有軌 雙車道 </p><p>　　3號(hào)橫洞 DK409+000 30° 線路右側(cè) H2DK2+140 2140 3‰ 無軌 單道＋錯(cuò)車道 </p><p

6、>　　2號(hào)橫洞內(nèi)平導(dǎo) / / 線路左側(cè) PDK404+916.37 3283.67 7.6‰ 有軌 雙車道 </p><p>　　棋盤石隧道巖性主要為沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)砂巖夾砂礫巖，熔結(jié)凝灰?guī)r、流紋質(zhì)晶屑熔結(jié)凝灰?guī)r夾凝灰質(zhì)砂巖，大理巖、滑石化白云質(zhì)大理巖等。隧道可能存在斷層、巖溶、突泥涌水、巖爆等不良地質(zhì)條件。為鐵道部認(rèn)定的全標(biāo)段唯一的一座I級(jí)風(fēng)險(xiǎn)隧道。其現(xiàn)場(chǎng)立體圖如下： </p><p&

7、gt;<b>　　2.運(yùn)輸方案確定 </b></p><p>　　棋盤石2#橫洞洞身為2150m，綜合坡度為6.7‰，承擔(dān)正洞施工任務(wù)2960m，以及平導(dǎo)施工任務(wù)3283.63米，該工區(qū)的施工為整條隧道的關(guān)鍵線路。橫洞設(shè)計(jì)有效斷面為32m3，尺寸為3.82*5.50m，設(shè)計(jì)采用無軌運(yùn)輸車道為單道+錯(cuò)車道形式。依據(jù)承擔(dān)的工區(qū)的施工任務(wù)和通風(fēng)、排水情況及施工經(jīng)驗(yàn)等綜合考慮，調(diào)整2#橫洞工區(qū)無軌運(yùn)

8、輸為有軌運(yùn)輸方式。 </p><p>　　2.1總體方案布置及施工步驟 </p><p>　　2.1.1施工總體布置 </p><p>　　配備大型機(jī)械作業(yè)，重載有軌運(yùn)輸，設(shè)備按“快速掘進(jìn)”模式配備，正洞、平導(dǎo)洞內(nèi)軌道布設(shè)為“雙軌單線+錯(cuò)車道”，按照需要設(shè)置道岔，以滿足運(yùn)輸調(diào)度的需要；橫洞內(nèi)采取軌道布設(shè)為“四軌雙線”，每隔400米設(shè)一渡線，以滿足運(yùn)輸調(diào)度的需要。 &

9、lt;/p><p>　　隧道出渣、運(yùn)輸機(jī)械配套模式：正洞采?。貉b載機(jī)（挖掘機(jī)配合）+電瓶機(jī)車（CDXT12T）+梭式礦車（S-25型25m3）+雙軌單線（正洞布設(shè)道岔錯(cuò)車道）+四軌雙線（43kg/m鋼軌，900mm軌矩）+裝載機(jī)+斯太爾自卸車；平導(dǎo)采?。喊窃鼨C(jī)（ITC312）+電瓶機(jī)車（CDXT12T）+梭式礦車（S-25型25m3）+雙軌單線（平導(dǎo)布設(shè)道岔錯(cuò)車道）+四軌雙線（43kg/m鋼軌，900mm軌矩）+裝載

10、機(jī)+斯太爾自卸車。其關(guān)鍵工序施工照片如下： </p><p>　　（一）梭礦車運(yùn)輸噴錨料 </p><p>　?。ǘ┧蟮V車洞內(nèi)裝渣 </p><p>　　（三）梭礦車洞外棧橋卸渣 </p><p>　?。ㄋ模┯熊壒捃嚌仓炷?</p><p>　　2.1.2施工步驟 </p><p>　　出

11、渣運(yùn)輸過程大致分兩個(gè)階段： </p><p>　　第一階段：正洞、橫洞及平導(dǎo)內(nèi)采取有軌運(yùn)輸方式出渣；附洞內(nèi)有軌運(yùn)輸平面圖。 </p><p><b>　　洞內(nèi)階段性布置圖 </b></p><p>　　第二階段：洞外棄渣場(chǎng)采用無軌轉(zhuǎn)渣方式，附洞外轉(zhuǎn)渣場(chǎng)平面圖。 </p><p><b>　　洞外布置簡(jiǎn)圖 <

12、;/b></p><p><b>　　2.2軌道布置 </b></p><p>　　2.2.1洞內(nèi)軌道布置 </p><p>　　隧道正洞、平導(dǎo)布置單車道，橫洞布置雙車道，正洞、平導(dǎo)、橫洞內(nèi)未澆筑仰拱（底板）段采用15cm×15cm枕木鋪設(shè)軌道，已澆筑仰拱（底板）段采用槽鋼布設(shè)軌道，軌道間距80cm，軌距900mm； 采用6#道

13、岔布設(shè)錯(cuò)車道。 </p><p><b>　　洞內(nèi)軌道布置圖片 </b></p><p>　　2.2.2洞外軌道布置 </p><p>　　洞外軌道布置包括棄渣線、拌和站及充電房等各種專用線，由于橫洞口施工場(chǎng)地狹窄，一次性完成軌道鋪設(shè)有困難，因此棄渣線軌道利用棄渣逐步擴(kuò)展場(chǎng)地，沿場(chǎng)地外緣逐漸延伸。出渣線由洞內(nèi)出洞后通過渡線調(diào)車，并向拌和站、充電

14、房（兼修理房）各引一條專用線。 </p><p><b>　　洞外軌道布置圖片 </b></p><p>　　不同曲線下的外軌超高、內(nèi)軌超寬 </p><p>　　S1―兩股鋼軌中心距離（毫米）； </p><p>　　Vc―機(jī)車車輛平均速度，2.78米/秒； </p><p>　　Qmax―最大

15、輪對(duì)寬度（輪距）（毫米）； </p><p>　　F―矢距，F(xiàn)=L2/2R(L為固定軸距，R為曲線半徑) </p><p><b>　　1）、外軌超高 </b></p><p>　　h=S1?Vc/g?R=970×2.782/9.8×35=22mm </p><p><b>　　2）、內(nèi)軌加

16、寬 </b></p><p>　　S=S曲- S直=L2/2R=10002/2×35000=14mm </p><p>　　軌距及軌縫允許誤差：不論在直線上或曲線上，軌距的偏差，寬不得超過標(biāo)準(zhǔn)寬度6毫米，窄不得超過標(biāo)準(zhǔn)寬度4毫米。鋼軌接頭縫不大于5毫米，相臨軌頭高低差應(yīng)小于2毫米。左右錯(cuò)開應(yīng)小于2毫米。接頭縫應(yīng)位于兩枕木間。 </p><p>

17、<b>　　2.3設(shè)備配置 </b></p><p>　　2.3.1出渣運(yùn)輸參數(shù) </p><p>　　坡度：橫洞進(jìn)口坡度均為6.7‰，正洞及平導(dǎo)為7.6‰； </p><p>　　鋼軌：采用P43鋼軌，軌距900mm； </p><p>　　裝渣：采用ITC312和裝載機(jī)進(jìn)行出渣； </p><p&

18、gt;　　牽引：XDXT12型電機(jī)車，自重12T，行速10～25km/h； </p><p>　　運(yùn)輸：S-25型梭式礦車，自重20T，卸載時(shí)間3min，外型尺寸12910×1800×2630 mm，最大行車速度20 km/h。 </p><p>　　2.3.2設(shè)備數(shù)量計(jì)算 </p><p>　　設(shè)備數(shù)量計(jì)算按掘進(jìn)5.4km，一次出渣時(shí)間不超過3

19、.5小時(shí)為原則，施工中應(yīng)加強(qiáng)調(diào)度，共配備12臺(tái)電瓶車，9臺(tái)梭式礦車。計(jì)算如下： </p><p><b>　　主要運(yùn)輸設(shè)備 </b></p><p>　　序號(hào) 機(jī)械名稱 單位 數(shù)量 型號(hào) 備注 </p><p>　　1 扒渣機(jī) 臺(tái) 1 ITC312 </p><p>　　2 挖掘機(jī) 臺(tái) 1 小松 </p>

20、<p>　　3 裝載機(jī) 臺(tái) 2 小松 </p><p>　　4 電瓶車 輛 12 CDXT-12 </p><p>　　5 梭式礦車 輛 9 S－25 </p><p>　　6 自卸車 輛 5 斯太爾 </p><p>　　7 混凝土罐車 輛 5 6m3 </p><p>　　8 鋼軌 米 16660 43k

21、g/m </p><p>　　9 道岔 副 15 </p><p>　　10 專用載人車 輛 1 人員進(jìn)出 </p><p><b>　　計(jì)算參數(shù)： </b></p><p>　　出渣量計(jì)算：每循環(huán)進(jìn)尺2.25m；（炮眼深2.5m，利用率90%）則循環(huán)渣量為：2.25×120×1.4=378m3； &

22、lt;/p><p>　　運(yùn)距計(jì)算：以平導(dǎo)掘進(jìn)至3283.63米為計(jì)算依據(jù)，則最大運(yùn)距為3283.63+2150=5433.63m； </p><p>　　機(jī)車輪軌粘著系數(shù)取ψ=0.2； </p><p>　　列車單位阻力取ω=8kg/t； </p><p>　　坡度單位阻力取ιP出洞=6、7‰ ιP入洞=6、7‰ </p><

23、p><b>　　機(jī)車最大牽引力 </b></p><p>　　Fmax=PC?ψ?1000=12×0.2×1000=2400kg（PC――機(jī)車粘重） </p><p><b>　　機(jī)車牽引能力 </b></p><p>　　出洞QC= Fmax/（ω+ιP出）－PC=2400/（8+6）－12=1

24、60T </p><p>　　QC――機(jī)車牽引能力T； </p><p>　　每輛機(jī)車牽引礦車數(shù)量n </p><p>　　n=Qc/(Q+q) </p><p>　　Q――礦車載重量,每列礦車為Q=45×1.5=67.5T </p><p>　　q――礦車自重,S-25型梭礦車為20T </p>

25、<p>　　n出=QC出/(Q+q)=160/(67.5+20)=1.8(輛) </p><p>　　考慮到工程施工中存在的諸多不確定的因素，而且計(jì)算中采用了大量經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，為確保牽引能力，本工程中取 n=1(輛)。 </p><p>　　根據(jù)出渣運(yùn)距、出渣量、運(yùn)行速度計(jì)算礦車數(shù)量 </p><p>　　正洞單洞雙線（洞內(nèi)掘進(jìn)至2km，洞外150m計(jì)），

26、平均車速8km/h， </p><p>　　按照3.5h出渣完成需9臺(tái)S-25型梭礦車； </p><p>　　平導(dǎo)需要3臺(tái)S-25型梭礦車； </p><p>　　同時(shí)施工（一個(gè)平導(dǎo)+一個(gè)正洞）：作業(yè)系數(shù)按照0.6計(jì)算： </p><p>　?。?+3）×0.6=7.2輛，則需8臺(tái)S-25型梭礦車； </p><

27、;p>　　根據(jù)以上計(jì)算表明，取最大值2#橫洞內(nèi)有軌運(yùn)輸需要9臺(tái)S-25型梭礦車。 </p><p><b>　　3.有軌運(yùn)輸管理 </b></p><p>　　3.1加強(qiáng)管理 健全組織 </p><p>　　制定嚴(yán)格的安全措施，成立以項(xiàng)目部主管領(lǐng)導(dǎo)的安全管理小組，定期分析安全生產(chǎn)形勢(shì)，研究解決施工中存在的問題。組織實(shí)施對(duì)項(xiàng)目的安全管理，保

28、證施工生產(chǎn)安全貫穿于施工全過程。充分發(fā)揮各專兼職安檢人員的監(jiān)督作用，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和排除安全隱患。 </p><p>　　3.2有軌運(yùn)輸管理及維護(hù) </p><p>　　洞口值班調(diào)度應(yīng)由熟悉隧道施工作業(yè)程序的人員擔(dān)任，值班調(diào)度應(yīng)隨時(shí)掌握洞內(nèi)各施工工作面施工進(jìn)展和礦車運(yùn)行情況，及時(shí)調(diào)度、調(diào)整進(jìn)出洞礦車數(shù)量以保證施工工作順利開展、軌道運(yùn)輸協(xié)調(diào)有序；避免調(diào)度失靈引起的窩工等待及軌道運(yùn)輸堵塞現(xiàn)象發(fā)生。

29、</p><p>　　洞內(nèi)司岔、值班人員應(yīng)隨時(shí)掌握洞內(nèi)礦車運(yùn)行情況，嚴(yán)格管理紅綠燈，及時(shí)扳岔或指揮礦車等候會(huì)讓，嚴(yán)禁出現(xiàn)紅綠燈值班調(diào)度脫崗現(xiàn)象發(fā)生；司機(jī)應(yīng)服從司岔值班人員指揮及紅綠信號(hào)燈信號(hào)指示，進(jìn)行通過或等候會(huì)讓作業(yè)，嚴(yán)禁司機(jī)沖岔、闖紅燈信號(hào)或搶道行車。 </p><p>　　道岔管理：設(shè)紅綠燈、道岔標(biāo)識(shí)燈箱、有線電話；派專人負(fù)責(zé)管理；以保證礦車正常通行。 </p><

30、;p>　　軌道管養(yǎng)：雙車道軌道管養(yǎng)，派專人負(fù)責(zé)管理，以保證軌道滿足運(yùn)輸順暢通行條件。 </p><p>　　洞內(nèi)出現(xiàn)緊急情況需啟用渡線道岔改單線軌道運(yùn)輸時(shí)，派專人負(fù)責(zé)管理，同時(shí)將道岔情況報(bào)洞口值班調(diào)度；嚴(yán)禁其他人員未經(jīng)允許私自扳渡岔作業(yè)。 </p><p>　　3.3有軌運(yùn)輸監(jiān)控 </p><p>　　做出詳細(xì)的有軌運(yùn)輸安全運(yùn)營(yíng)技術(shù)措施，做好有軌運(yùn)輸安全技術(shù)操

31、作規(guī)程交底，做好安全技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書以及有軌運(yùn)輸調(diào)度規(guī)則，充分發(fā)揮有軌運(yùn)輸?shù)恼w功能效應(yīng)。 </p><p><b>　　3.4安全措施 </b></p><p>　　保持現(xiàn)場(chǎng)管線整齊，燈明、路平、無積水。施工中加強(qiáng)對(duì)機(jī)具、電器設(shè)備的檢查和維修，各種施工機(jī)械和電器設(shè)備均設(shè)置漏電保護(hù)，確保用電安全。 </p><p>　　電瓶車司機(jī)、礦車（含梭礦、

32、砼罐車下同）操作工必須通過培訓(xùn)，持證上崗；嚴(yán)禁非司機(jī)人員操作礦車或?qū)⒌V車借給他人操作；電瓶車按要求安裝照明及警示燈并確保正常使用。礦車摘掛后調(diào)車、編組、停留時(shí)，應(yīng)備有剎車裝置；司機(jī)在開車前，必須檢查車況是否良好、牽引桿及連接銷是否牢固可靠、剎車裝置是否靈活可靠、梭礦兩車廂搭接處擋渣門是否關(guān)閉，如有問題及時(shí)排除；嚴(yán)禁車輛帶病作業(yè)； </p><p>　　司機(jī)開車前必須鳴笛并注意?望、觀察礦車前后是否有人、車或其他障

33、礙物，隨時(shí)做好剎車準(zhǔn)備；礦車非牽引側(cè)牽引桿必須吊空；利用電瓶車牽引其他機(jī)具、車輛時(shí)，要確認(rèn)連接牢固后，鳴笛、慢行，嚴(yán)禁急剎車。 </p><p>　　梭礦操作工作業(yè)時(shí)必須戴絕緣手套，電纜、插頭、插座禁止放置水中和易濺水的地方；作業(yè)時(shí)應(yīng)注意礦車頂部石渣情況，防止落石傷人。 </p><p>　　礦車在洞內(nèi)行車時(shí)速不大于20km/h；共用雙線地段左線上行、右線下行；直行優(yōu)先，并線、拐彎車輛避讓

34、直行車輛；礦車同向行駛過程中兩車保持不小于100m車距；在進(jìn)出洞口、平導(dǎo)道口、道岔、施工作業(yè)區(qū)、公路平交道口時(shí)應(yīng)減速鳴笛緩慢以時(shí)速不大于6km/h通過。 </p><p><b>　　4.結(jié)束語(yǔ) </b></p><p>　　有軌運(yùn)輸從根本上解決了長(zhǎng)大隧道輔助坑道斷面小，汽車出渣困難的問題，采用有軌運(yùn)輸，有效的解決了運(yùn)輸矛盾，加快了運(yùn)輸效率，提高了出渣效率，同時(shí)確保了

35、洞內(nèi)空氣質(zhì)量清新，滿足了標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)環(huán)境要求，確保工人正常施工，保證了工程進(jìn)度。 </p><p>　　4.1加強(qiáng)安全管理、控制好現(xiàn)場(chǎng)調(diào)度是實(shí)現(xiàn)有軌運(yùn)輸效果的關(guān)鍵。 </p><p><b>　　參考文獻(xiàn) </b></p><p>　　1、 TB10003-2005鐵路隧道設(shè)計(jì)規(guī)范 </p><p>　　2、TB10204