5、有軌運輸施工工藝工法

1、有軌運輸施工工藝工法QB/ZTYJGYGF-SD-0305-2011第五工程有限公司白壽盛1 前言1.1 工藝工法概況有軌運輸就是利用軌道進行出渣的方法。隧道施工運輸工作主要包括棄碴的裝、運、卸和洞外運進的混凝土、各種材料、工具、設(shè)備等。1.2 工藝原理隧道有軌運輸系統(tǒng)由走行軌道、牽引機車、裝運設(shè)備組成。牽引機車牽引運輸設(shè)備在軌道上行走來完成洞內(nèi)外運輸工作。2 工藝工法特點有軌運輸具有運量大、速度快、污染小、低炭節(jié)能等特點。3 適用范圍適用于小斷面、特長隧道施工，坡度一般不超過2%。4 主要機具設(shè)備隧道有軌施工主要設(shè)備有裝碴、牽引、運輸?shù)仍O(shè)備。4.1 裝碴設(shè)備配合有軌運輸常用的裝碴機有立爪式、

2、挖斗式等。目前使用的有：ITC312H3 和JGMWZ340型，具備內(nèi)燃和電動雙動力驅(qū)動，內(nèi)燃驅(qū)動用于行走，電機驅(qū)動用于裝硝。圖1 ITC312H3立爪式挖裝機圖2 JGMWZ340型挖斗式挖裝機表1裝硝機主要性能及參數(shù)表型號裝載能力（m3/h）最小卸載高度（m）功率 （kw）外形尺寸（mm）機重（t）ITC312H31802502.51339310X 3630X 240027JGMWZ3401803602.51321200OX 3500X 2400244.2牽引及運輸設(shè)備1牽引車是有軌運輸?shù)膭恿υO(shè)備，通常采用電瓶車，常用型號 14T、18T。隧道施 工中為減少污染常用電瓶車作牽引車，隧道內(nèi)每

3、臺電瓶車牽引一組運磴設(shè)備，并考慮部分 備用電瓶車。電瓶車蓄電池組每臺電瓶車備用 1個，在洞外充電房充電備用。2運輸?shù)V車的種類很多，有梭式、曲軌側(cè)卸式、翻轉(zhuǎn)車廂式、固定車廂式等，其中 隧道施工常用的有梭式和曲軌側(cè)卸式礦車。梭式礦車梭式礦車簡稱梭礦，它是應用于礦山隧道的大型載運設(shè)備，由機車牽引，可與裝磴 機械組成隧道機械化作業(yè)線。梭礦既可單列使用，又能組列使用，即兩輛或多輛梭礦搭 接使用。隧道施工中常用的幾種主要梭式礦車性能及參數(shù)見表 2。表2棱式礦車性能參數(shù)廠牌型號容量(m3)功率(kw)外形尺寸(mm)軌距(mm)載重(t)江西礦山機械廠S141418.511255X 1710X 180060

4、0, 76220江西礦山機械廠SD141418.511255X 1710X 2275600, 76220江西礦山機械廠SD-8818.59600X 1560X 178076212江西礦山機械廠SS16162X2212840X 1580X 1840762, 90030江西礦山機械廠SSD16162X2212840X 1580X 1840762, 90032江西礦山機械廠SSD20202X2216000X 1780X 2500762, 90040六盤水煤礦機廠CKSB-8 CKS-8818.59600X 1560X 1780762, 90020注：B 防爆型；SD 為搭接式。曲軌側(cè)卸式礦車曲軌側(cè)卸

5、式礦車可用于隧道及地下施工的平巷和斜井運磴，可用機車牽引，也可用 提升機牽引表3曲軌側(cè)卸式礦車主要技術(shù)性能及參數(shù)表廠牌型號容量(m3)卸載角( )外形尺寸(mm)軌距(mm)自重武漢三通機械廠KGS-44424200X 140OX 16007623.13武漢三通機械廠KGS-6642500X 1800X 1700762, 9006.5鶴壁礦山機械廠YCC2-62423000X 1250X 13006001.83鶴壁礦山機械廠YCC4-74423900X 100OX 16907623.234.3常見設(shè)備配套模式1有軌設(shè)備配套通常采用裝磴機、梭式礦車、電瓶車配套使用方案。選型配套時要 進行經(jīng)濟比較

6、，綜合考慮設(shè)備的性能、價格、使用費用和修理費用、壽命等。設(shè)備的參 數(shù)必須得到最大限度的利用，主要機械與輔助機械之間必須協(xié)調(diào)一致，輔助設(shè)備的選配 首先應保證主要設(shè)備能充分發(fā)揮最大效果的前提下進行，所選購的設(shè)備型號規(guī)格盡可能統(tǒng)一，便于采購配件和保養(yǎng)管理。2隧道有軌運輸設(shè)備選型配套的依據(jù)為單位時間內(nèi)工作任務(wù)量、設(shè)備的施工生產(chǎn)能 力，單位時間內(nèi)工作任務(wù)量，主要是由每次爆破的隧道棄磴量（來源于隧道斷面的大小 和單次掘進的進尺）和這些棄磴的出磴作業(yè)允許工作時間來決定，再結(jié)合道路的通過能 力，作為選擇配套設(shè)備能力的依據(jù)。3在隧道斷面和道路通過能力允許的情況下，直選用生產(chǎn)率較高的設(shè)備，如隧道裝 磴選用ITC3

7、12H3或ZL40B側(cè)卸裝載機裝磴，配套梭式礦車選用 SD14、SD16單臺運輸 或搭接使用，選配與梭式礦車工作能力相適應的JXK12-7/192或JXK18-9/196電瓶車配套。當隧道斷面較小和道路通過能力較差時，宜選用較小的裝磴設(shè)備和通過能力強的運 輸設(shè)備，如隧道裝磴選用LZ80,配套梭式礦車選用SD-8,選配與梭式礦車工作能力相 適應的XK8-7/144-KBT電機車配套使用。5運輸軌道目前在隧道施工中，普遍使用38kg/m或43kg/m鋼軌。軌道選取主要考慮以下幾個 方面：市場材料供應、載重要求；行車速度；可靠性要求。軌枕可以選用木枕、槽鋼。軌距通常為 900mm。6運輸作業(yè)6.1

8、洞口場地布置洞口場地根據(jù)地形進行合理布置，運輸軌道布置要兼顧卸磴、混凝土運輸及電瓶車變壓器房/上通風機底座充電房河進場外加劑廠值班室倉庫 I_-溝水泥-7-器土拌合站軌道卸硝碼頭，_I /口口 4 機修房變壓器房圖3洞口場地布置示意圖6.2 洞內(nèi)線路布置目前有軌運輸軌道鋪設(shè)方式主要有兩種o一種是鋪設(shè)單線加會車道，這種方式的優(yōu)點是節(jié)省鋼軌用量，從而減少了鋪軌工作量,也便于矮邊墻施工等；其缺點是使用道岔較多，易發(fā)生車輛掉道，調(diào)車工作難度較大,車輛運行速度不高。另一種書花采用雙線，優(yōu)點是可采用兩臺裝磴機雙機雙道裝磴,即用房貴賓室 W.C充電房6.2.1 單線布置單線鋪設(shè)，軌枕間距為0.7m左右。在隧

9、道內(nèi)每隔300400m設(shè)會車道，線間距滿 足設(shè)備通行要求，直線長度不少于 80m。道岔選用9#單開道岔和對稱道岔。道床用不易風化的石磴作為道石查，厚度不小于15cm,軌距允許誤差+6mm、-4mm,曲線地段需在曲線外側(cè)加寬和超高，并加設(shè)軌距拉桿，軌道平整圓順，連接配件齊全。6.2.2 雙線布置雙線間要設(shè)置渡線道岔以方便兩線間調(diào)度車輛。渡線道岔常采用八字形設(shè)置，兩渡 線間距一般在500米左右。模板臺車附近一般設(shè)單線，單線和雙線過渡可設(shè)置浮放道岔。6.3 線路鋪設(shè)標準及技術(shù)要求6.3.1 線路技術(shù)要求（1）機車車輛行駛最小曲線半徑見表 4。當圓曲線半徑小于200m時設(shè)10-20m緩和曲線。曲線間夾

10、直線長10-15m=表4最小曲線半徑表軸型及行駛地段雙軸機車車輛有轉(zhuǎn)向架的梭礦帽內(nèi)幅外最小曲線半徑（m）7d10d12注：d為機車、車輛的軸距（m）。安全凈距、人行道寬度見表 5表5安全凈距、凈寬、凈高表（單位：cm）項目單道雙道會讓站摘掛處乘人車停車處備注兩列車間凈距204020最突出部分水平間距邊側(cè)凈距20202020最突出部分水平距離人行道寬度70 一側(cè)70 一側(cè)70宜兩側(cè)100 一側(cè)硝車頂凈高40404040硝車頂緣垂直距離曲線雙道線間距加寬加寬值W的計算：曲線半徑小于30m時，按式（3-1）計算，大于等于30m時，按 式（3-2）計算(3-1)3-2)式中：雙道外股的曲線半徑（m）；

11、雙道內(nèi)股的曲線半徑（m）；機車或碴車的長度（m）；機車或碴車軸中心間距（m）；機車或碴車的邊緣高度，從軌面起量（ m）；從軌面線路采用的最大超高值（m）；軌( m) o加寬值按組成的列車中具有不同L、1、H值的車輛分別計算，取其中的最大值。 曲線軌距加寬、外軌超高值見表 5。表6曲線軌距加寬及外軌超高數(shù)據(jù)表曲線半徑(m)軌距加寬 S(mm)外軌超高h(mm)固定軸距(mm)軌距762mm軌距600mm600800110014002000列車運行速度(km/h)51015510151010251010121020101020165155255202051025520515300515255153

12、001025400010200102501020500051501020051560005102505150510800005200510051010000051505100551200000100510005150 200000050050050注：加寬值系按標準新車輪計，使用舊輪時，視輪緣磨損程度，適當減少s值6.3.2裝做線路布置裝磴線路布置要求盡量縮短裝磴作業(yè)線長度與調(diào)車距離，避免干擾，減少輔助作業(yè) 時間。軌道布設(shè)于隧道中間，分裝磴作業(yè)區(qū)和調(diào)車作業(yè)區(qū)，軌道端頭距掌子面不超過6m,以滿足裝磴作業(yè)范圍要求，如圖4。圖4挖裝機裝硝布置示意圖6.4 隧道輔助坑道運輸作業(yè)隧道輔助坑道有平導、橫洞

13、、豎井、斜井。當隧道正洞采用有軌運輸時，各種輔助坑道的運輸作業(yè)方式分別為：平導和橫洞由于平導和橫洞斷面較小，在前期坑道施工時，采用小型裝磴設(shè)備配合礦車進行裝 磴運輸。在進入正洞施工后，坑道內(nèi)軌道與正洞軌道采用道岔連接，正洞內(nèi)洞磴通過坑 道運輸至坑道外棄磴場。豎井由于豎井需要垂直提升，洞磴在豎井底部需要轉(zhuǎn)載。在豎井底部設(shè)置臨時棄磴坑， 正洞內(nèi)洞磴運輸至豎井底部臨時棄磴坑，在采用挖掘機轉(zhuǎn)載入磴斗，利用豎井頂部的龍 門吊或吊車提升至豎井頂部棄磴o斜井斜井井身出磴用耙斗式裝磴機或人工裝磴，單筒卷揚機提升2m3側(cè)卸式礦車運至井 口，簡易龍門架卸磴，然后倒運至棄磴地點；進入正洞后，正洞內(nèi)運輸采用電瓶車牽引

14、側(cè)卸 式礦車運輸至斜井井底車場，然后摘掛鉤，采大絞車提升至井口曲軌卸磴平臺，利用曲軌卸 磴平臺將礦車側(cè)翻卸磴。在洞口臨時磴場卸磴后 ，再由裝載機裝磴，采用自卸汽車將棄磴 運至指定的棄石查場。6.5 運輸管理隧道有軌施工運輸任務(wù)主要包括棄碴的裝、運、卸和洞外運進各種材料、工具、設(shè)備，隧道施工運輸是隧道施工的核心，要保證運輸工作的順利進行，就必須建立一套完善的施工管理制度進行合理有效的管理。6.5.1 設(shè)備使用有軌設(shè)備要正常的投入使用必須嚴格執(zhí)行維修保養(yǎng)制度、安全檢查制度、定人定機制度。 通過完善設(shè)備的管理，使設(shè)備經(jīng)常處于良好的技術(shù)狀態(tài)，以提高設(shè)備的使用效率。6.5.2 調(diào)車行車管理隧道施工運輸設(shè)

15、總調(diào)度臺，總調(diào)度臺根據(jù)運輸任務(wù)情況和設(shè)備的技術(shù)狀況，統(tǒng)一協(xié)調(diào)安排運輸設(shè)備。每列車均設(shè)調(diào)車員，采用一輛電瓶車牽引一輛梭式礦車或搭接多輛梭式礦車的方式出碴，調(diào)車員負責單列車行駛中的協(xié)調(diào)指揮和安全運行。輕車、重車規(guī)定行駛路線，出碴時按照空車走上行線，重車走下行線原則，行走時電瓶車拉梭式礦車，裝卸碴時電瓶車調(diào)至梭式礦車尾部，將其推至工作面及卸碴臺。在施工過程中要做好工序的銜接，各工序都要有機協(xié)調(diào)配合，在運輸過程中做好車輛的協(xié)調(diào)。6.5.3 軌道的鋪設(shè)與維護軌道是隧道有軌施工的生命線，也是聯(lián)系各種設(shè)備的紐帶，要設(shè)立軌道班組，按規(guī)范正確布置軌道，并且經(jīng)常對軌道進行檢查維護，發(fā)現(xiàn)運行中的異常情況，如軌道變形

16、、位移、軌枕塌陷、道岔和調(diào)車設(shè)施的磨損變形等，及時處理，以確保軌道運輸暢通。6.5.4 充電管理牽引車由電瓶提供動力源，充電機是專為電瓶機車配套為其電瓶進行充電的直流電源，在充電臺位上對電瓶進行充電，一般情況下3 組電瓶配1 臺充電機。嚴格執(zhí)行充電管理制度和維修保養(yǎng)制度，要設(shè)立專門的充電班組，按規(guī)范要求正確布置充電房和配置充電人員，充電人員經(jīng)考核合格，持證上崗。充電室屬于火災爆炸危險場所，室內(nèi)禁止點火，吸煙和安裝容易產(chǎn)生電氣火花的器具（如開關(guān)、插座等），充電室門上應有“危險”、 “嚴禁煙火”等標志。按規(guī)定對電瓶進行檢查和維護保養(yǎng)，以確保電瓶的正常使用和電瓶車的正常運行。7 勞動力組織隧道有軌運

17、輸人力物力投入較大，施工配合班組多，勞動力組織要求高勞動力配備情況見表7。表7勞動力配備表序號工作項目作業(yè)內(nèi)容人數(shù)備注1裝硝裝載機司機每臺1人掌子面2出硝運輸電瓶車司機每臺1人運輸設(shè)備牽引3出硝運輸調(diào)車員每臺1人4軌道鋪設(shè)、整修105通訊聯(lián)絡(luò)信號員8掌子面、輔助坑道口隧道口、棄硝場6安全防護安全員2平交道口7畜電池充電4充電房8設(shè)備維修每兩百1人8安全注意事項8.1 軌道鋪設(shè)及養(yǎng)護軌道鋪設(shè)質(zhì)量的好壞是能否提高有軌運輸出磴工效的關(guān)鍵，軌道的維護是對正常運 輸出磴的保證。軌道鋪設(shè)必須做到直線平直，曲線圓順，道床穩(wěn)固。因為梭式礦車自重 加上負荷非常沉重，如果道床不穩(wěn)固，直線不平直，曲線不圓順，行車時

18、起伏顛簸，最 易造成脫軌，一旦脫軌，恢復正常相當困難，因此，軌道鋪設(shè)的質(zhì)量及平時對軌道的維 護是保證安全順利出磴和提高出磴速度的必要條件。8.2 設(shè)備使用注意事項設(shè)備投入運行前必須做好安全檢查，在裝載棄磴和其他物件時，司機必須確認其尺 寸有無超出線界，要隨時觀察線路情況和洞內(nèi)其他設(shè)施雜物有無侵界。每列車均設(shè)調(diào)車 員，負責設(shè)備的安全使用。8.2.1 電瓶機車、梭式礦車使用注意事項1 工作前，必須檢查制動器、喇叭、燈光、電瓶電壓、轉(zhuǎn)向架、聯(lián)接銷。禁止機況不正常時強行作業(yè)。2 司機必須服從信號指揮。信號不明時，禁止擅自開車。3 啟動時，應鳴號示警。裝碴前，應空載運轉(zhuǎn)觀察傳動部件有無異常。運行中司機要

19、集中精力，頭手不許伸出窗外。梭式礦車運行時，禁止搭載人員。4 卸碴時，必須用鐵楔在車輪兩個方向上楔緊，禁止用棄碴或木條代替。確認卸碴方向無人后方可開機。5 調(diào)車、摘掛、扳道等工作必須由專人負責。6 交會時空車讓重車，禁止搶行。7 司機離開機車，必須將機車制動，切斷電流。8 .2.2 裝碴機使用安全注意事項1 工作前，檢查作業(yè)面通風應良好，支護牢固，無危石。2 工作時，禁止其他人進入裝碴機的動作范圍內(nèi)。卸載時任何人不得靠近待裝的礦車。3 作業(yè)中，必須經(jīng)常清掃軌道附近的巖石。移動設(shè)備時，必須注意風管和電纜，防止壓壞。4 裝碴機工作結(jié)束后，應停放在安全地帶，不得停放在作業(yè)面附近。5 .2.3 充電操

20、作注意事項1 調(diào)配電解液和向電池中注入電解液注意事項調(diào)配電解液時，應將硫酸徐徐注入蒸儲水內(nèi)，同時用玻璃棒不斷攪拌，以便混合均勻，迅速散熱。嚴禁將蒸餾水向硫酸內(nèi)傾倒，以免發(fā)生爆炸。禁止從大容積的瓶子中將硫酸倒入蒸餾水中。操作人員要戴保護眼鏡、耐酸膠皮手套、耐酸膠皮圍裙、膠皮靴子，以保護人身安全。意外的硫酸飛沫落到衣服上、臉上或手上時，應迅速用5%的碳酸鈉溶液清洗,然后再用清水沖洗。硫酸應保存在玻璃缸或耐酸瓷缸中，缸要放在結(jié)實的筐內(nèi)，筐上要有提耳，以便搬運。2 充電人員操作注意事項工作時不得吸煙。在專門隔離開的地方進食。吃飯前要先洗臉、洗手、刷牙漱口。不要用有傷口的手去直接接觸鉛的氧化零件。8.3

21、 有軌運輸安全注意事項1 在洞內(nèi)施工地段、視線不良的彎道、通過道岔和平交道等處，運行速度不超過5km/h ，在采取有效的安全措施地段可適當提高，但最高速度不超過20km/h。2 卸碴碼頭應能適應每個隧道洞口出碴高峰期的需要并盡量減少調(diào)車時間，做到快速卸碴。3 牽引不得超載。4車輛裝載限界高度不得超過斗車頂面 40cm,寬度不得大于車寬。5 列車連接必須良好，機車摘掛后調(diào)車、編組和停留時，應備有剎車工具。6車輛在同方向行駛時，兩組列車的間距不得小于60m,人推斗車的間距不得小于20m。7軌道旁堆料，距鋼軌外緣不得小于 50cm,高度不得大于100cm,并堆碼穩(wěn)定。8 卸碴處線路應設(shè)置大于1%的上

22、坡道。卸碴碼頭應搭設(shè)牢固，并設(shè)有掛鉤、欄桿、車擋裝置，注意防止溜車。9 車輛運行時，必須鳴笛或按喇叭，并注意了望。嚴禁非專職人員開車、調(diào)車和搭車。嚴禁在運行中摘掛作業(yè)。10 長隧道施工上下班如有載人列車，應制定保證安全措施。9 應用實例9.1 工程簡介渝懷鐵路第十九標段沙壩隧道全長 7972m,由中鐵一局集團有限公司承建，其中進口由第一工程有限公司承擔施工，出口及斜井由第五工程有限公司承擔施工。該隧道設(shè)計為單線鐵路隧道，且獨頭施工距離較長，斜井段施工長度約為2400m，出口段施工長度約為2300ml沙壩隧道斜井口及出口端地處深山峽谷中，地形復雜，新修運輸便道蜿蜒曲折，坡陡路窄，斜井施工口設(shè)在一個約3m寬的山梁上，出口洞門處在陡山半山壁上，幾乎無施工場地，只能隨開挖棄碴填筑場地擴大逐步形成，前期若直接采用有軌運輸是非常困難的，同時又考慮到洞身施工長度問題，若采用無軌運輸會造成諸多弊端，主要體現(xiàn)在：一是對洞內(nèi)空氣污染較大，對施工