双洞平行开挖轨道出渣施工技术探讨

双洞平行开挖轨道出渣施工技术探讨双洞平行开挖轨道出渣施工技术探讨 草稿草稿 汪宏兵 胡光进 浙江省隧道工程有限公司 浙江杭州 摘要 福建省九龙江北溪引水左干渠改造二期工程是为改善厦门特区供水质量的重点工程 采用两条平行输水隧洞供水 为了减少洞内油烟和废气污染 达到供水质量清洁 安全目 的 采用电动轨道机车运输出渣施工 该文重点介绍双洞平行开挖有轨出渣施工技术 供同 类工程参考 关键字 隧洞开挖 轨道出渣 施工技术 1 工程概况 福建省九龙江北溪引水左干渠改造二期工程采用二条隧洞平行开挖施工 隧洞长 13216 米 分成二个标段四个支洞进行施工 其中由浙江省隧道公司中标承建的 C3 标引水 隧洞桩号为引左 3 610 引左 6 343 922 引右 3 585 0 引右 6 308 029 共长为 5457 021m 开挖断面为城门洞型 开挖洞径为 5 2m 4 658 4 858m 4 支洞与引水隧洞 右洞交点桩号为 5 781 65 主洞往上游开挖 左洞 1105 77m 右洞 1111 65m 往下游开 挖 左洞 547 644m 右洞 526 379m 由于本工程隧洞是为了改善厦门特区供水质量的输水 隧洞 要求施工中不得采用有油污气体排放的机械进行施工 以减少洞壁污染源 使供水 质量达到清洁 安全 需采用电瓶轨道车运输施工 运输石渣总量 12 8 万方 2 主洞出碴运输总体方案 主洞段洞内出碴运输采取 有轨运输 双洞联合直行卸碴 无轨运输出场 的方案 具体做法为 上下游左右洞洞渣均采用 P90B 电动耙斗和履带挖装岩机装渣 XK8 7 144 A 电瓶车牵引 SD B 14 的梭式矿车到左洞卸渣坑车场 采用轨道错车法进行卸碴 洞碴装 入自卸车后经支洞斜面爬升运至洞外堆渣场 为确保施工进度 做到出渣设备有备用 本工程在上下游左右洞投入 8 整套同型号的 电瓶车 梭式矿车 耙斗和轨轮式挖装机 出渣设备的技术参数见附件 为满足设备运行 会车 停放 电瓶车充电 维护保养等的空间场地 要求右洞往上下游开挖至少 135 米 左洞往上 下游开挖至少 170 米 并在二洞之间适当的位置采用联络隧道将左右洞连通 以便会车进入卸渣坑 基于以上设备之间运行安全空间重车和空车会车的考虑 本工程在 右洞往上 下游各 100 米处开挖联络隧道连通左右洞 轨道基础枕木采用松木 3 主支洞交叉口布置及右洞上 下游卸渣车场布置 为方便装载机装岩 自卸车运输及有轨运输机械安设至轨道上 主支洞交叉口处必须 进行整修开挖成十字和 T 字弧型交叉口曲线连接 曲线曲率半径应不少于 10 米 为了减少井底调车场所的大面积开挖对围岩的稳定性破坏 在满足施工条件要求的前 提下 在 4 支洞与右洞交接点往上下游约 20 米处各设置卸渣车场 并在右洞上下游约 100 米处各开挖一条联络隧道与左洞连通 联络道断面规格为 4X4 米 上游方向联络道与右洞 之间转弯半径为 30 米 与左洞之间转弯半径为 25 3 米 下游方向 联络道与右洞之间转 弯半径为 30 米 与左洞之间转弯半径为 39 7 米 卸渣车场扩挖段长度为 35 米 采用右侧 单边扩挖 1 8 米 卸渣场宽度米 卸渣坑和主洞采用斜坡连接 坡长 25 米 卸渣坑水平 段长 10 米 宽度 4 米 与隧洞边墙一侧 0 5 米设置排水沟 水平段与隧洞底板落差为 2 5 米 水平段尽头设置 0 4 米深排水沟 将积水引排至卸渣坑隧洞边墙侧的积水坑 积水坑 深度 1 5 米 采用嵌入边墙的方式设置 长度为 5 米 用现浇的混凝土墙隔离成长度 1 米 2 米 的 3 个 墙高渐矮 以便沉淀沙土 在最外面的积水坑设置 1 5KW 螺杆水泵经水管 连接抽排至洞外 同时定期清除积水坑内沉淀的沙土 为防止自卸车倒车时车轮掉入积水 坑 在积水坑表面采用 25 钢筋网片盖住积水坑 支洞与左洞交叉口至联络道与左洞交叉口 段也铺设轨道作为备用设备停放 设备修理 电瓶车充电等场所 在梭式矿车卸车点一侧 设置一台 22KW 轴流风机 配置 600 风筒将污浊空气抽出支洞口外 轨道运输平面和卸渣 车场轨道布设见示意图 1 附后 4 洞内轨道会车 洞内轨道铺设在隧道一侧 每隔 500m 位置设一调车道 调车道长 25m 左右 轨道选 用 24kg m 轻轨 轨距为 762mm 轨枕采用松木 枕木尺寸为 1200X120X120mm 间距为 60cm 洞内出渣道路及错车道平面布置详见下图 2 说明 1 图中重车 或 空车 2 错车道每 500m 设一道 5 轨道铺设工艺要求 5 1 工艺流程 路基平整 道碴垫层 铺设枕木 轨道联接 道钉固定 道碴加垫 试车运行 轨道加固 5 2 轨道铺设的质量要求 质量要求 井底调车道线路为整个工程最繁忙的运输线路 是机械 材料的进出必经之 路 轨道铺设质量是否能保证运输要求将严重影响整个工程的进展 精度要求较高 1 轨道全部采用 24kg 钢轨 枕木采用 120X12X12cm 道夹板为厂家提供的标准件 2 在卸碴坑边的 5m 范围左右采用混凝土浇筑 将枕木直接浇入其中 保证整体稳定 牢固 3 道岔的岔心部位是电瓶车和梭车最容易掉道之处 该处的道岔布置将由专业人员严 格按轨道铺设要求进行施工 并经试运行合格后方可交付使用 4 单个标段轨道设备配置见附表 1 序号设备名称机械型号单位数量 1履带式挖斗装载机LWL 180台8 2大型梭式矿车SD B 14台16 3蓄电池式电动机车XK12 6 7 9 192 A台8 4轻 型 钢 轨24KG mm12000 5枕 木1135X150X120 间距 60 根20000 6自 卸 汽 车汽 10台12 6 洞渣卸渣方法 为了减少井底错车 卸碴所占用的空间 减少开挖跨度 保证围岩的稳定 并能迅速 快捷地卸碴 采用 分岔错车法 将电瓶车与梭车分道错开 用长连杆将梭车牵引到卸碴 坑 坑内自卸车接料 6 1 技术要求 1 卸碴坑开挖尺寸为 长 X 宽 35X4m 保证自卸车能快速倒入基坑 并与坑壁有 一定的安全距离 基坑深度不得少于 2 5m 过小时梭车将与自卸车相撞击 过大时梭车卸 碴过程中块石落差加大 直接撞击车厢底 容易损坏车箱 2 电瓶车与梭车的连接杆尺寸应在 3 5 4m 之间 尺寸过大影响牵引力 过小不便 卸碴 6 2 安全要求 1 在分岔轨道的短边道 辅道 端应设置防滑装置 预防梭车因惯性滑入基坑 2 岔道口因使用频繁 磨损较大 碴尖应采用 24kg 钢轨加工 枕木采用单根为 250X20X20cm 的松木 并用 C20 砼浇筑稳固 3 卸碴坑的三个岩壁应采用浆砌石或 C20 砼浇筑 并应高出底板 10cm 防止块石 杂物落入坑内 卸碴坑处在主洞的最低点 所有渗 滴水都将汇在此处 应用高扬程水泵 将积水排出洞外 由于基坑容易积水 为了减少基坑对自卸车轮胎的浸泡和磨损 坑底应 浇注 25cm 厚的 C20 混凝土 表层应摸平 4 电瓶车牵引梭车 其连接杆因受力不同经常强制摩擦容易造成损伤 每班次都应 进行岗前检查 发现裂纹应立即加固或更换 5 其他的安全要求严格遵守井巷电瓶车 梭车运输安全操作规程 7 有轨出渣系统施工时间安排 隧洞开挖属流水系统作业 隧洞出渣穿插其中 一般每天二至三次 每次出渣量约 120 方 具体安排见下表 2 隧洞开挖单个班次操作耗时表 小时 表 2 布孔放样钻孔装药爆破排烟安检出渣合计 0 5 小时3 5 小时0 5 小时0 25 小时0 75 小时0 5 小时4 5 小时10 5 小时 8 实际使用运行情况 本工程有轨运输设备安装是随着隧洞开挖进展跟进 每月四个开挖工作面可进尺约 400 米 出渣总量可达万余方 每个班次配足技术工人都能达到预计目标 但是出现一些 故障 例如轨道沉陷 脱轨等事故 还有设备与排障 出渣不协调的问题 运行实践中采 取的措施 1 在爬渣设备选型方面要注意与隧洞大小相匹配 隧洞底宽较大的要选则履带 式挖装机 隧洞底宽较小的可选用电耙 以提高装渣效率 节省装渣时间 2 在轨道安装时要使轨道与隧道坡度相一致并平行 垫实枕木 控制轨距 避 免因轨道不平造成脱轨 3 在隧洞岩性出现风化地段要防止基础软化产生轨道沉陷 每班进行检查及时 纠正 避免重车因轨道不平而跳动造成脱轨或翻车 4 在隧洞转弯地段轨道要进行特殊加工 使轨道能与顺弯连续 并减速运行 5 在岩石开挖时要控制炮眼距离和炸药药量 使洞渣岩石块径在 30 公分以内 减少因岩石块径偏大的补炮浪费 9 结语 随着环保社会建设的要求 各地城乡供水大都采用隧洞 或