有轨运输施工工艺工法

1 有轨运输施工工艺工法有轨运输施工工艺工法 QB ZTYJGYGF SD 0305 2011QB ZTYJGYGF SD 0305 2011 第五工程有限公司 白寿盛 1 1 前言前言 1 11 1 工艺工法概况工艺工法概况 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 21 2 工艺原理工艺原理 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 2 工艺工法特点工艺工法特点 有轨运输具有运量大 速度快 污染小 低炭节能等特点 3 3 适用范围适用范围 适用于小断面 特长隧道施工 坡度一般不超过 2 4 4 主要机具设备主要机具设备 隧道有轨施工主要设备有装碴 牵引 运输等设备 4 14 1 装碴设备装碴设备 配合有轨运输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 图图 1 1 ITC312H3ITC312H3 立爪式挖装机立爪式挖装机 2 图图 2 2 JGMWZ340JGMWZ340 型挖斗式挖装机型挖斗式挖装机 表表 1 1 装碴机主要性能及参数表装碴机主要性能及参数表 型号型号装载能力装载能力 m m3 3 h h 最小卸载高度最小卸载高度 m m 功率功率 kw kw 外形尺寸外形尺寸 mm mm 机重机重 t t ITC312H3 180 250 2 51339310 3630 240027 JGMWZ340 180 360 2 513212000 3500 240024 4 24 2 牵引及运输设备牵引及运输设备 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 3 表表 2 2 棱式矿车性能参数棱式矿车性能参数 厂牌型号厂牌型号容量容量 m m3 3 功率功率 kw kw 外形尺寸外形尺寸 mm mm 轨距轨距 mm mm 载重载重 t t 江西矿山机械厂 S14 1418 511255 1710 1800 600 762 20 江西矿山机械厂 SD14 1418 511255 1710 2275 600 762 20 江西矿山机械厂 SD 8 818 59600 1560 178076212 江西矿山机械厂 SS16 162 2212840 1580 1840 762 900 30 江西矿山机械厂 SSD16 162 2212840 1580 1840 762 900 32 江西矿山机械厂 SSD20 202 2216000 1780 2500 762 900 40 六盘水煤矿机厂 CKSB 8 CKS 8 818 59600 1560 1780 762 900 20 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 表表 3 3 曲轨侧卸式矿车主要技术性能及参数表曲轨侧卸式矿车主要技术性能及参数表 厂牌型号厂牌型号容量容量 m m3 3 卸载角卸载角 外形尺寸外形尺寸 mm mm 轨距轨距 mm mm 自重自重 t t 武汉三通机械厂 KGS 4 4424200 1400 16007623 13 武汉三通机械厂 KGS 6 642500 1800 1700 762 900 6 5 鹤壁矿山机械厂 YCC2 6 2423000 1250 13006001 83 鹤壁矿山机械厂 YCC4 7 4423900 1000 16907623 23 4 34 3 常见设备配套模式常见设备配套模式 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 4 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 5 运输轨道运输轨道 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 6 运输作业运输作业 6 16 1 洞口场地布置洞口场地布置 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 平导中线 平导调度 工程用房 贵宾室 工程用房 充电房 W C 隧道中线 变压器房 变压器房 充电房 轨道 通风机底座 卸碴码头 河 沟 值班室 机修房 砂石料场 外加 剂 仓库 水泥仓库 混凝土 拌合站 进场便道 5 图图 3 3 洞口场地布置示意图洞口场地布置示意图 6 26 2 洞内线路布置洞内线路布置 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 300 400m 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 36 3 线路铺设标准及技术要求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 表表 4 4 最小曲线半径表最小曲线半径表 双轴机车车辆双轴机车车辆 轴型及行驶地段轴型及行驶地段 峒内峒内峒外峒外 有转向架的梭矿有转向架的梭矿 最小曲线半径 m 7d10d12 6 注 d 为机车 车辆的轴距 m 安全净距 人行道宽度见表 5 表表 5 5 安全净距 净宽 净高表 单位 安全净距 净宽 净高表 单位 cmcm 项目项目单道单道双道双道会让站会让站摘挂处摘挂处乘人车停车处乘人车停车处备注备注 两列车间净距 204020 最突出部分水平间距 边侧净距 202020 20 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 表表 6 6 曲线轨距加宽及外轨超高数据表曲线轨距加宽及外轨超高数据表 轨距加宽轨距加宽 S mm S mm 外轨超高外轨超高 h mm h mm 固定轴距固定轴距 mm mm 轨距轨距 762mm762mm轨距轨距 600mm600mm 列车运行速度列车运行速度 km h km h 曲线半径曲线半径 m m 600800110014002000 5101551015 101025 10 10 7 121020 10 1020 16515 525 520 2051025 520 515 30051525 5153001025 40001020 0102501020 5000515 010200515 60005102505150510 8000052005100510 1000005150510055 1200000100510005 150 200 0000500500 5 0 注 加宽值系按标准新车轮计 使用旧轮时 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 图图 4 4 挖装机装碴布置示意图挖装机装碴布置示意图 6 46 4 隧道辅助坑道运输作业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 充电房 卸碴码头 挖装机梭 矿 台架 喷射机 线 路 8 由于竖井需要垂直提升 洞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 56 5 运输管理运输管理 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 9 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 7 劳动力劳动力组织组织 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 表表 7 7 劳动力配备表劳动力配备表 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 10 5 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 平交道口 7 蓄电池充电 4 充电房 8 设备维修每两台 1 人 8 8 安全注意事项安全注意事项 8 18 1 轨道铺设及养护轨道铺设及养护 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 10 8 28 2 设备使用注意事项设备使用注意事项 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 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上 脸上或手上时 应迅速用 5 的碳酸钠溶液清洗 11 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 38 3 有轨运输安全注意事项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 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 9 应用实例应用实例 9 19 1 工程简介工程简介 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 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 12 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 车轮胎 对底部砼质量有损害 四是汽车在洞内调头困难