有轨运输施工工艺工法.doc
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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1ITC312H3立爪式挖装机
图2JGMWZ340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）
ITC312H3
180～250
2.5
133
9310×3630×2400
27
JGMWZ340
180～360
2.5
132
12000×3500×2400
24
4.2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。
⑴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S14
14
18.5
11255×1710×1800
600，762
20
江西矿山机械厂SD14
14
18.5
11255×1710×2275
600，762
20
江西矿山机械厂SD-8
8
18.5
9600×1560×1780
762
12
江西矿山机械厂SS16
16
2×22
12840×1580×1840
762，900
30
江西矿山机械厂SSD16
16
2×22
12840×1580×1840
762，900
32
江西矿山机械厂SSD20
20
2×22
16000×1780×2500
762，900
40
六盘水煤矿机厂CKSB-8CKS-8
8
18.5
9600×1560×1780
762，900
20
注：
B－防爆型；SD－为搭接式。
⑵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-4
4
42
4200×1400×1600
762
3.13
武汉三通机械厂KGS-6
6
42
500×1800×1700
762，900
6.5
鹤壁矿山机械厂YCC2-6
2
42
3000×1250×1300
600
1.83
鹤壁矿山机械厂YCC4-7
4
42
3900×1000×1690
762
3.23
4.3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。
。
6.3线路铺设标准及技术要求
6.3.1线路技术要求
⑴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）
7d
10d
12
注：
d为机车、车辆的轴距（m）。
⑵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
40
20
—
最突出部分水平间距
边侧净距
20
20
20
—
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
40
40
40
40
—
碴车顶缘垂直距离
⑶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。
⑷曲线轨距加宽、外轨超高值见表5。
表6曲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600mm
600
800
1100
1400
2000
列车运行速度（km/h）
5
10
15
5
10
15
10
10
25
10
10
12
10
20
10
10
20
16
5
15
5
25
5
20
20
5
10
25
5
20
5
15
30
0
5
15
25
5
15
30
0
10
25
40
0
0
10
20
0
10
25
0
10
20
50
0
0
5
15
0
10
20
0
5
15
60
0
0
5
10
25
0
5
15
0
5
10
80
0
0
0
5
20
0
5
10
0
5
10
100
0
0
0
5
15
0
5
10
0
5
5
120
0
0
0
0
10
0
5
10
0
0
5
150～200
0
0
0
0
5
0
0
5
0
0
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：
⑴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。
⑵竖井
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。
⑶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。
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