高瓦斯隧道有轨运输方案.docx
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高瓦斯隧道有轨运输方案
1工程概况
老周岩隧道进口工区为高瓦斯工区，正洞起讫里程为D2K84+703～D2K88+579，长3876m。
设计围岩段落划分为：
明洞10m，Ⅲ级围岩3089.5m，Ⅳ级围岩679.5m，Ⅴ级围岩97m。
进口平导起讫里程为：
PDK84+710-PDK88+243，长3533m。
2工期要求
投标文件计划于2013年05月01日开工，于2016年12月27日竣工。
施工准备阶段，2013年05月01日开始，2013年06月30日结束。
主体施工阶段，2013年06月01日开始，2016年12月27日结束。
根据工期要求安排施工进度，Ⅲ级围岩进度指标为150m/月；Ⅳ级围岩进度指标为70m/月；Ⅴ级围岩进度指标为40m/月；平行导坑超前正洞400m，为实现巷道通风，进度指标按200m/月考虑，隧道无砟道床基础沉降观测、首件工程评估及无砟道床施工预留6个月时间，开挖工法转换预留4个月时间，可满足投标文件工期要求。
3.有轨运输施工组织
隧道施工采用钻、爆、装、运、支护、衬砌机械化作业，进口工区正洞凿岩设备采用自制多功能作业台车人工钻孔，LZL-260防爆型挖装机装碴，12t电瓶车牵引S20型梭式矿车运碴的出碴方式，砼喷射机组进行湿喷作业，自制多功能综合作业平台车上进行挂网、喷锚、防水板、透水管等的安装。
衬砌采用12m自行式全断面衬砌台车，HBT60A型砼输送泵泵送入模。
施工通风主要采用SDF（C）-12.5型2×110KW风机、SDF（C）-11型2×55KW风机与FBDCZ-19型2×110KW煤矿地面防爆抽出式对旋轴流通风机巷道通风。
3.1总体有轨运输方案
老周岩隧道进口工区正洞有轨运输采用LZL-260防爆型挖装机装碴，12t电瓶车牵引S20梭矿出碴，卸至洞外临时碴场后，无轨二次倒运至弃碴场。
平导有轨运输采用WZ-160防爆型挖装机装碴，12t电瓶车牵引S20梭矿出碴，卸至洞外临时碴场后，无轨二次倒运至弃碴场。
轨道布置：
老周岩隧道进口按双线布置，配有2组浮放道岔，解决开挖面通过问题。
按需要设置装碴线、维修线、卸碴线、混凝土及材料装车线等。
进口轨道布置见图1。
掌子面轨道采用配套短轨，达到一定长度后，尽快更换标准长轨，同时在洞内设置部分渡线，最大限度减少施工干扰，保证运输的畅通。
图1正洞轨道平面布置图
3.1.1有轨运输轨道布置与选型
采用有轨运输兼顾无轨运输的方式布置轨道：
钢轨采用P43轨，碎石道床，轨枕采取埋入式，既有助于掘进（钻眼、装运）、支护（拌、运、锚、网喷）、衬砌（拌、运、灌、捣）等三条机械化作业线的实现，又不影响小车进出。
洞内轨道平面布置按双线制，通过衬砌台车设一组站线，到发线有效长度为37.5m，道岔为六号道岔。
洞内临近开挖面的门架台车用最外侧两根钢轨，在距掌子面20～30m处铺设对称式浮放道岔，让空车驶入装碴线，装满后进入重车线驶出洞外。
洞内和洞外运碴列车可以按重载先行、空车进入站线避让行驶。
轨枕采用方木与槽钢交替铺设方式，按1440根/km布置。
方木断面16×16；槽钢使用[16型。
轨枕的长度有两种。
一般地段轨枕长1500mm，便于抽换整修。
但道岔区段以及停放门架台车路段，轨枕长3400mm。
单开道岔选用6＃道岔，定型道岔图号BS93-331-943-04。
渡线道岔选用9#，型号ZDX943-6-3022。
3.1.2有轨运输设备
矿车采用S20梭式矿车。
牵引动力使用XK12-6.7.9/192-1KBT.1电瓶车。
该车主要参数见表1。
表1XK12-6.7.9/192-1KBT.1电瓶车技术参数表
粘着重量
t
12
轨距
mm
900
轮距
mm
680
起动牵引力
kN
29.43
持续牵引力
kN
16.48
持续速度
km/h
8.7
通过最小曲线半径
m
10
机车外型尺寸
5100×1350×1600mm
3.1.2.1电瓶车最大牵引力
Fmax＝Pc·Ψ·1000（kg）
按Pc电瓶车的粘着重量Pc＝12t
Ψ粘着系数，隧道Ψ＝0.155
计算得Fmax＝12×0.155×1000＝1860kg
3.1.2.2电瓶车牵引能力
Fc＝Fmax/（ω+i）－W
式中电瓶车最大牵引力Fmax＝1860kg
ω—列车的单位阻力，考虑了起动附加阻力，查铁道部《牵规》ω＝8kg/t
i—坡度单位阻力，使用浮放道岔时取最大上坡i＝12%
电瓶车自重W＝12t
计算得Fc＝1860/（8+12）－12＝81t
6.1.2.3单台电瓶车可牵引的梭矿数量
〔n〕＝Fc/（Q+q）
式中：
Fc—机车牵引能力。
前已算得Fc＝81t
14m3梭矿每节最大载重Q＝40t
14m3梭矿自重q＝19.8t
计算得：
〔n〕＝81/（40+19.8）＝1（节）
计算结果表明电瓶车牵引能力满足要求。
3.1.2.4施工正洞与平导的装碴、运输设备
根据施工安排，正洞内最远工作面运输距离按Lmax=3.7km；
计算开挖进尺按2.5m,断面积以m2计；
每循环最大出碴量：
V=1.5×127.18×2.5=476.93m3；
正洞采用260m3/h的260挖装机、S20梭矿车
装1节S20梭矿车用时间:
t1=10min
每循环装完碴用时间：
Tw=476.9×60/（260×0.6）×1/2=92min
每循环需装碴梭矿数量为：
476.9/20=24车
出碴列车行走时间：
t2=3.7km/8.7km/h=26min
正洞出碴最短时间：
Td=26（进洞）+92（装碴）=118min
一列碴车装完后运、卸、返用时合计：
∑T=26+10+26=62min
运碴列车数：
（62/10+1）×2=14
计算结果表明：
正洞为实现连续装碴应配置梭矿组14组，每组由1台12t电瓶车牵引1台20m3梭矿连挂。
平导轨道铺单线场地狭窄，矿车装运卸1循需耗时72min，120min时间只能完成1循环。
选用与正洞相同梭矿车，容量20m3，出碴量106.44m3需5列矿车组。
老周岩隧道有轨运输工作面2个，按上述计算，正洞与平导共同考虑备用4辆矿车，另外考虑混凝土衬砌共需要5辆罐车及4辆电瓶车，需配备12t电瓶车共23台，S20梭矿共25台。
正洞出碴、进料车多，为保证运输能力及各工序的正常施工，除了扳道及调度和通讯措施外，洞内道岔咽喉区的控制充分利用列车运行图进行分析，控制轨行车辆的运行。
出碴矿车运行示意如图2、图3。
图2正洞出碴矿车运行图
1-5#出洞，6#卸碴，7#、8#装碴，9-14#进洞
图3平导出碴矿车运行图
2#出洞，1#卸碴，3#装碴，4-5#进洞
3.2运碴列车道与衬砌台车布置
衬砌台车走行轨布置在最外侧，钢轨为P43，轨道长30m。
地泵停留在距衬砌台车最近的停车站线附近，轨行式运输车停靠在站线上向供应混凝土。
3.3行车调度方案
为使施工运输高效运作，整个车辆调配由工程总调度统一指挥进洞、出洞。
洞内设专职调度员和扳道员，调度车辆运行。
调度员通过有线和无线通讯设备随时和总调度联系，指挥扳道员开通运输轨道、协调各个工作面的车辆调配，把运输干扰降低到最小程度。
为了充分发挥出碴车辆的运输效率，在爆破通风排烟之后，将开挖面所需的运碴车组开进掌子面后方存车线待备，并把牵引机调到尾端，用推进方式进入开挖工作面，装满的碴车随即开往洞外卸碴会车站，牵引机车调头，由拉变推将梭矿车推至卸碴码头卸碴。
隧道施工不断向前延伸，不同施工阶段，由于运距远近变化，开辟的工作面也有所不同，为合理配置运输能力，将隧道分两个阶段：
出碴第一阶段：
洞口至1000m之内，两个工作面配备12组矿车进行运碴。
（14台电瓶车+16台梭矿+3台罐车）
出碴第二阶段：
1000-2500m时，两个工作面配备15组矿车进行运碴。
（19台电瓶车+19台梭矿+4台罐车）
出碴第三阶段：
大于2500m时，每个工作面配备29组矿车进行运碴。
（23台电瓶车+23台梭矿+5台罐车）
6.4仰拱施工
仰拱紧跟下台阶工作面施工是喷锚构筑法施工的主要原则之一，初期支护尽早封闭成环，对控制围岩过大变形、实现安全施工、改善洞内排水和运输条件关系极大，特别在软弱围岩及破碎带地段仰拱紧跟开挖工作面更为重要。
仰拱与下台阶一次开挖成形，用弃碴回填至铺轨需要高度，随后分段在轨道下施作仰拱隧底混凝土。
在岩溶隧道中，施工仰拱前，首先进行隧底岩溶普查。
为了保证运输畅通，采用钢过梁配合预制混凝土支墩将运输轨道架空后，再浇筑仰拱混凝土。
混凝土达到设计强度的50%后，将轨束梁移到下一段落，继续施工。
仰拱混凝土施工每段长6～8m，混凝土在洞外拌和站拌制，混凝土运输车运输，混凝土输送泵浇筑，插入式振动棒捣固密实。
有轨运输钢梁结构示意图见图4。
图4有轨运输钢梁结构示意图
3.5轨道的延伸与改移
施工一段时间后，单线轨道向前逐渐延伸，错车时间加大，影响到出碴速度，所以须将单线轨道继续向前延伸。
浮放道岔及渡线适时前移，后方闲置的渡线逐渐拆除。
浮放道岔前移的办法是，用牵引机车将整组道岔拖移至预定位置，重新固定，调整到正常使用要求。
3.6行车调度管理办法
运输调度为各作业值班人员的领导，负责发布调度命令。
各类作业值班人员要及时接受和执行运输调度的命令，并及时向运输调度汇报完成指定任务及车辆运行的情况。
采用有线和无线相结合的通信手段实施运输调度联络。
经理部设60门的小程控交换机1部，隧道内无线通信系统采用SLY-75-37-146漏泄同轴电缆，多中继器进行放大，传输超短波无线信号的均匀分布，隧道每推进1km～1.5km，安装ZJDR450-1放大中继器，保持洞内无线信号的均匀分布。
各类作业值班人员如遇特殊情况，未能按时完成运转调度指定的任务时，及时向运转调度汇报情况，取得运转调度的指示。
调车场调车信号白天用旗语、夜间用灯光。
调车员白天手持红、绿、黄三面旗帜，夜间手持红、绿、黄信号灯指挥机车行驶。
严禁机车车辆停放于道岔上，列车在调车场股道上停放时，首尾位于股道有效长度内。
洞内行车信号使用装在电瓶车上的车铃；洞内行走人员要及时注意观察线路前后是否有车辆运行，听到车铃要迅速回避到车辆限界外严禁在有列车的错车道上避车和停留。
调车、扳道岔、看守道口等一切值班人员要严格执行调度命令做到令行禁止。
正常情况下道岔应扳到正线开通位置锁定，在接到调度命令扳道让列车通过后，如无延续命令要及时将道岔扳回正线开通位置锁定。
道口看守员接到调度列车通过命令时要迅速放下防护栏杆封锁道口严禁任何车辆、行人强行通过。
列车通过道口后，在未接到调度开通道口命令时看守人员不许随意开通道口。
进洞料装车速度要快、品种要对、数量要足、堆码要整齐有序，装车完毕后须经车检人员检查合格后，方可挂钩起运。
严禁超限超重装车和无防移防滑措施，装车高度不超过3.8m（从轨面算起）纵横向宽度不超出平板车板面。
装车后横向要围捆，防止物料横移走动，纵向要设堵防止物料纵向滑溜。
列车编组必须经车检人员检查确认挂钩位置准确、挂牢后方可启动运行。
未经许可任何单位和个人不得在调车场股道中间停放物料、设备不得侵入股道限界；严禁闲散人员进入调车场股道内；严禁人员在轨道上和股道限界内行走。
4隧道有轨运输安全施工保证措施
（1）加强监控量测，及时反馈信息，通过量测指导施工，确保安全；
（2）针对有轨运输繁忙的情况，制定具体的有轨运输安全技术措施，并严格实施，确保安全；
（3）浅埋段、断层段、破碎带等地段隧道开挖要采用浅孔控制爆破方法，按《爆破安全规程》操作施工。
加强监测，根据监测和地质情况及时调整爆破参数，保证爆破安全，不良地质隧道施工，先治水，短开挖、弱爆破、强支护、早衬砌，稳步前进；
（4）所有进洞人员必须戴安全帽。
施工人员，尤其是电工、电焊工、混凝土喷射手等严格按规定佩戴好防护用品；
（5）洞口道岔口设防护措施并加强照明。
（6）保持洞内洞外的通讯联络始终畅通。
5有轨运输机械设备
有轨运输设备表见表2。
6有轨运输材料计划
表3有轨运输材料表
材料名称
规格
单位
数量
备注
钢轨
43Kg/m
m
23770
线路11885m
方木
16×16cm
m
17115
11410根
16号槽钢
m
8560
5705根
6号道岔
副
32
升级会员 