斜井有軌運輸施工方案研究與應(yīng)用

趙福成

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽 110003）

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斜井有軌運輸施工方案研究與應(yīng)用

趙福成

（遼寧省水利廳，遼寧沈陽 110003）

【摘 要】本文針對大伙房水庫輸水工程的大坡度斜井有軌運輸施工難點，提出井底交叉口處設(shè)置車場與設(shè)置渣倉兩種方案，進(jìn)行優(yōu)缺點分析，為類似工程提供參考經(jīng)驗。

【關(guān)鍵詞】斜井；有軌運輸；施工方案；研究

1 工程概況

大伙房水庫輸水工程主體建筑物為1條大型、長距離輸水隧洞。根據(jù)工程施工需要，全線布置多條輔助施工支洞，受地形地貌及工程地質(zhì)條件限制，其中有1條支洞為大縱坡斜井，斜井?dāng)嗝娉叽鐬?.50m× 5.50m（寬×高），坡比為25.19％，長度為1160.56m，承擔(dān)著主洞3259m開挖及洞身襯砌施工任務(wù)。坡度大的特點決定其必須采用礦井提升機和礦車進(jìn)行出渣及混凝土運輸作業(yè)。

根據(jù)施工現(xiàn)場情況及工期要求，制定出兩套有軌運輸方案：?在支洞底設(shè)置渣倉［1］；?在支洞底設(shè)置車場［2］。兩套方案主洞均采用無軌運輸，兩臺礦井提升機和8m3礦車進(jìn)行出渣，同時，根據(jù)工程所在地的氣象條件和技術(shù)要求，采用濕噴支護(hù)措施，因此，在設(shè)備布置上要求考慮保溫及濕噴混凝土運輸?shù)男枨蟆?/p>

2 原主支洞交叉段設(shè)計方案

主支洞交叉段總長23.43m，斜井與主洞交角56.11°，樁號為1 +137.43～1 +160.86。其中過渡段長9.31m，樁號為1 +137.43～1 +146.74；喇叭口段長14.12m，樁號為1 +146.74～1 +160.86，斷面型式為圓拱直墻（見下頁圖1）；主洞施工加強段長為20m，樁號為67 +786.68～68 +806.68，斷面為馬蹄形。

3 設(shè)置井底渣倉方案

井底渣倉方案，在主洞兩個掌子面各施工100m后，施做井底渣倉。主洞采用無軌運輸，側(cè)卸式裝載機進(jìn)行裝渣，挖掘機進(jìn)行輔助裝渣、排險、扒渣底，自卸汽車運輸石渣至主支洞交叉口處，在軌道橋上將石渣卸到井底渣倉中，然后通過鋼板傳送帶將渣倉中的石渣輸送到8m3礦車中，利用礦井提升機進(jìn)行提渣。

3.1 井底渣倉工程施工

3.1.1 平坡段結(jié)構(gòu)型式

當(dāng)斜坡段開挖至樁號1 +125時開始擴(kuò)挖，至1 + 137時由原5.50m漸變到7.50m寬（成洞后尺寸）。擴(kuò)挖后原設(shè)計水平段底部標(biāo)高保持不變，拱部仍為圓弧，整體形狀為城門洞形，此后保持7.50m寬度直到與主洞相交。洞中線向支洞左側(cè)平移1m。其中斜坡段與平坡段相交處采用豎曲線連接，出渣線軌道鋪至斜坡段末端，進(jìn)料線延伸至平坡段后采用無軌運輸。

3.1.2 平坡段出渣通道結(jié)構(gòu)型式

從樁號1 +137～1 +146直接開挖成明溝，中間與進(jìn)料線相接處采用厚50cm的鋼筋混凝土擋墻，保證進(jìn)料線進(jìn)大型設(shè)備時結(jié)構(gòu)的安全性。樁號1 +146主洞內(nèi)側(cè)5m采用暗溝形式，按照Ⅴ類圍巖襯砌。在井底渣倉相應(yīng)位置留設(shè)信號間、配電室，用于出渣施工時井底電視監(jiān)控。出渣線底部修建積水坑，以方便施工排水（見圖1、圖2）。

圖1　渣倉布置平面圖

圖2　渣倉布置縱斷面圖

渣倉倉體部分結(jié)構(gòu)設(shè)計。井底渣倉設(shè)在主洞與斜井交叉點正下方。渣倉具有儲存功能，頂口為7m× 7m，底口為1.20m×1.70m，凈高約為4.50m，存渣量約為100m3（見圖3）。

圖3　渣倉結(jié)構(gòu)

3.2 渣倉施工流程

平坡段出渣通道開挖、支護(hù)→井底渣倉/積水井開挖、支護(hù)→出渣通道、渣倉底板鋼筋綁扎、澆筑混凝土→出渣通道立模、綁鋼筋→澆筑通道邊墻、蓋板混凝土→井底渣倉鋼筋綁扎、安裝預(yù)埋件→井底渣倉立模、澆筑混凝土→出渣通道蓋板涵頂部回填→井底渣倉軌道橋安裝→井底渣倉漏洞安裝→井底渣倉鋼板傳送帶安裝調(diào)試→安裝信號控制系統(tǒng)、監(jiān)控系統(tǒng)→投入正式運營。

3.3 出渣及運輸

出渣作業(yè)時，先由挖掘機將掌子面石渣倒運入自卸車內(nèi)，然后由自卸車將渣運至渣倉上方軌道橋梁上，將石渣傾倒入渣倉漏斗內(nèi)，渣倉底部操作臺上的操作員控制鋼板傳送刮渣設(shè)備，將渣輸送至礦車中，后由礦井提升機將渣提至洞外，通過曲軌、漏斗將渣卸入自卸車內(nèi)，后由自卸車運至渣場。在施工過程需嚴(yán)格控制倒入渣倉內(nèi)的石渣塊徑，以避免石渣堵塞漏斗口。

4 設(shè)置井底車場方案

該方案主洞段同樣采用無軌運輸，運用裝載機、挖掘機配合裝渣，自卸車將渣運至存渣區(qū)，后由支洞有軌運輸方式運送出洞。斜井段采用兩臺礦井提升機和兩臺礦車配合出渣。在主支洞交叉口設(shè)置四軌道，兩條主線用于礦車提升，兩條副線用于存放材料運輸設(shè)備。距主支洞交叉口處兩側(cè)分別設(shè)30m（長）×8m（深）× 5m（高）存渣區(qū)，采用兩臺裝載機配合鏟渣。

4.1 洞內(nèi)車場施工

當(dāng)斜井開挖至樁號1 +137時開始擴(kuò)挖，至1 +150時由原5.50m漸變到9m寬（成洞后尺寸）。擴(kuò)挖后原設(shè)計水平段底部標(biāo)高保持不變，拱部仍為圓弧，整體形狀為城門洞形，此后保持9m寬度直到與主洞相交。原支洞兩條軌道自樁號1 +137變?yōu)樗能壍?，直至主洞中心線（見圖4、圖5）四軌道分為兩條主線，兩條副線，主線用于兩臺礦車出渣，副線主要用于存放混凝土和人員運輸設(shè)備。

圖4　車場布置縱斷面圖

圖5　車場布置平面圖

洞內(nèi)存渣設(shè)計：在距主支洞交叉口兩側(cè)10m處設(shè)置兩處臨時存渣區(qū)，存渣區(qū)大小為30m（寬）×5m（高）×8m（深），用于主洞施工過程中臨時存渣，保證施工過程中，掌子面能盡快騰出作業(yè)空間。

4.2 出渣、運輸

出渣作業(yè)時，先由裝載機將掌子面石渣倒運入自卸車內(nèi)，然后由自卸車將渣運至主支洞交叉口處卸入臨時存渣區(qū)內(nèi)，再由裝載機配合進(jìn)行裝渣，后由礦井提升機將渣提出洞外，通過曲軌、漏斗將渣卸入自卸車內(nèi)，后由自卸車運至渣場。

5 方案對比分析

5.1 施工方面

方案一：在施工過程中難度較大，不僅需要進(jìn)行擋墻施工，而且需要進(jìn)行暗溝施工。由于支洞斷面狹小，施工起來難度比較大。

方案二：僅需在支洞施工過程中進(jìn)行斷面擴(kuò)大以及對主支洞交口處進(jìn)行存渣區(qū)施工，難度較小。

5.2 安全方面

方案一：在施工過程中基本實現(xiàn)了自動化，礦車在施工中發(fā)生脫鉤也可直接溜至存渣倉，安全性較高。但由于在施工過程中，暗溝上回填厚度較薄，存在暗溝或明溝處擋墻倒塌的危險。

方案二：在施工過程中需要主支洞口處對礦車進(jìn)行摘鉤、掛鉤操作，存在一定安全隱患。

5.3 進(jìn)度方面

方案一：能夠避免二次倒運問題，但在出渣作業(yè)時僅有一臺礦車用于出渣，進(jìn)度較慢，若在施工過程中出現(xiàn)故障，將導(dǎo)致整個施工無法開展，影響施工進(jìn)度。同時，渣倉存渣量較小，無法盡快騰出掌子面。

方案二：存在二次倒運，但在出渣作業(yè)過程中可以保證兩臺礦車同時作業(yè)，出現(xiàn)故障時，仍然可以保證正常施工作業(yè)，同時，在主支洞處設(shè)置臨時存渣區(qū)，可以保證盡快騰出掌子面，為下一循環(huán)爭取時間。

5.4 經(jīng)濟(jì)性方面

方案一：施工過程中難度較大，用時較長，投入人員及機械費用比較高。

方案二：施工過程中除需投入兩臺裝載機、1臺電瓶車外，其他施工可伴隨正常施工完成。

6 小 結(jié)

通過兩種方案的對比分析，設(shè)置井底車場方案施工難度較小，可以同時利用斜井開挖設(shè)備，投入設(shè)備較少，較為經(jīng)濟(jì)，不影響施工進(jìn)度，工期能夠保障。因此，井底車場方案更適合該斜井控制段的主洞施工?！?/p>

參考文獻(xiàn)

［1］ 王梓晗，孫長江，周紅，等.帶有渣倉的斜井出渣系統(tǒng)［J］.水利水電技術(shù)，2006（4）.

［2］ 王忠鋒，徐友樟.隧洞施工有軌運輸井底車場方案探討［J］.中國水運，2014（5）.

Research and app lication of inclined shaft rail transport construction p lan

ZHAO Fucheng
（Liaoning Provincial Department ofWater Resources，Shenyang 110003，China）

Abstract:In the paper，two plans of setting parking lot and settingmuck storage in the intersection at the bottom of shaft are proposed aiming at large slope inclined shaft rail transport construction difficulties in Dahuofang Reservoir Water Conveyance Project.Advantages and disadvantages are analyzed for providing reference for similar projects.

Key words:inclined shaft，rail transport；construction plan；research

DOI：10.16616/j.cnki.11-4446/TV.2016.04.005

中圖分類號：TV554

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

文章編號：1005-4774（2016）04-0018-03