淺談大坡度斜井有軌運(yùn)輸施工方法

周俊波

中鐵八局集團(tuán)昆明鐵路建設(shè)有限公司 云南 昆明 650200

一、工程概況

滇中引水楚雄段施工1標(biāo)由板凳山隧洞和萬家隧洞組成。板凳山至萬家隧洞（樁號DLⅡ100+592.061～CX16+257.000）共包括板凳山隧洞出口段（長3.412km）、板凳山渡槽（長0.066km）、萬家隧洞（長16.257km）、共3座輸水建筑物。萬家隧洞2#施工支洞為大坡度斜井，支洞軸線傾角23°，支洞長度496.206m，支洞進(jìn)口高程2120.000m，支洞交主洞高程1946.772m，支洞洞口洞底高差173.228m。支洞斷面尺寸：斜井段6.5m×5.5m;轉(zhuǎn)渣擴(kuò)挖段7.5m×9.0m。

二、運(yùn)輸方案選定

施工進(jìn)度的快慢主要取決于支洞的運(yùn)輸效率，萬家隧洞2#施工支洞坡度為42.45%，超出一般車輛正常運(yùn)行坡度范圍，嚴(yán)重影響運(yùn)輸安全和工作效率。為解決支洞和主洞的洞渣、原材料運(yùn)輸問題，最大限度發(fā)揮支洞作用，通過對圖紙的研究和運(yùn)輸設(shè)備的調(diào)查，對以下運(yùn)輸方案進(jìn)行比選。

1、裝載機(jī)運(yùn)輸

裝載機(jī)主要用于鏟裝作業(yè)，也適用于短距離運(yùn)輸，具有速度快、機(jī)動性好、操作輕便等特點(diǎn)，但是，不適合長距離運(yùn)輸。支洞長度496.206m，隨著支洞的不斷掘進(jìn)，運(yùn)輸距離逐漸增加，運(yùn)輸效率逐漸降低。長距離下坡時，一旦剎車系統(tǒng)失靈將造成嚴(yán)重的安全生產(chǎn)事故。

2、裝載機(jī)配合自卸車運(yùn)輸

自卸車適合長距離運(yùn)輸，且裝載能力大。但是，由于萬家隧洞2#施工支洞坡度大，距離長。目前國內(nèi)的自卸車均不能滿足42.45%的長坡上行駛。

3、扒渣機(jī)配合皮帶機(jī)運(yùn)輸

扒渣機(jī)配合皮帶機(jī)裝運(yùn)洞渣，具有爬坡能力強(qiáng)、運(yùn)輸效率高等特點(diǎn)，但是，不能運(yùn)輸大塊物料，洞渣石塊需要小于25cm才適合皮帶運(yùn)輸，鋼支撐、鋼筋、模板等則無法運(yùn)輸。

4、挖掘機(jī)配合絞車提升系統(tǒng)運(yùn)輸

絞車提升系統(tǒng)在礦山生產(chǎn)中運(yùn)用廣泛，技術(shù)成熟，安全可靠。對物料大小要求低，可運(yùn)輸大小不均的洞渣、鋼支撐、鋼筋、軌道等多種物料，還能掛載人車運(yùn)送人員。隨著支洞的不斷掘進(jìn)，僅需鋪設(shè)軌道就能延長運(yùn)輸距離，維修簡單、操作方便。挖掘機(jī)可以裝渣、排險，吊運(yùn)鋼支撐、鋼筋、水泵等，配合工人鋪軌。缺點(diǎn)：須購買專用設(shè)備，一次性投入大，成本高。

5、方案選定

通過對以上四種方案的比較，結(jié)合目前的施工現(xiàn)狀，從安全性、經(jīng)濟(jì)性和滿足工期要求等方面考慮，使用挖掘機(jī)配合絞車提升系統(tǒng)運(yùn)輸?shù)姆桨甘亲詈侠淼摹Ｄ茏畲笙薅葷M足材料運(yùn)輸，保證施工進(jìn)度和安全生產(chǎn)。雖然購買專用設(shè)備，一次性投入大，成本高。但是，該方案安全可靠，安全性遠(yuǎn)高于其他方案，后期維護(hù)成本低。

三、大坡度斜井軌道鋪設(shè)

1、絞車技術(shù)規(guī)格參數(shù)

表1 絞車技術(shù)規(guī)格參數(shù)

2、技術(shù)背景

目前大多數(shù)工地軌道采用的是鋼軌和槽鋼焊接的方式。然而，鋼軌和槽鋼焊接的軌道效果并不理想，軌道易出現(xiàn)不均勻沉降、變形、焊縫斷裂、維修困難等諸多因素。經(jīng)過多次研討，最終決定軌道的連接采用鐵路標(biāo)準(zhǔn)，使用螺栓連接[1]。

3、軌道鋪設(shè)方法

軌道作為承載礦車、平臺車運(yùn)輸?shù)闹饕O(shè)備，設(shè)計合理可以有效避免翻車、脫軌等事故，減小施工安全風(fēng)險。萬家隧洞2#施工支洞軌道采用鋼筋混凝土支撐塊和43#鋼軌組成。每根鋼軌長度6.25m，鋼軌與支撐塊連接、鋼軌與鋼軌連接均采用鐵路標(biāo)準(zhǔn)，使用螺栓連接。并使用C20噴射混凝土將支撐塊之間的空隙噴密實形成整體道床。具體施工步驟如下：

第一步：使用道釘錨固劑將螺旋道釘錨固在鋼筋混凝土支承塊中。

第二步：將43#鋼軌在工廠加工成6.25m/節(jié),并在鋼軌端頭打鋼軌連接板螺栓孔。

第三步：采用配套的鋼軌配件和軌距拉桿連接鋼筋混凝土支承塊和43#鋼軌。

第四步：將組裝完成的軌道進(jìn)行檢查驗收。

第五步：將驗收合格的軌道運(yùn)至軌道端頭，采用鋼軌連接板將軌道連接成整體。

第六步：軌道運(yùn)行使用20～30天后，不均勻沉降基本穩(wěn)定，調(diào)整軌道線性及標(biāo)高，符合施工要求后采用C20噴射混凝土將鋼筋混凝土支承塊之間的空隙及鋼筋混凝土支承塊與底板的空隙噴密實形成整體道床。

圖1 軌道組裝驗收

圖2 軌道安裝使用

圖3 軌道噴射混凝土形成整體道床

四、安全措施

絞車提升系統(tǒng)是斜井施工中重要的出渣運(yùn)輸設(shè)備，是斜井施工安全風(fēng)險控制中的重要環(huán)節(jié)，對保證施工安全意義重大。

1、安全保護(hù)裝置

（1）絞車系統(tǒng)設(shè)置總停開關(guān)。

（2）動力供給中斷或中斷后重新供給，只能通過手動操作才能重新啟動。

（3）應(yīng)設(shè)有過負(fù)荷和欠電壓保護(hù)裝置、限速保護(hù)裝置、松繩保護(hù)裝置等。

（4）設(shè)置聲光報警器、擋車器、阻車器、“一坡三擋”防跑車裝置。

2、信號系統(tǒng)

（1）視頻監(jiān)控系統(tǒng)應(yīng)覆蓋整個軌道，保障絞車運(yùn)行安全。

（2）應(yīng)急電話安裝在掌子面附近，與值班室應(yīng)急電話相連。

（3）洞內(nèi)安裝電信信號基站，可通過手機(jī)與洞外人員聯(lián)絡(luò)。

五、結(jié)束語

萬家隧洞2#施工支洞使用有軌運(yùn)輸方案快速形成生產(chǎn)力，保障施工的順利進(jìn)行。采用絞車提升系統(tǒng)出渣，安全是整個施工過程中控制的重點(diǎn)，施工前要建立健全絞車系統(tǒng)管理制度，施工中始終保持絞車司機(jī)與井口、井底之間的聯(lián)系，保障作業(yè)安全。定期對設(shè)備進(jìn)行檢修保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)隱患立即整改，嚴(yán)禁帶病作業(yè)。加強(qiáng)對絞車司機(jī)和信號工的安全教育培訓(xùn)。本文通過對大坡度斜井有軌運(yùn)輸施工方法的總結(jié)，對后續(xù)同類施工管理具有一定的借鑒意義。