大坡度斜井有轨运输施工工法

大坡度斜井有轨运输施工工法

中铁十二局集团第二工程有限公司

李有兵

白国峰

1

．前言

随 着我国长大隧道建设的不断增多，

为了解决隧道通风一般都通过设置竖井或斜井

来解决对应的问题。国内土建行业对有轨运输斜井辅助正洞施工经验较少，相关技术、

传统施工方法、

机械配置无法满足 日趋紧迫的施工工期要求。

我公司通

过综合技术攻关，对大坡度 斜井有轨运输施工技术进行技术创新，达到安全、高效、快

速运输正洞石碴的目的，突显 有轨运输在安全、技术、经济、环保等方面的优越性，取

得了良好的经济效益和社会效益 。其关键技术通过了山西省科学技术厅组织的专家评

审，达到国际领先水平。

2.

工法特点

2.1

有轨运输系统采用矿用提升机牵引侧翻式矿车运输，使用安全 ，卸料速度快。

2.2

矿用提升机有 轨运输出碴作业流程安排经济合理。

2.3

< br>有轨运输系统的设备选型、布置和安装，运输轨道、卸碴栈桥的修筑等经济、

科学 、合理。

2.4

应用了安全、

高效的可编程逻辑控制器

PLC

技术，

保证了提升安全、

提高了运

输效率。

3.

适用范围

< /p>

本工法适用于引水、

铁路和公路隧道的大坡度斜井有轨运输施工，

也适合于煤矿和

铁矿等矿山的大坡度斜井有轨运输施工。

4.

工艺原理

大坡度斜井有轨运输施工技术工艺，

通过矿用提升机的选型技术 、

布置和安装技术，

有轨运输卸碴栈桥的布置和修筑技术，

轨道布置技术，

道床的修筑技术，

信号和视 频的

安全监控技术等一系列的技术创新，

实现出碴程序的流程化 管理，

采用挖掘机掌子面扒

碴，给侧翻式矿车装碴，矿用提升机 采用

PLC

电控自动化控制系统，上下行采用信号

及视频监控系统进行协调指挥，经矿用提升机牵引至洞外卸碴场卸碴。

5.

工艺流程及操作要点

- 1 -

5.1

工艺流程

大坡度斜井有轨运输工艺流 程见图

5.1

。

挖掘机装碴

图

5.1

大坡度斜井有轨运输工艺流程图

斜井 口向矿用提升机司机

矿用提升机司确认信号

< br>开启操作手柄，运行矿用

侧翻矿车运行至装碴点

侧翻矿车运行至卸碴栈桥、卸碴

矿用提升机及配套设施安装

斜井口卸碴栈桥修筑

洞外运输线存车 线等铺设

斜井前

50

米掘进，无轨运输

斜井内轨道布置

道床修筑

信号视频安装

爆破开挖

存在隐患

轨道及设备检查

正常

斜井底发信号

斜井口接收确认信号

排除隐患

5.2

操作要点

在斜井完成开挖支护

50m

后，采用无轨运输已较为困难，由于坡度太陡，只能采

用有轨运输。

在此之前，

首先要完成洞口外轨道铺设及栈桥修筑，

洞内轨道要随着掌子

面的向前掘进，及时跟进铺设。轨道铺设均采用人工并辅以 机械配合完成。

根据矿用提升机及矿车规格选型及相关技术参 数要求，

在洞口段需进行轨道坡度转

换，轨道过渡转换段近似于 双曲线，并与两侧轨道平顺连接，曲线段采用异形曲轨，由

厂家加工制作成型。

- 2 -

5.2.1

矿用提升机及配套设施安装

5.2.1.1

矿用提升机选型

< /p>

按施工高峰期满负荷考虑，每天出实方量

Q1m3

来计算，实方容重

2.5T/ m3

。

基本参数：斜井倾角α

,

斜井长

L m

，每天出实方量

Q1 m3

。

工作制按每天三班，每班净提升出 碴时间

6

小时；每班出实方量

Q1/3

m3

。每班

其余

2

小时为运送物料辅助提升时间。

选择提升速度：

V m/s

。

提升方式：双钩提升；提升容器：侧翻自卸矿车；

提升钢绳：

d=36mm,

q1

=4.58kg/m

一个提升循环用时：

T=L/ V +t1(

< br>辅助时间

),

一般取

t1=13 3s

；

每小时提升次数：

次

每班提 升次数：

N=6n

次

每次提升量

Q

（

T

最大静张力

F=(Q +q)(0.015cos

α

+sin

α

)+Lq1(0.15cos

α

+s in

α

)/1000

式中：

L---

斜井长（

m

）

；

q1---

钢丝绳每米重量（

kg

）

；

Q---< /p>

运送物料总重（

T

）

；

q---

矿车容器总重（

T

）

；α

---< /p>

斜井倾角（°）

根据以上公式计算得出：

最大静张力：

Fjmax(KN)

最大静张力差：△

Fj(KN)

根据 计算所得最大静张力及最大静张力差值，

参照产品技术参数确定斜井矿用提升