[发明专利]大坡度平导施工运输方法

说明书

技术领域

本发明涉及大坡度平导施工运输方法。

背景技术

目前国内大坡度平导由于断面较小，考虑到隧道的空气条件及错车条件等因素，对于单线铁路隧道，尤其是掘进至1.5～2.0km时，传统的施工思路大多数是采用单一的有轨运输方式，存在以下两个缺点：设备的大量投入而设备利用率极低，大坡度的重载上坡导致安全风险陡增，进而对工期的按期履约造成很大压力。因此在大坡度的平导采取合理的运输方法是要提高设备利用率、加快循环时间的关键。

目前隧道钻爆法施工工艺已非常成熟，施工运输方法已成为影响大坡度平导施工进度的关键工序，该工序能否与其他工序顺利衔接将直接影响到整个隧道的工期和经济效果，是工程施工进度快慢的关键。国内隧道运输方式主要分有轨运输和无轨运输两种，如何高效地完成运输任务一直是大坡度平导施工的技术难点，随着平导运距增加，对轨道系统、机车维修保养的费用急剧增长。如何才能提高运输系统的高效能，是平导施工不断改进和研究的方向。国内长大隧道在平导运输系统的改进中多采用增加机械数量或提高机械性能的方法，效果不佳，施工和维修较困难，施工成本较大。

发明内容

在本申请人承建的玉蒙铁路特长隧道工程秀山隧道平导施工中，有轨运输运距达5109m，运距极长，全隧为单面坡，最大坡度为20.4‰，重车上坡，大坡度平导运输方法直接影响施工进度。

为确保工程进度，申请人进行了科技创新，采用了有轨运输与无轨运输相结合的运输方法，大大改善了平导运输现况。

本发明提供了一种大坡度平导施工运输方法，包括以下步骤：卸渣栈桥开挖及挡墙施工，从正洞通过横通道开挖平导内的卸渣栈桥，拆除平导本段的轨道，开挖卸渣栈桥完成后，浇筑卸渣栈桥的挡墙；卸渣栈桥钢结构施工，在所述挡墙的背墙预埋的工字钢上叠加上层工字钢，在该上层工字钢的上层覆盖钢板，最后安装卸渣口；恢复平导轨道；运输衔接运行；以及铺底施工，卸渣栈桥调试运行正常后，根据实际变坡点施作横通道和卸渣栈桥段的底板。

进一步的，卸渣栈桥开挖及挡墙施工步骤包括开挖支护和挡墙施工，挡墙施工包括背墙和左右翼墙的混凝土浇筑，在浇筑时将工字钢预埋进混凝土内。

进一步的，在卸渣栈桥钢结构施工步骤中，渣口采用钢板和工字钢焊接而成。

进一步的，在恢复平导轨道步骤中，首先对卸渣栈桥进行静载负荷试验，确定钢结构抗压强度，然后在卸渣栈桥上焊接夹板，安装平导轨道钢轨，完成后对梭矿车进行试车。

进一步的，在运输衔接运行步骤中，通过试运行确定所需的梭矿车、自卸车和立爪的数量，并根据现场车辆自身的实际性能确定平导进入正洞段的变坡点及坡长。

进一步的，卸渣栈桥设置在平导钢轨下，卸渣栈桥的内净空为宽4.0m×高3.5m×长6.0m；卸渣栈桥的铺底采用混凝土硬化，硬化厚度20cm；在平导初支边墙下部施工混凝土背墙，厚度35cm，宽4.2m，高3.70m，与左右翼墙搭接10cm；垂直于平导初支边墙的两侧施工混凝土左右翼墙，左翼墙顶部宽1.5m，下部宽4.5m，右翼墙顶部宽1.2m，下部宽3.0m，左右翼墙下部设一定高度的基础；在左右翼墙上预埋与平导轨道连接的轨枕。

进一步的，卸渣栈桥位于平导与横通道的交叉位置处，卸渣栈桥附近的平导轨道设置为双排，平导通过梭矿车运至卸渣栈桥位置处，将洞渣通过卸渣栈桥的卸渣口装入自卸车，自卸车通过横通道进入正洞，将洞渣运至洞外。

本发明提供的该大坡度平导施工运输方法利用平导与正洞横通道较短，无轨运输效率高的特点，使得平导出渣效率提高。按这种运输方法，随着隧道掘进长度的延伸，运输压力受运距影响将得到相应降低，且能耗低、机械维修保养难度小、施工成本低，减少了机械更新换代，可操作性强。

具体到申请人所承建的玉蒙铁路特长隧道工程秀山隧道平导施工，隧道设计范围内共有25个横通道，为了缓解平导运输压力，在7号横通道设置卸渣码头。平导采用有轨运输施工至2.5km时，由于长距离的重载上坡，电瓶损耗严重，平均5～6个月需要更换一组电瓶，且每循环出碴时间达到6～7小时(60m³)。考虑到设备利用率极低，长距离重载上坡溜车的安全风险极高，同时为加快施工进度，运输方法突破传统进行了改变：利用七号横通道对应平导的位置设置洞内卸渣栈桥，平导的洞渣通过有轨运输至七号横通道处的卸渣栈桥卸渣至自卸汽车，通过正洞无轨运输至洞外弃渣场或者路基，实现了有轨和无轨运输方法的洞内结合。

按照此种运输方法所收到的技术效果分别从施工速度及经济效益两方面描述。施工速度对比表见表1，经济效益对比表见表2。