隧道工程一、裝渣

裝渣就是把開挖下來的石渣裝入運輸車輛。(一)渣量計算

出渣量應為開挖后的虛渣體積，可按下式計算：式中，Z——單循環(huán)爆破后石渣量；

R——巖體松脹系數(shù)，見表；01

巖體級別ⅥⅤⅣⅢⅡⅠ土石名稱砂礫粘性土砂夾卵石硬粘土石質石質石質石質松脹系數(shù)1.151.251.301.351.61.71.81.8502(二)裝渣方式

裝渣的方式可采用人力裝渣或機械裝渣。人力裝渣：勞動強度大、速度慢，在短隧道缺乏機械或斷面小無法使用機械裝渣時才考慮采用。機械裝渣：速度快、可縮短作業(yè)時間，目前隧道施工中經(jīng)常采用，但仍需配少數(shù)人工輔助。03(三)裝渣機械(1)翻斗式裝渣機蟹爪式裝渣機03(2)挖掘式裝渣機03(2)挖掘式裝渣機03(3)側翻式裝渣機運輸

隧道施工的洞內(nèi)運輸(出渣和進料)分為有軌運輸和無軌運輸。(一)有軌運輸優(yōu)點：基本上不排除有害氣體，空氣污染較輕，設備構造簡單，容易制作；占用空間小且固定等。缺點：軌道鋪設較復雜，維修工作量大；調車作業(yè)復雜；開挖面延伸軌道影響正常裝渣作業(yè)等。適用：各種隧道開挖方法，尤其適用于較長的隧道運輸(2km以上)，是一種適應性較強和較為經(jīng)濟的運輸方式。1.出渣車輛有軌運輸較普遍采用的出渣車輛有斗車、梭式礦車和槽式車等。2.牽引機車與道路常用的牽引機車分電動和內(nèi)燃兩類。蓄電池電機車俗稱電瓶車。它具有體積小，占用空間小，不排放有害氣體，不需要架設供電線路，使用較安全等特點，但也存在需要有專門的充電設備，充電工作比較麻煩，牽引力有限等不足。內(nèi)燃機車具有較大的牽引動力，配合大型斗車可以加快出碴速度。但在機車運行中排除有害氣體，需要安裝廢氣凈化裝置或配備強大的通風設施，故隧道施工中一般不采用。型號JMY240F型軌距1435mm機車用途調車式軸列式0-2-0機車功率175kW通過最小曲線半徑30mm機車構造速度20km/h傳動方式液力傳動最低持續(xù)速度6km/h車鉤型式KD5最低持續(xù)速度時的牽引力50.14kN車鉤高度880mm起動牽引力64.68kN制動機型式JZ-7單獨制動機機車整備重量20t機車標稱電壓DC24V軸重10t機車外形尺寸(長x寬x高)7120x2565x3050mm輪徑?840mm柴油機型號3.調車設備和軌道延伸

常用的調車設備有簡易道岔、平移調車器、水平移車器和浮放道岔等。簡易道岔由一根能活動的長度為2.5~4.0m的尖軌和一個岔心組成，構造簡單、鋪設容易、使用方便，但機車車輛容易掉道，故一般只適用于人推斗車而不能通過牽引機車。平移調車器由底架、車輪和車架三個主要部分組成，種類很多。具有輕便、調車快、易拆移等優(yōu)點。適用于雙道(或單道設旁洞錯車道)調車。水平移車器由導輪軌、導輪、導鏈或氣動水平移車裝置。它是一種從上方將斗車提起離開鋼軌，再水平橫移至另一股道上的調車裝置。移車速度快，但也易出故障。浮放道岔是浮放在運輸軌道上的調車設備，可用機車或裝渣機牽引移位。它可以浮放在靠近開挖面的軌道上，供裝渣時調車用，也可以浮放在區(qū)間軌道上，作調車渡線使用。根據(jù)不同的調車作業(yè)需要，尚可分為浮放渡線、浮放調車盤、菱形浮放道岔等。軌道延伸是指軌道開挖面附近不足一節(jié)鋼軌長度部分和掘進進尺部分實施的臨時性軌道延伸。常用的方法有扣軌、爬道、短軌節(jié)等?？圮壥前唁撥壾夘^朝下反扣在正式軌道鋼軌外側，軌頭緊貼正式鋼軌軌腰，在扣軌外側用軌塊頂撐并用道釘固定，兩股鋼軌之間用短木撐支頂住，以保持軌距。一般適用于人工及小型裝渣機裝渣。爬道是由兩根前端切割成尖形的10＃槽鋼和鋼板條焊連而成的，如圖所示。使用時將爬道槽鋼扣在正式軌道的鋼軌上，用裝渣機鏟斗貼緊鋼軌面頂撞爬道尾端，即可實現(xiàn)軌道的延伸。爬道適用于機械裝渣。單位(cm)20~30I—I10080400II枕木4.軌道布置與調車方法

常用的軌道布置形式有單車道和雙車道。單車道運輸能力較低，一般用在地質較差的短隧道中。雙車道可使軌道隨掘進延伸，一次鋪成。進出隧道的列車各行一股道，具有互不影響、車輛周轉快的特點，是提高隧道運輸效率的主要方法之一。為滿足調車需要，每隔100~200m設一渡線，每隔2~3個渡線鋪設一反向渡線。5.機車、斗車數(shù)目的確定和列車運行圖

(1)機車、斗車數(shù)目的確定①機車牽引定數(shù)Qc

式中F——機車牽引力；

——列車的單位阻力，N/t，考慮附加阻力，可近似取80N/t；

ip——坡度單位阻力，取運輸?shù)缆返淖畲笙拗破露?‰)；W——機車自重，t。型號軌距(mm)牽引力(N)速度(km/h)最小回轉半徑(m)長×寬×高(mm)生產(chǎn)廠8t兩用750133005.474570×1346×2144沈陽橋梁廠CXK-8/60060011600674450×1053×1410國產(chǎn)XK8-7/132A762114007.57

湘潭電機廠EL-875072003.7584060×1000×1400進口(德國)BL-10-M762170008

5230×1540×1370進口(日本)②每列車牽引的斗車數(shù)目n

式中Qc——機車牽引定數(shù)，t；

Q——斗車載重量，t。③出渣需要的斗車數(shù)量

y

式中N——每班出渣總車數(shù)，即

V——開挖數(shù)量(實方)，m3；

K——土石松散系數(shù)，松軟土石為1.1~1.2，堅硬巖石為1.15~1.6；

m——斗車容積，m3；

n1——每工班車輛循環(huán)次數(shù)，即

n2——斗車裝滿系數(shù)，一般取0.7~0.9；

T——每工班凈出渣時間，min；

t——車輛循環(huán)一次需要的時間，min。④需要機車數(shù)量式中m1——每工班機車的循環(huán)次數(shù)，即m1=T/Tp；

Tp——機車循環(huán)一次需要的時間，min，由調車、編組、運行、會車、卸渣等時間綜合求得；

N、n、T同前。(2)列車運行圖圖示列車運行圖橫坐標表示時間，縱坐標表示距離，列車的運行用斜線表示，裝渣、卸渣、編組、解體、調車等用水平線表示。圖中：

洞外洞內(nèi)卸渣編組站時間(min)102030405060708090100110120第一組列車

第二組列車第三組列車

會讓站裝渣130(二)無軌運輸

主要指汽車運輸。優(yōu)點：不需鋪設復雜的運輸軌道，運輸速度快、管理工作簡單、配套設備少。缺點：洞內(nèi)空氣污染較為嚴重，尤其長期在長大隧道中使用，需要有強大的通風設施。適用：一般適用于大斷面開挖和短中等長度的隧道中，并應注意加強通風。1.自卸汽車（翻斗車）

應選用車身較短、車斗容量大、轉彎半徑小、車體堅固、輪胎耐磨、配有廢氣凈化裝置、并能雙向駕駛的自卸汽車。2.調車作業(yè)常用的調車方式有：(1)有條件構成循環(huán)通路時，最好制定單向行駛的循環(huán)方案，以減少回車、錯車需用場地及待避時間；(2)當開挖斷面較小，只能設置單車通道而裝渣點距洞口又較近時，可考慮汽車倒行進洞裝渣，正向開行出洞；如果洞內(nèi)運行距離較長時，可在適當位置將導洞向側壁加寬構成錯車、回車場地，以加快調車作業(yè)；(3)當隧道開挖斷面較大，足夠并行兩輛汽車時，應布置成雙車通道，在裝渣點附近回車，空車、重車各行其道，可以提高出渣速度；(4)在采用裝載機裝渣、汽車運輸?shù)那闆r下，要充分利用雙方都有機動能力的特點，可以采取雙方同時機動或一方機動，另一方固定的方式進行裝渣。機械配置案例I西康線秦嶺II線隧道進口工程概況：西秦嶺隧道(II線)長18456m，選項先期開挖面積30m3，作為地質探洞和I線的平行導坑。隧道埋深大部分在600m以上，最大埋深1600m。巖性以花崗巖和混合片麻巖為主，除洞口段和斷層破碎帶外，石質完整堅硬，巖石的干抗壓強度82~325MPa。進口標段長9505m，施工平均月掘進338m，最高月掘進456m。機械分兩階段配備：第一階段采用輪式三臂臺車、立爪裝巖機、電瓶車、8m3梭式礦車；第二階段采用門架式臺車、挖裝機、大功率內(nèi)燃機車和電瓶車、14m3梭式礦車。機械名稱規(guī)格功率(kW)數(shù)量(臺)機械名稱規(guī)格功率(kW)數(shù)量(臺)三臂臺車TH1691351內(nèi)燃機車JMD2423t2062門架臺車TH568-101841軸流通風機PF1101102立爪裝巖機LZ-120454軸流通風機PF14141挖掘裝巖機ITC3121122內(nèi)燃發(fā)電機組320GF3203梭式礦車8m318.512內(nèi)燃發(fā)電機組120GF1201梭式礦車14m318.522電力變壓器630kVA2電瓶車XK8-7/1328t304電力變壓器315kVA2電瓶車DE655EB18t1496機械配置案例II西南線秦嶺隧道進口工程概況：東秦嶺雙線隧道全長12.268km，進口段6.134km，右側距正洞30m設平行導坑。巖性主要為石英巖，輝綠巖，千枚巖等硬質巖，通過7條斷層，VI級圍巖長度107m，其余為II~V級圍巖，全段富水。正洞施工采用無軌運輸模式，平導施工采用有軌、無軌裝運模式。2001年正洞、平導均實現(xiàn)了3000m成洞的施工紀錄。機械名稱規(guī)格功率(kW)數(shù)量(臺)機械名稱規(guī)格功率(kW)數(shù)量(臺)計算機導引臺車SGBC-CR1651混凝土拌和機JS750152三臂臺車TH1691351電動空壓機4L-20/813011鏟裝機ED600T1751軸流通風機SDF(C)12.52202挖裝機ITC3121122軸流通風機PF14141梭式礦車14m318.528射流風機SSF-4P7.1753電瓶車14t2214抽出式風機SFC-13451濕噴機TK961114內(nèi)燃發(fā)電機組320GF3201干噴機HPJ-15.54內(nèi)燃發(fā)電機組120GF1201噴射機械手Robet-