裝渣運(yùn)輸《高速鐵路隧道工程施工與維護(hù)》課程裝渣01運(yùn)輸0201裝渣一、裝渣出渣出渣是隧道施工的基本作業(yè)之一。出渣作業(yè)能力的強(qiáng)弱，決定了它在整個(gè)作業(yè)循環(huán)中所占時(shí)間的長短，一般為40%～60%，因此，出渣運(yùn)輸作業(yè)能力的強(qiáng)弱在很大程度上影響施工速度。出渣作業(yè)可以分解為：裝渣、運(yùn)渣、卸渣三個(gè)環(huán)節(jié)。裝渣運(yùn)渣卸渣一、裝渣1、渣量計(jì)算出渣量應(yīng)為開挖后的虛渣體積，單循環(huán)爆破后石渣量可按下式計(jì)算：式中，R——巖體松脹系數(shù)，見表1；Δ——超挖系數(shù)，視爆破質(zhì)量而定，一般取1.15~1.25；L——設(shè)計(jì)循環(huán)進(jìn)尺(m)；S——開挖斷面面積(m2)。巖體級(jí)別ⅠⅡⅢⅣⅤⅥ土石名稱石質(zhì)石質(zhì)石質(zhì)石質(zhì)砂夾卵石硬粘土粘性土砂礫松脹系數(shù)R1.851.81.71.61.351.301.251.15表1巖體松脹系數(shù)R值一、裝渣2、裝渣方式可采用人力裝渣或機(jī)械裝渣。人力裝渣僅在短隧道缺乏機(jī)械或斷面小而無法使用機(jī)械裝渣時(shí)才考慮采用。機(jī)械裝渣速度快，可縮短作業(yè)時(shí)間，目前隧道施工一般都采用機(jī)械裝渣，但仍需配備少數(shù)人工輔助。3、裝渣機(jī)械裝渣機(jī)械的類型很多，按其扒渣機(jī)構(gòu)型式可分為：鏟斗式、蟹爪式、立爪式、挖斗式。鏟斗式裝渣機(jī)為間歇性非連續(xù)裝渣機(jī)，有翻斗后卸、前卸和側(cè)卸三種卸渣方式。蟹爪式、立爪式、挖斗式裝碴機(jī)是連續(xù)裝渣機(jī)，均配備刮板（或鏈板）轉(zhuǎn)載后卸機(jī)構(gòu)。裝渣機(jī)的走行方式有軌道走行、輪胎走行或履帶走行三種。軌道走行式裝渣機(jī)必須鋪設(shè)軌道，因此其工作范圍受到限制。輪胎走行、履帶走行裝渣機(jī)移動(dòng)靈活，工作范圍不受限制。一、裝渣3、裝渣機(jī)械隧道施工中常用的幾種裝渣機(jī)有：鏟斗式這種裝渣機(jī)多采用輪胎走行或履帶走行，其實(shí)就是通常所說的裝載機(jī)，俗稱鏟車。它的轉(zhuǎn)彎半徑小，走行速度快，移動(dòng)靈活，鏟取力強(qiáng)，鏟斗容量大，有1—4m3，工作能力強(qiáng)。隧道里多用側(cè)卸式的。裝載機(jī)雖然有強(qiáng)大的功能，但其功率強(qiáng)大的內(nèi)燃機(jī)是洞內(nèi)主要的空氣污染源之一，需要通風(fēng)能力要大一些。一、裝渣蟹爪式裝渣機(jī)它是一種連續(xù)裝渣機(jī)械，在前端裝有傾斜受料盤，其上裝有一對(duì)蟹爪。裝渣時(shí)全機(jī)向前推進(jìn)，將受料盤插入渣堆，兩個(gè)蟹爪連續(xù)交錯(cuò)扒取石渣，經(jīng)皮帶（或鏈條）輸送機(jī)將石渣裝入車輛。該類機(jī)具裝渣效率較高。因受蟹爪扒渣限制，巖渣塊度較大時(shí)，其工作效率顯著降低，故主要用于塊度較小的巖渣和土的裝渣作業(yè)。立爪式裝渣機(jī)立爪式裝渣機(jī)為連續(xù)性裝渣機(jī)，它類似于連續(xù)性的挖斗式裝渣機(jī)，只不過將挖斗改為立爪，可以將前方或左右兩側(cè)一定范圍內(nèi)的石渣扒入受料斗，它也配備有鏈板轉(zhuǎn)載后卸機(jī)構(gòu)。立爪式裝渣機(jī)有軌行、履帶和輪胎三種走行方式，采用電力驅(qū)動(dòng)和液壓控制，裝渣能力強(qiáng)。一、裝渣挖斗式裝渣機(jī)挖斗式一般常見有兩種，一種為間歇性的，這種裝渣機(jī)多采用輪胎走行或履帶走行，其實(shí)就是通常所說的挖掘機(jī)，有正鏟和反鏟之分，隧道里多用反鏟。它不僅可以用來裝渣，而且可以用來隧道找頂、清底挖掘土質(zhì)隧道的作業(yè)。由于挖掘機(jī)的功能、靈活性以及系列產(chǎn)品多，近年來擴(kuò)大了在隧道內(nèi)使用的范圍。例如，利用本身的推土鏟舉升功能，小型挖掘機(jī)可在斜井和豎井中實(shí)現(xiàn)挖裝功能。另外一種為連續(xù)性的，配備有鏈板轉(zhuǎn)載后卸機(jī)構(gòu)。02運(yùn)輸二、運(yùn)輸隧道施工的洞內(nèi)運(yùn)輸（出渣和進(jìn)料）可以分為有軌運(yùn)輸和無軌運(yùn)輸兩種方式。隧道施工的洞內(nèi)運(yùn)輸有軌運(yùn)輸是鋪設(shè)小型軌道，用軌道式運(yùn)輸車出渣和進(jìn)料。有軌運(yùn)輸多采用電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車牽引，斗車或梭式礦車運(yùn)渣。無軌運(yùn)輸是采用各種運(yùn)輸車出渣和進(jìn)料。其特點(diǎn)是機(jī)動(dòng)靈活，不需鋪設(shè)軌道，能適用于棄渣場離洞口較遠(yuǎn)、道路坡度較大的場合，目前已是隧道施工主流。缺點(diǎn)是由于多采用內(nèi)燃驅(qū)動(dòng)，在整個(gè)洞內(nèi)排出廢氣，污染空氣，因此應(yīng)注意加強(qiáng)通風(fēng)。二、運(yùn)輸雙線隧道，掘進(jìn)長度在3000m以下時(shí)，可采用無軌運(yùn)輸。單線隧道，長度在1000m以下時(shí)，宜采用無軌運(yùn)輸。長度大于1500m時(shí)，宜采用有軌運(yùn)輸。高速鐵路隧道凈空大，適用無軌運(yùn)輸模式；近年來，裝碴采用回轉(zhuǎn)式的電動(dòng)裝載機(jī)械，運(yùn)輸宜采用帶凈化裝置的柴油自卸汽車，這使得無軌運(yùn)輸非常適用于高速鐵路隧道。二、運(yùn)輸1、有軌運(yùn)輸有軌運(yùn)輸基本上不排出有害氣體，對(duì)空氣污染較輕，設(shè)備構(gòu)造簡單，容易制作；占用空間小而且固定等。不足之處在于軌道鋪設(shè)較復(fù)雜，維修工作量大；調(diào)車作業(yè)復(fù)雜；開挖面延伸軌道影響正常裝碴作業(yè)等。二、運(yùn)輸1）牽引機(jī)車鐵路隧道施工有軌運(yùn)輸?shù)臓恳娏C(jī)車，一般又稱為電瓶車。以前常用的為直流蓄電池工礦機(jī)車。最近兩年，中鐵隧道股份有限公司開發(fā)出直交流變頻電機(jī)車，克服了直流機(jī)車換擋時(shí)的扭矩波動(dòng)大、制動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜、串激電機(jī)碳刷與換向器日常維保工作量大等不足。機(jī)車噸位有8T、12T、15T、18T、25T、35T、45T等系列產(chǎn)品，每種噸位的機(jī)車有762mm和900mm兩種軌距規(guī)格。內(nèi)然機(jī)車牽引能力大，可以隨時(shí)加油不占時(shí)間，但運(yùn)行時(shí)增加洞內(nèi)廢氣污染和噪聲污染，在洞內(nèi)空氣含氧量不足時(shí)，油料燃燒不充分，牽引能力明顯降低，必須配備廢氣凈化裝置和加強(qiáng)通風(fēng)，且其保養(yǎng)和維修技術(shù)要求較高。二、運(yùn)輸2）梭式礦車梭式礦車是放在兩個(gè)轉(zhuǎn)向架上的大斗車，車底設(shè)有鏈板式或刮板式輸送帶，石渣從前端裝入，依靠輸送帶傳遞到后端，渣就可布滿整個(gè)礦車的底部。梭車可單車使用，也能若干輛串套搭接組成梭式列車運(yùn)行。用梭車代替斗車配合裝渣機(jī)出渣，可一次性將爆破方量全裝完，以減少調(diào)車和出渣時(shí)間，也減少調(diào)車和出碴時(shí)間，加快隧道掘進(jìn)速度。梭式礦車基本上綜合了斗車和廂式礦車的靈活性、結(jié)構(gòu)簡單性；容積大，能連續(xù)轉(zhuǎn)載、自動(dòng)卸渣的優(yōu)點(diǎn)，它可在12～15米小半徑彎道上運(yùn)行，既不用搭排架就可在卸碴線的前端卸碴，又能安全可靠地向兩側(cè)卸碴，使卸碴不受棄碴場地的限制。梭式礦車由機(jī)車牽引，與鑿巖臺(tái)車、渣機(jī)等配套使用，組成隧道機(jī)械化作業(yè)線；由于梭式礦車本身具有自卸料功能，所以在卸料場不需配置輔助卸料設(shè)備，但需在料堆的上方渣。梭式礦車近年來向大型化發(fā)展，由過去的8m3、12m3發(fā)展到現(xiàn)在的16m3和20m3。采用大容量的梭式礦車增大了運(yùn)輸量。二、運(yùn)輸3）側(cè)卸式礦車小型（6m3以下）側(cè)卸式礦車一般用于斜井施工，由提升機(jī)牽引；運(yùn)行速度不超過1m/s，裝料后經(jīng)牽引動(dòng)力引至專用的曲軌卸料機(jī)構(gòu)，當(dāng)車廂翻至與水平成最大角度時(shí)，車側(cè)門也開到最大程度，這時(shí)礦車卸料得以全部完成。返回時(shí)，礦車通過曲軌，側(cè)門又自動(dòng)關(guān)閉到位。二、運(yùn)輸（1）鋼軌類型：不宜小于38kg/m；這可以供16t電瓶車牽引14m3以上的梭礦運(yùn)行。（2）道岔型號(hào)；宜選擇不小于6號(hào)的道岔，并安裝轉(zhuǎn)轍器；（3）軌枕：間距不應(yīng)大于0.7m；（4）道床：在沒有仰拱先行的局部地段，為了保證線路的平整度和穩(wěn)定性，須鋪設(shè)厚度不應(yīng)小于20cm的道碴；（5）有軌運(yùn)輸設(shè)單道時(shí)，每間隔300m時(shí)應(yīng)設(shè)一個(gè)會(huì)車道；線路鋪設(shè)標(biāo)準(zhǔn)和要求應(yīng)符合下列規(guī)定：二、運(yùn)輸（1）機(jī)動(dòng)車牽引不得超載；在洞內(nèi)施工地段、視線不良的曲線段，以及通過道岔和洞口平交道口等處時(shí)，運(yùn)行速度不得大于10km/h，其它地段在采取有效安全措施后，運(yùn)行速度不得大于20km/h。（2）列車連接必須良好，機(jī)車摘掛后調(diào)車、編組和停留時(shí)，應(yīng)備有剎車裝置；（3）車輛在同方向行駛時(shí)，兩組列車的間距不得小于100m；（4）軌道旁臨時(shí)堆放的材料，距鋼軌邊緣不得小于80cm，高度不得大于100cm；線路兩側(cè)的廢碴和雜物應(yīng)隨時(shí)清除。（5）卸渣場線路應(yīng)設(shè)置安全線，并設(shè)置1%--3%的上坡道，卸渣碼頭應(yīng)搭設(shè)牢固，并設(shè)有掛鉤、欄桿及車擋裝置，注意防止溜車；（6）車輛運(yùn)行時(shí)，必須鳴笛或按喇叭，并注意瞭望，嚴(yán)禁非專職人員開車、調(diào)車和搭車，以及在運(yùn)行中進(jìn)行摘掛作業(yè)；（7）長隧道施工上下班的載人列車，應(yīng)制定保證安全的措施。有軌運(yùn)輸作業(yè)應(yīng)符合下列規(guī)定二、運(yùn)輸2、無軌運(yùn)輸無軌運(yùn)輸主要是指汽車運(yùn)輸。不需鋪設(shè)復(fù)雜的運(yùn)輸軌道，具有運(yùn)輸速度快、管理工作簡單、配套設(shè)備少等特點(diǎn)。但由于內(nèi)燃機(jī)排放大量廢氣，對(duì)洞內(nèi)空氣污染較為嚴(yán)重，需要有強(qiáng)大的通風(fēng)設(shè)備。無軌運(yùn)輸采用大型自卸汽車。在隧道工程中，應(yīng)選用車身低短、車斗容量大、轉(zhuǎn)彎半徑小、車體堅(jiān)固、輪胎耐磨、配有廢氣凈化裝置、并能雙向駕駛的自卸汽車，以增加運(yùn)行中的靈活性，避免洞內(nèi)回車和減輕對(duì)洞內(nèi)空氣的污染。二、運(yùn)輸2、無軌運(yùn)輸由于無軌運(yùn)輸采用的裝渣、運(yùn)渣設(shè)備都是自配動(dòng)力，屬自行式，其調(diào)車作業(yè)主要是解決會(huì)車、錯(cuò)車和裝渣場地問題。根據(jù)不同的隧道開挖斷面和洞內(nèi)運(yùn)輸距離，常用的調(diào)車方式有：（1）當(dāng)隧道開挖斷面較大，足夠并行兩輛汽車時(shí)，應(yīng)布置成雙車通道，在渣點(diǎn)附近回車，空車、重車各行其道，可以提高渣速度。（2）當(dāng)開挖斷面較小，只能設(shè)置單車通道而裝渣點(diǎn)距洞口又較近時(shí)，可考慮汽車倒行進(jìn)洞至渣點(diǎn)渣，正向開行出洞，不設(shè)置錯(cuò)車、回車場地，如果洞內(nèi)運(yùn)行距離較長時(shí)，可在適當(dāng)位置將導(dǎo)洞向側(cè)壁加寬構(gòu)成錯(cuò)車、回車場地，以加快調(diào)車作業(yè)。二、運(yùn)輸（1）運(yùn)輸?shù)缆窇?yīng)鋪設(shè)路面，應(yīng)與仰拱、底板混凝土結(jié)合施工，并做好排水及路面的維修工作；（2）施工作業(yè)地段的行車速度不得大于15km/h，成洞地段不得大于25km/h；（3）洞內(nèi)應(yīng)加強(qiáng)通風(fēng)，洞內(nèi)環(huán)境應(yīng)符合勞動(dòng)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)；（4）單線隧道采用無軌運(yùn)輸時(shí)，應(yīng)在每間隔150—300m處設(shè)一個(gè)會(huì)車點(diǎn)；（5）單線隧道采用無軌運(yùn)輸時(shí)，宜采用輪式正鏟側(cè)卸裝載機(jī)等小型裝碴設(shè)備；當(dāng)采用立爪軌行裝巖機(jī)時(shí)，在距開挖面70—80m范圍內(nèi)應(yīng)鋪設(shè)軌道，軌枕采用120型槽鋼代替，并與鋼軌焊接成整體；（6）隧道采用無軌運(yùn)輸時(shí)，嚴(yán)禁汽油機(jī)進(jìn)洞，內(nèi)燃機(jī)械宜采用尾氣凈化裝置并加強(qiáng)通風(fēng)；無軌運(yùn)輸作業(yè)要求無軌運(yùn)輸?shù)男熊囁俣缺扔熊夁\(yùn)輸大一些，是因?yàn)檐囕v行駛靈活，剎車