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摘要：当前地铁暗挖隧道长，运输材料及渣土量大，轨道交通暗挖隧道电动有轨运输配套系统可以提高人工装渣效率、解决电瓶车动力续航不足通、降低工人劳动强度、改善有限空间空气环境（京外项目）。通过对地铁暗挖隧道施工现状的调查，结合本单位国二区间施工现场条件，对施工各个环节分析，结合现有设备并进行改造，研究发明了此套系统。该系统在隧道一侧，占地不大，轨道的铺设不影响任何的通过性。不需要会车，降低了风险；单次运输方量、运输速度、运行时间提升显著，效率大幅提高；系统使用寿命增长；人工配备减少；适用性强，应用前景广阔。
关键词：配套运输；效率；安全；环保；人工
引言：
机械化暗挖施工后，施工效率大大提高，暗挖竖井所需数量随之减少，竖井之间的距离加长。为保证隧道内的作业环境，北京市轨道交通施工中运输车辆要求采用电动三轮车，但电动三轮车在长距离运输时续航里程短，不能满足施工需求，以暗挖竖井升降设备为基础，参考煤矿的洞内运输，改造出适用于地铁暗挖竖井使用的人员物料运输设备，提高物料运输能力、工作效率的运输方式已是当务之急。
目前地铁暗挖区间隧道长度一般在1Km左右，设置竖井的数量非常有限，需要在隧道内运输材料及开挖产生的渣土。随着地铁交通的发展，新施工的地铁往往需要穿越既有线，区间隧道产生了上、下坡度，加大了运输难度。
随着技术发展，地铁暗挖施工运输系统已经从早期采用人工装载，人力双轮车运输，发展到现阶段多采用人工或内燃小型挖掘机装载，农用自卸内燃三轮车运输，但由于北京市于2015年规定禁止在暗挖轨道工程中使用内燃机械施工，现多采用人工装载，电动自卸三轮车运输。
地铁盾构施工隧道洞内运输系统多采用电力有轨运输，盾构螺旋输送机装渣，龙门吊车卸渣。该系统对施工竖井净空尺寸及地面施工场地面积要求较高，资金占用大，如若区间隧道距离短，不太经济。
目前现有三种运输系统的介绍及优缺点：
技术一：暗挖施工现有运输系统：在京项目通过人工装车+电动自卸三轮车+桥式起重机组成；京外项目通过小型内燃挖掘机装车+内燃自卸三轮车+桥式起重机组成。
技术一的缺点：在京项目，首先，人工装渣功效低，现有电动自卸车需频繁充电，电瓶电量衰减较快，使用过程中半途动力丧失情况多；其次，工人劳动强度大；再次，作业时占用劳力（司机）较多。最后，充电电流大，充电时间长，无人看管，电瓶易发热存在极高的消防隐患。京外项目：内燃设备作业时产生尾气严重影响作业工人身体健康。
技术二：盾构施工洞内有轨运输系统：通过盾构机螺旋输送机+轻型轨道+蓄电池式牵引车+矿斗车+龙门吊车组成。
技术二的缺点：盾构施工洞内有轨运输系统存在以下不足：首先，需配套盾构中的螺旋输送机提供装渣功能；其次，该系统渣斗车对既有工程结构要求较高，须有井后停车线以便矿斗车就位到竖井中心，竖井净空尺寸需求大，以方便矿斗车起吊，龙门吊配置要求高；再次，该系统需在轨道线路上方提升，所以在市区内使用时，要求用地灵活，占地空间较大。
技术三：采矿作业洞内有轨运输系统：通过采矿机+皮带输送机组成，或通过采矿机+轻型轨道+蓄电池式牵引车+矿斗车+卸料塔架组成。
技术三的缺点：采矿作业洞内有轨运输系统存在以下不足，首先，需配套采矿机提供装渣功能；其次，该系统卸料作业时需提升架空，所以在市区内使用时，用地要求不够灵活，占地难度较大，且扬尘严重，无法做到全封闭作业。
运输系统设备介绍及运输
本套设备组合的目的就是克服现有技术的不足，以暗挖竖井升降设备为基础，改造出适用于地铁暗挖竖井使用的人员物料运输设备。
提供了一种轨道交通暗挖隧道电动有轨运输配套系统，解决了地铁暗挖隧道洞内运输功效低、充电等待时间长、故障率高、占用劳力多、劳动强度大及改善洞内作业空气环境等问题。轨道交通暗挖隧道电动有轨运输配套系统，包括1-1矿斗车、1-2皮带转载机支架及轨道轮、1-3皮带转载机滚筒及皮带、1-4扒渣机运输系统、1-5矿斗车轨道、1-6皮带转载机行走轨道、1-7蓄电式牵引车（如图1）。还包括刮板机。（如图2）
图1
图2
皮带机转载机钢架由型钢焊接或螺栓连接而成，现场制作或工厂制作、现场装配。
刮板输送机将渣土刮至竖井内；所述刮板输送机为链条式刮板输送机，长度10 m。
蓄电式牵引车型号为CY5/6GB型。
矿斗车数量为4个，矿斗车的容积为1.5m3。
轨道为轻型轨道，采用双轨道岔来改变行驶路线。轻型轨道采用采用15#轻质钢轨双轨铺设，槽钢快拆枕木。
以北京地铁16号线15标区间实现运输系统为例介绍此系统的运用、经济性及安全性。
在隧道施工过程从施工横通道向掘进工作面铺设窄轨铁道
由畜电池式电机车，牵引3辆翻斗矿车经轨道至作业面暗挖台车后，经过电动滚筒胶带式转载机，将暗挖台车刮板出的土接住
传送到前方矿车斗内，依次接满后运输至横通道。人工翻转卸载倒入碴土溜槽，再通过横通道内安设的刮板输送机刮到竖井
经济型分析
1）单次运输方量提升
轨道运输采用矿车状土，配备三辆矿车，每车容积1.4m3，每次4.2m3。
传统三轮车1.05m3。
速度轨道运输的速度11.4km/h。连续工作6个小时以上。
传统三轮车速度在本标段2.85‰的坡度上，电池运行时间1小时左右（满载上坡电量消耗比较大），正常开挖出图时间三辆电动三轮不停运输需要2个小时。
安全性分析
轨道运输系统
三轮车比较危险，惯性比较大，刹车质量跟不上，导致危险性大大增加。转向系统沉重，导致拐弯容易撞墙。洞内场地狭长，不方便调头行驶。
本套运输系统的有益效果为：本系统在隧道一侧，占地小，轨道的铺设不影响通过性。不需要会车，风险低；单次运输方量、运输速度、运行时间提升显著，效率大幅提高；系统使用寿命增长；人工配备减少；适用性强，应用前景广阔。
参考文献：
[1]长大斜井有轨运输系统配套设计与施工技术-钟有信 郭得福 罗草原-《隧道建设》-2008，28（1）
[2]单线长大隧道有轨运输机械设备配套选型及其应用-汪思海-《轨道标准设计》 2005，（5）
[3]隧道大坡度斜井有轨、无轨运输探讨-高鸿毅-《铁道建筑技术》-2015，（1）
[4]大断面、大角度斜井有轨运输施工技术-贾玉芳-《西部探矿工程》-2007，19（8）
[5]西秦岭特长隧道TBM施工有轨运输系统工程实践-郑孝福-《隧道建设（中英文）》-2018，38（1）
论文作者:刘春宇
论文发表刊物:《建筑细部》2019年第14期
论文发表时间:2019/12/16
标签：隧道论文; 竖井论文; 系统论文; 斗车论文; 轨道论文; 作业论文; 盾构论文; 《建筑细部》2019年第14期论文;