浙江省隧道工程公司 浙江杭州 310030
摘要：小断面长隧道开挖和混凝土衬砌施工采用有轨运输优势明显，对隧道出渣、通风排烟和衬砌砼运输等均有利；但井底车场采用何种行式，如何在井底车场狭小空间内实现设备和人员安全、高效地运行，是井底车场研究和布置的重点。本文以福建某引水隧洞施工支洞井底车场布置以及更改方案，以此对后续类似项目的建设提供借鉴。
关键词：引水隧洞；井底车场布置；有轨运输
引言
井底车场多用于煤炭矿山生产建设中，其定义如下：位于井筒底部连接井筒和运输大巷的一组巷道和硐室的总称，它是矿井的交通枢纽和咽喉。本文在水工隧洞中借用了井底车场这一概念，井底车场是有轨运输和无轨运输的转换场地；是材料、设备和人员进出的枢纽，也是井下排水和动力供应的转换中心。
1 工程概述
福建某引水工程隧洞全长13.58km，隧洞包含一条主洞和三条支洞，开挖洞径为底宽3.0m，直径3.9m的扩底圆形断面，地质较差段采用钢筋混凝土衬砌和喷锚支护。下设3条施工支洞，分别为1#、2#和3#施工支洞。有轨运输在小断面隧道施工中优势明显，且饮用水输水隧洞不允许存在柴油等油烟污染源，所以该输水隧洞在招标时规定必须采用有轨运输方式出渣。
以2#支洞为例，2#施工支洞为长斜井，采用5.0×5.0m城门型断面，支洞长1239m，总体坡度为12.3%，主支洞高差131m，与主洞的交叉桩号为引3+517，承担主洞上游2017m、下游2118m的施工任务。掌子面装渣采用电耙，用S-14梭矿车将洞渣运至井底车场卸渣道，直接卸至自卸汽车内，自卸汽车经施工支洞再将洞渣运至弃渣场。因此需要在主支洞交叉位置布置井底车场，布置需要考虑洞渣转运、集水井、变压器以及后期衬砌场地要求，因此井底车场的布置直接决定了工程的进度和经济效益。
2 井底车场的总体设计原则
2.1 井底车场的基本要求
①车场要位于稳定的岩层内，工程量小，有利施工；
②车场内运输、调车工作简单，管理方便，机车在车场内停留时间短，回车线短；
③车场内作业操作安全，符合有关规程、规范的规定；
④井上、下生产系统要协调，布置适宜；
⑤必须满足矿井生产能力要求，并有30%~50%备用生产能力，以适应矿井改扩建等井型扩大的需要。
2.2 井底车场有轨系统布置的原则
①调车简单、管理方便、弯道及交叉点少；
②操作简单，符合有关规程及规范要求；
③便于维护。生产成本低；
④施工方便，使得主洞上下游间能迅速贯通，缩短建设时间；
⑤井底车场布置合理有序，保证及时有效底为出渣运输、锚网喷、混凝土衬砌等施工运输提供方便。
3 井底车场平面布置方案
我部在井底车场布置时，除了需要满足一般的需求外，还需要重点考虑解决以下几大问题：①在上游衬砌与下游出渣同时施工时，井底车场要不发生冲突；②井底车场宽度和高度要满足后期混凝土系统布置的要求；③要考虑后期不良地层排水的要求。
为满足施工需要，方案总体布局为：在下平洞段进行扩挖，然后在两侧分别设置不同的洞室。断面形式由支洞5.0*5.0m城门型渐变为8.0*5.5m断面。主支洞交接处采用“人”子型平面布置，具体为在主支洞交界处设转半径R=25m的圆弧连接段，断面形式为4.5*4.5m城门型，以满足S14梭车转弯的需要（S14梭车最小转弯半径为R=22m）。
引水主洞上设梭车检修及电瓶车充电车道，车道扩挖至宽5.9m。
下平洞扩挖段设井底转运场卸碴道、集水洞、变压器设施等。
布置形式如图1
图1
4 井底车场的开挖及支护
下平洞段开挖采用钻爆法施工，光面爆破技术，为保证光爆效果，开挖采取导洞先行，预留光爆层的施工方法，周边眼使用导爆索同步起爆。出碴使用一台ZL-50铲车配合3～4台10T自卸汽车运输至洞外弃碴场。
扩挖后的下平洞由于宽度较大，为保证后期施工的安全，对扩挖后的下平洞采用系统锚杆、挂网喷支护形式进行临时支护，系统锚杆参数为Φ22L=250cm，间距150*150cm；挂φ6.5@20*20cm钢筋网；喷C25砼厚12cm。
5 轨道系统的布置
井底调车道线路为整个工程最繁忙的运输线路，是机械、材料的进出必经之路。轨道铺设质量是否能保证运输要求将严重影响整个工程的进展。精度要求较高：（1）轨道全部采用24kg钢轨，枕木采用120X12X12cm，道夹板为厂家提供的标准件。（2）在卸碴坑边的5m范围左右采用混凝土浇筑，将枕木直接浇入其中，保证整体稳定、牢固。（3）道岔的岔心部位是电瓶车和梭车最容易掉道之处，该处的道岔布置将由专业人员严格按轨道铺设要求进行施工。并经试运行合格后方可交付使用。
6 洞渣卸渣方法及布置形式
为了减少井底错车、卸碴所占用的空间，减少开挖跨度，保证围岩的稳定，并能迅速、快捷地卸碴，采用“分岔错车法”将电瓶车与梭车分道错开，用长连杆将梭车牵引到卸碴坑，坑内自卸车接料。
（1）卸碴坑开挖尺寸为（长X宽）35X4m，保证自卸车能快速倒入基坑，并与坑壁有一定的安全距离。基坑深度不得少于2.5m，过小时梭车将与自卸车相撞击，过大时梭车卸碴过程中块石落差加大，直接撞击车厢底，容易损坏车箱。
（2）电瓶车与梭车的连接杆尺寸应在3.5－4m之间，尺寸过大影响牵引力，过小不便卸碴。
7 沉淀池与集水井设计方案
集水井应充分考虑后期的集水能力，并留出充分的富裕。集水洞宽6m，纵深30m，口部高5m，底部高4m，洞底高程与卸渣道底高程相同。
沉淀池与集水洞并行，宽8m，纵深6m，高5.5m。集水深度以3m考虑，集水洞储水容量为540m³。卸渣道与集水井用C20混凝土隔开，隔墙厚80cm，高度3m。沉淀池与集水井也用厚度80cm，高度3m的混凝土墙隔开。
8 井底车场方案的后期补充
由于不良地质排水考虑不够充分，发生了数次大的涌水，主支洞全部被淹没。考虑扩大集水井的面积。随着地层的变差，支护工程量大量增加，洞外混凝土搅拌系统搅拌完需要二次以上的转移，浪费了大量时间、影响工程质量，增加了成本。综合考虑，确定对集水井进行扩挖，对井底调车系统进行扩大，增加断面面积和长达，使其满足排水和后期混凝土浇筑需要。布置形式如图
9 优缺点及建议
如此布置的优点如下：1、在主洞开挖阶段，采用此种“人”字形布置形式，主支洞上游游互不干扰、且有维修场地。梭矿车调度都比较方便。2、扩挖段洞子宽度和高度的选择要综合考量，既要满足前期吊运设备的需求，也要考虑后期混凝土搅拌系统安装的需求。3、在上下游开挖及浇筑不同步的情况下，可以同时满足上下游一侧开挖、一侧衬砌。4、缺点为成本较高，施工较麻烦。
10 结语
长支洞的井底车场布置在施工前要综合考虑后期的施工需要，经过充分经济及技术论证，其布置形式既要使设备运行安全，运输效率高，又能减少成本的投入，防止后期出现大的修改。通过本文的实例，为后续类似工程提供借鉴。
参考文献：
[1]王忠峰.隧洞施工有轨运输井底车场方案探讨[N]，中国水运
[2]田雨峰.闲林水库大毛坞隧洞井底车场有轨运输方案探讨[N]，中国水运
论文作者:吕虎波
论文发表刊物:《基层建设》2017年第35期
论文发表时间:2018/3/21
标签：车场论文; 井底论文; 隧洞论文; 断面论文; 集水论文; 混凝土论文; 后期论文; 《基层建设》2017年第35期论文;