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1、公路隧道2010年第3期(总第71期)包家山隧道通过大坡度斜井施工正洞配套技术张雪刚(中铁隧道股份有限公司达陕项目部河南新乡453000)摘要介绍了包茂线小康高速公路包家山隧道通过3号斜井施工正洞的配套技术。主要从有轨运输设备选型、硐碴无轨转有轨运输、施工材料有轨转无轨运输、翻碴系统、抽排水系统等方面进行了介绍。随着我国长大隧道的发展,通过大坡度斜井施工正洞的情况将越来越多,本文可为类似的施工提供一定的借鉴。关键词隧道大坡度斜井施工正洞配套技术3双勾绞车提升4m侧卸式矿车至洞外卸碴栈桥卸1工程概况碴,再由ZL
2、-50装载机二次装碴,用自卸汽车远运西部开发省际公路通道包头～茂名线陕西境内至弃碴场。钢轨采用36kg/m标准轨,轨距小河至安康高速公路包家山隧道全长11.2km,是900mm,双线四轨偏右侧布置轨线。材料运输也通小康高速公路的控制性工程,也是国内公路隧道领过此矿车来完成。洞内装碴采用PC-130型挖掘域的第二长隧。包家山隧道共设了3个施工兼通风机。斜井,1号及2号斜井坡度较小,而3号斜井坡度为由于2.5m绞车进场及安装需要一定的时间,36.74%,长度为585m(水平距离),其长度及坡度在斜井施工前期在2.
3、5m绞车投入使用前采用直径3国内高速公路领域均处于领先地位。1m小绞车提升2m侧卸式矿车,作为过渡段的提包家山隧道3号斜井倾斜角度20.2°,净空断面升方案。247.2m。为了加快包家山隧道的施工进度,3号斜3.1.2正洞施工阶段井承担了正洞2050m(双线4100m)的施工任务。正洞施工阶段,斜井段采用3.5m绞车提升3316m矿车进行出碴运输,采用2.5m绞车提升4m2施工情况介绍矿车进行材料运输。正洞内采用无轨运输系统,在包家山隧道3号斜井2006年4月25日开始施斜井底设无轨转有轨的转碴系统及有轨转无
4、轨的材工,2007年2月上旬斜井掘进完成,进入正洞施工。料转运系统。截止到2008年6月,通过斜井进行正洞掘进硐碴运输为3次运输、2次倒转的方式,硐碴在3400m。正洞内由自卸汽车运至转碴槽,从转碴槽倒入矿车,施工高峰时,隧道各掌子面掘进累计达500m/由绞车牵引矿车至洞外并在卸碴栈桥卸碴,再由ZL3月,每天的出碴量达2400m,斜井段所配套的有轨-50装载机2次装碴,用自卸汽车远运至弃碴场。运输系统在施工高峰时完全能满足要求,为隧道的材料运输为2次运输、1次倒转的方式。原斜快速掘进奠定了坚实的基础。井施工所
5、用2.5m绞车提升系统作为运送材料及人员的专用绞车。材料在硐外装入矿车,通过2.5m3有轨运输系统主要设备配套选型和绞车牵引运至斜井底,在斜井底由人工转至汽车上,配置再由汽车运至施工现场。3.1配置方案提升系统由绞车、天轮平台、钢丝绳、轨道及矿3.1.1斜井施工阶段车等5部分组成。斜井施工阶段提升系统采用直径2.5m双滚筒提升系统布置见图1。·41·公路隧道2010年第3期(总第71期)图1有轨运输提升系统布置图33.2斜井施工阶段提升绞车选型经计算:V双钩=3.4m。考虑斜井设计断面和3.2.1矿车容积选择
6、3井底设备等,最终选择4m侧卸式矿车。(1)日提升量和一次提升时间计算3.2.2提升机选型日提升量Vmax:(1)最大静张力Fmax(图2)Vmax=斜井最高月开挖量×松散系数÷月工作天数代入数据得:3Vmax=120×75×1.4÷30=420m一次提升时间t:选用绳速4.8m/s的提升机,考虑装碴时间、机械启动及停车的加减速影响、卸碴时间等的影响,提升循环时间为:图2提升系统受力示意图t=2L/V均+2L上/V平+2L下/V平+2t平Fmax=n(Q1+Q2)(sinα+f1cosα)+PkL(sinα式
7、中:t一次提升所用时间;+f2cosα)L—斜坡段长度,为596m(斜向长度),考式中:n为一次提升车数,取1;虑到井口段与井底段提升距离的差异,取平均值为Q1为提升容器及连接装置的自重,为298m;4700kg;V均—斜井提升的平均速度,取4m/s;Q2为提升容器的有效载重,为10000kg;L上—斜井井口以上提升长度,取35m;α为斜井倾角,20.2°;V平—平坡段平均提升速度,取2.5m/s;f1为提升容器的阻力系数,取0.015;L下—斜井井底平坡段长度,取25m;f2为钢丝绳移动的阻力系数,取0.2
8、5;t平—平坡段的休止时间,考虑装碴时间及Pk为提升钢丝绳的单位长度重量,计算翻碴时间,取50s;暂选用φ32钢丝绳,取4.09kg/m;经计算,t=287s。L为钢丝绳提升长度,取680m。(2)矿车容积大小选择此绞车在前期是单滚筒提升,故计算时两个矿矿车容积V双钩:车自重不可抵消。V双钩=K2·t·Vmax经计算,Fmax=67.5KN。3600·K1T(2)最大静张力差F差式中:V双钩为双钩提
