一种深竖井隧道碴土立式提升的施工方法与流程

本发明属于隧道施工技术领域，尤其是一种深竖井隧道碴土立式提升的施工方法。

背景技术：

目前我国各大城市正在积极建设地铁交通网络，有相当部分地铁隧道区间采用矿山法施工。由于隧道空间狭小、碴土提升高度大、施工占地空间有限、运碴时间受限，出碴施工技术已成为影响隧道施工效率的关键性因素。

常见的立式物料提升设备有两种：斗链式提升机或是龙门吊。斗链式提升机能将物料提升到几十米的高度，其优点是占地空间小，设备结构紧凑，缺点是提升速度有限，输送碴土效率不高，关键部件易磨损，经常出现卡链掉斗现象。龙门吊需要与抓斗配合使用，在隧道出碴施工中应用较为普遍，其优点是适合深竖井施工，缺点是需要设置井底部位基坑且操作程序较为复杂，缺点是不能实现连续出碴，抓斗单次提升时间长，施工效率低，占地空间大。

因此，需要采用新设备、发明新方法，对传统的出碴施工技术进行改进，使其满足出碴效率高，占地空间少等施工要求，确保地铁隧道顺利按期完成施工，形成地铁隧道机械化配套施工出碴新工艺。

技术实现要素：

为解决上述问题，本发明提供了一种深竖井隧道碴土立式提升的施工方法，该施工方法通过波状带式输送机的合理配置，减少了施工占地空间，提高了出碴效率，可以深竖井隧道顺利按期完成施工任务。

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种深竖井隧道碴土立式提升的施工方法，在深竖井洞口中配置了一套波状带式输送机，所述波状带式输送机含有电机、减速机、驱动滚筒、输送带、支撑托辊、防撒料边板、改向装置、下机架、缓冲托辊、张紧油缸、张紧滚筒；深竖井掘进面配置有挖掘机和碴土初送皮带机，深竖井掘进面上端面构筑有连续的混凝土衬砌层，其特征是：

所述波状带式输送机由水平机头、垂直机身和水平机尾构成，所述水平机头承担碴土卸载任务，所述垂直机身承担碴土立式提升任务，所述水平机尾承担碴土装载任务；

所述水平机头主要包括电机、减速机、驱动滚筒、上机架以及上托辊，在所述上机架上近中部固定的电机与减速机联接，在所述上机架上右端固定的减速机与驱动滚筒联接，在所述上机架上左端固定有能转动的所述上托辊，所述上托辊用于支撑输送带，驱动滚筒顺时针转动以拖动环状输送带，在环状输送带之间联接有数个用于其保持相互间距和托举的支撑托辊，输送带由基带以及在基带上联接的波状挡边和横隔板构成，在基带的上端面两端对称且等间距联接有两条环绕整条基带的波状挡边，两条波状挡边之间距小于基带宽度，各波状挡边由数个v型筘串接而成且两条波状挡边的各所述v型筘是相互对应的，每间隔一对所述v型筘的两条波状挡边之间均联接有一个横隔板，这就是说如第一对所述v型筘之间联接有横隔板则第二对所述v型筘之间不联接横隔板，以此类推第三对乃至其余第奇数对所述v型筘之间联接有横隔板则第四对乃至其余第偶数对所述v型筘之间不联接横隔板，每个横隔板的上端具有向上倾斜的折角边，具有折角边的两相邻横隔板与两条波状挡边之间形成一个装碴土盒；

所述垂直机身主要包括防撒料边板和竖立架，所述竖立架的右上端与所述上机架联接，环状输送带在所述竖立架内环绕，左端的输送带两边分别加装有防撒料边板且两防撒料边板均联接在所述竖立架，在所述竖立架内也就是环状输送带的内端之间联接有数个用于其保持相互间距和定位的支撑托辊；

所述水平机尾主要包括改向装置、下机架、缓冲托辊、张紧油缸、张紧滚筒以及下托辊，下机架的右端与所述竖立架联接，在下机架右端上方联接所述下托辊而其左端上方配置张紧滚筒，张紧滚筒两端分别联接张紧油缸且张紧油缸被固定在下机架上，在下机架的右端上方联接改向装置，改向装置由压轴以及安装在压轴两端的压带轮构成，每个压带轮均具有大轮和小轮，两所述大轮之间距大于等于两条波状挡边之间距但小于等于基带宽度，基带的下端面由数个缓冲托辊支撑，数个缓冲托辊均与下机架联接；

深竖井隧道碴土立式提升施工前，先将所述上机架安装在深竖井上端的出碴基础上、将所述竖立架安装在深竖井右侧的垂直基础上、将下机架安装在深竖井的装碴基础上，再将联接有波状挡边和横隔板的基带缠绕在驱动滚筒和张紧滚筒之间，并通过压带轮和下托辊的调整使环状输送带呈直角z状，然后将碴土初送皮带机置于所述水平机尾的上方并调节好输送中心线，当各部联接完好再通过启动电机来检验环状输送带是否处于良好工作状态；

深竖井隧道碴土立式提升施工时，在深竖井掘进面配置的挖掘机将碴土送到碴土初送皮带机上，碴土初送皮带机再将碴土倒入顺时针运行的环状输送带上各所述装碴土盒内，当各所述装碴土盒运行到所述垂直机身段时，在两防撒料边板以及具有向上折角边的横隔板护卫下使碴土被提升到所述水平机头，碴土运行至驱动滚筒等时被倾倒，通过波状带式输送机的周而复始运行使碴土从深竖井隧道里源源不断的被立式提升并排出。

由于采用如上所述技术方案，本发明产生如下积极效果：

1、本发明可以解决传统出碴故障多、效率低的问题，能够实现连续不间断作业，输送碴土量大，碴土运输效率高，需要的工人数量少，运行成本低，可有效降低深竖井隧道施工成本。

2、本发明实现了碴土的垂直提升，节约了地面的占用空间，避免了对其它施工设备的干扰。

3、采用波状带式输送机中所述垂直机身的有效配合使碴土被提升到所述水平机头，可避免常规施工中用卡车、电动三轮车等运输设备带来的错车、噪音、飞尘、废气等多项问题，使作业现场秩序井然、互不干扰，形成深竖井隧道碴土立式提升的新施工方法。

4、本发明也可用于其他隧道及地下工程建设需要，为出碴工序提供一种高效、可靠的施工设备和施工方法。

附图说明

图1是本发明施工方法的结构示意简图。

图2是输送带的基本结构示意简图。

图3是改向装置的工作原理图；

上述图中：1-电机；2-减速机；3-驱动滚筒；4-输送带；5-支撑托辊；6-深竖井；7-防撒料边板；8-改向装置；9-下机架；10-缓冲托辊；11-张紧油缸；12-张紧滚筒；13-碴土初送皮带机；14-挖掘机；15-混凝土衬砌层；16-基带；17-波状挡边；18-横隔板；19-压带轮。

具体实施方式

下面结合附图1-3对本发明所述技术方案做出进一步解释，未述部分以所述技术方案为准，不另赘述。

波状带式输送机的结构及其施工原理：波状带式输送机的机械结构可以分为水平机头、垂直机身和水平机尾，分别对应碴土卸载、碴土立式提升和碴土装载。所述水平机头主要包括电机1、减速器2和驱动滚筒3，电机1通过减速器2带动驱动滚筒3转动，依靠驱动滚筒3和输送带4之间的摩擦力来带动输送带4的顺时针转动。所述垂直机身是实现碴土提升的关键部位，安装在该部位的防撒料装置7可避免碴土的掉落且具有安全防护作用。所述水平机尾主要包括缓冲托辊10、张紧油缸11和张紧滚筒12，缓冲托辊10能够有效缓冲碴土倒入产生的冲击力，减小冲击力能提高输送带4和整机的稳定运行。张紧油缸11和张紧滚筒12提供了输送带4运转的张紧力。在所述水平机尾两侧布置有两台张紧油缸11，通过调节张紧油缸11的行程可以改变张紧滚筒12的相对位置，并可以调节输送带4的张紧力。输送带4放置在支撑托辊5和缓冲托辊10之上，绕经驱动滚筒3、改向装置8和张紧滚筒12形成一个环形输送带。

输送带4是波状带式输送机运送碴土的关键部件，包含基带16、波状挡边17和横隔板18，它们组成一系列连续的装碴土盒，从而实现碴土的连续立式提升。

改向装置8实现了输送带水平状态和垂直状态的过渡，台阶状的压紧轮19外侧大轮直径大，内侧小轮直径小，压紧轮19外侧压紧输送带上基带16两侧边缘并限制其左右移动，实现防止输送带4跑偏功能。压紧轮19内侧小轮压紧输送带波状挡边17顶部，实现水平状态和垂直状态之间的有机过渡。

波状带式输送机运送碴土的施工方法简述如下：

深竖井隧道碴土立式提升施工前，先将所述上机架安装在深竖井上端的出碴基础上、将所述竖立架安装在深竖井右侧的垂直基础上、将下机架安装在深竖井的装碴基础上，再将联接有波状挡边和横隔板的基带缠绕在驱动滚筒和张紧滚筒之间，并通过压带轮和下托辊的调整使环状输送带呈直角z状，然后将碴土初送皮带机置于所述水平机尾的上方并调节好输送中心线，当各部联接完好再通过启动电机来检验环状输送带是否处于良好工作状态；

深竖井隧道碴土立式提升施工时，在深竖井掘进面配置的挖掘机将碴土送到碴土初送皮带机上，碴土初送皮带机再将碴土倒入顺时针运行的环状输送带上各所述装碴土盒内，当各所述装碴土盒运行到所述垂直机身段时，在两防撒料边板以及具有向上折角边的横隔板护卫下使碴土被提升到所述水平机头，碴土运行至驱动滚筒等时被倾倒，通过波状带式输送机的周而复始运行使碴土从深竖井隧道里源源不断的被立式提升并排出。

每次出碴施工完成后，须确保输送带4上没有残留碴土后方可停机。当输送带4出现打滑、轻度跑偏现象时，可通过调节所述水平机尾两侧的张紧油缸11的行程来改变张紧力。当设备出现故障或紧急情况时应紧急停车，排除故障后方可重新启动波状带式输送机，波状带式输送机具有带负载启动的能力。

波状带式输送机以电为能源，工作噪音小，使用波状带式输送机可减少尘土、尾气排放，有利于形成良好的施工环境。

以上实例仅用于说明本发明的技术方案，但本发明并不限于上述实施例，在所述领域普通技术人员所具备的知识范围内对本发明的任何修改，等同替代和改进等，均属于本发明请求保护的技术范围之内。