小断面特长隧道运输系统及运输方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及隧道工程施工技术领域，特别是涉及一种小断面特长隧道运输系统及运输方法。
【背景技术】
[0002]在铁路、公路特长隧道工程建设中，与主隧道平行的安全隧道在主隧道建设过程中起到辅助施工通道作用，在主隧道建成后作为运营期间主隧道检修、紧急情况下人员疏散通道。安全隧道初期支护断面净空尺寸:宽度在5m左右，高度在5.5m左右，开挖方量为28m3左右，因为安全隧道初期支护内净空宽度比较小，无法满足转载机上碴及自卸汽车洞内会车宽度需求，另外安全隧道独头掘进尺寸比较深，当达到一定深度后，洞内通风困难，且为了满足施工工期、进度指标等要求，安全隧道施工中的运输系统及运输方法起到至关重要的作用，为了保证施工进度、满足工期要求和减少洞内环境污染，安全隧道独头掘进施工中产生的碴土需要一种科学合理、环保畅通的运输系统和运输方法出碴，从而保证安全隧道施工进度及能满足工期需求。
【发明内容】
[0003]为了更好解决上述现有技术中所存在的问题，本发明提供一种小断面特长隧道运输系统及运输方法。
[0004]为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案是:一种小断面特长隧道运输系统，其中，包括牵引机车、轨行运输车、洞内运输线路和洞外运输线路，所述洞内运输线路为单轨运输线路并在所述单轨运输线路的轨道上设置有多个会车道，所述会车道为单开道岔会车道并设置在运输线路轨道的同一侧，所述洞外运输线路包括与洞内运输线路连通的调头区、和与所述掉头区连通的卸碴区、上料及应急区和充电检修区及停车区，所述调头区包括至少两条轨线并通过道岔与洞内运输线路伸出洞口部分轨道相连通，所述卸碴区包括卸碴平台和至少两条卸碴轨线，所述卸碴轨线通过道岔和轨道与调头区连通，所述上料应急区包括上料台和一条与调头区连接的上料轨线，所述充电检修区及停车区包括充电房和与掉头区连通的轨线。
[0005]所述多个会车道中的第一幅会车道设置在距离隧道口 100米处，之后每隔400米设置一个会车道。
[0006]所述会车道所在一侧的隧道边墙扩挖40cm。
[0007]所述会车道长42m。
[0008]所述牵引机车和轨行运输车数量等同，所述牵引机车为电机车，轨行运输车位有轨牵引梭式矿车。
[0009]所述轨道包括钢轨和轨枕，所述钢轨为43kg/m钢轨，轨枕包括木枕和设置在道岔及弯道处的钢枕，所述木枕采用15cmX15cmX150cm方木，所述钢枕为140B槽钢制成的钢枕，钢枕长度为150cm、轨距为60cm。
[0010]一种使用上述的小断面特长隧道运输系统的运输方法，包括以下步骤:
1)出碴前，轨行运输车组进隧道洞内，其中轨行运输车组中的第一列轨行运输车停靠在掌子面挖装机下方，第二列轨行运输车停靠在靠近掌子面的第一个会车道上，第三列轨行运输车停靠在靠近掌子面第二个会车道上，依次类推，直至轨行运输车组中的轨行运输车全部停靠；
2)第一列轨行运输车装碴完毕驶离掌子面挖装机，并由停靠在最前方的第二列轨行运输车补充至挖装机下方装碴，其他空载运输车均向掌子面方向移动一个会车道，依次类推，直至一个循环出碴结束；
3)牵引机车牵引轨行运输车重车出洞后，停靠在调头区，摘钩掉头顶推轨行运输车至卸碴平台卸碴；
4)牵引机车把卸碴后的轨行运输车牵引至调头区，停靠在掉头区，摘钩掉头顶推轨行运输车至隧道洞内轨道路线等待装碴；
5)重复步骤I)至4)，直至一个循环出碴结束。
[0011]所述每循环进洞轨行运输车组中的轨行运输车的数量由一个循环出碴量和轨行运输车有效装碴量确定。
[0012]有益效果
1.本发明小断面特长隧道运输系统设计合理，为隧道内施工中产生的碴土快速运输出隧道提供了基础。本发明小断面特长隧道运输系统分为洞内运输线路和洞外运输线路，洞内运输线路为单轨运输线路并在所述单轨运输线路的轨道上设置有多个会车道，这使得洞内运碴车装碴完毕后能够快速驶离出洞，空载的运输车能够快速地补充至挖装机下方装碴，解决了安全隧道因断面下而存在的会车宽度需求问题，洞外运输线路的功能分区，保证了运输车的快速卸碴和使用维护，为隧道内施工产生的碴土快速运输提供了基础。
[0013]2.本发明小断面特长隧道运输方法出碴速度快、保证施工进度、缩短了项目工期。本发明小断面特长隧道运输方法采用轨行运输车组合理排列分布在运输线路上，科学合理的出碴车和空车会车方法很好地解决了因小断面特长隧道因断面小，安全隧道内宽度不能满足装载机上碴及自卸汽车洞内会车宽度需求的问题，而且使得装碴完成的车辆不会因为会车延误时间，同时等待装碴的空车能够迅速补充至挖装机下方装碴也不会因为会车而耽搁装碴时间，从而能够快速完成隧道施工中的出碴工作，可实现快速施工掘进，从而加快了安全隧道洞内施工速度，保证了施工进度、为缩短整个项目工期提供了可能。
[0014]3.本发明小断面特长隧道运输方法环保卫生，降低了隧道内通风难度。安全隧道独头掘进中因隧道长，存在掌子面通风难度大的困难，采用本发明的运输方法使得隧道内因运输而对空气产生的污染减少，减少了隧道内对新鲜风量的需求，从而降低了隧道内掌子面通风难度。
[0015]总之，本发明小断面特长隧道运输方法在满足了结构功能、施工工期要求的前提下，体现了巨大的经济效益。
【附图说明】
[0016]图1是本发明实施例中洞内运输线路布置示意图；
图2是本发明实施例中洞内运输线路会单个车道平面布置示意图； 图3是本发明实施例中洞内运输线路会车道处隧道横断面结构示意图；
图4是本发明实施例中洞外运输线路布置示意图；
图5是本发明实施例中出碴车辆调度示意图一；
图6是本发明实施例中出碴车辆调度示意图二；
图7是本发明实施例中出碴车辆调度示意图三；
图中:洞口 1、扩挖边墙2、掌子面3、运输车4、洞内运输线路轨道5、会车道6、调头轨线
7、卸碴平台8、卸碴轨线9、上料台10、上料轨线11、充电房12、停车轨线13。
【具体实施方式】
[0017]实施例:为了保证在工期内完成小断面特长隧道的挖掘工作，本申请人在承建的乌兹别克斯坦安革连?琶布铁路库拉米单线电气化铁路隧道工程建设中使用了本发明小断面特长隧道运输系统及运输方法。乌兹别克斯坦安革连?琶布铁路库拉米单线电气化铁路隧道工程概况:主隧道全长为19.2km，在主隧道左侧平行设置的辅助施工通道安全隧道全长为19.27km ;安全隧道独头掘进施工任务为3200m，其中III级围岩所占比例86%，IV级围岩所占比例11%，V级围岩所占比例3%，；安全隧道最小初期支护断面III级围岩净空尺寸:宽5.06m，高5.34m，开挖端面方量27.4m3。针对在该工程中安全隧道线路长、独头掘进深度深、初期支护断面尺寸小，洞内通风困难，且合同工期短，进度指标高等因素，安全隧道独头掘进施工中的运输效果直接影响安全隧道的施工安全和进度甚至整个工程进度。下面，就以申请人在乌兹别克斯坦安革连?琶布铁路库拉米单线电气化铁路隧道工程建设中使用本发明小断面特长安全隧道施工中的运输系统和运输方法为例，结合附图、对本发明作进一步详细说明。
[0018]本工程安全隧道施工设备:采用ITC312挖装机装碴，工作能力为300吨/小时；采用JXK-20电机车(20T)牵引；采用有效装碴为20m3的SK-25有轨电瓶梭式矿车(25m 3)作为运输车4运碴，安全隧道III级围岩开挖断面方量为24.3m3，按每循环设计进尺3.0m计，一个循环出碴量为V = 24.3m3 X 3.0mX 1.6 (松碴系数)=131.5m3，ITC312挖装机每小时工作能力实际约为200m3，装完131.5m3碴所需的时间为39.5分钟，所以使用25m3有轨电瓶梭式矿车(有效装碴20m3)需配备7辆车才能拉完弃碴。
[0019]参见图1-图4，一种小断面特长隧道运输系统，包括7辆JXK-20电机车牵引机车、7辆有效装碴为20m3的SK-25有轨电瓶梭式矿车(25m 3) 4、洞内运输线路和洞外运输线路，所述洞内运输线路为单轨运输线路并在所述单轨运输线路上的轨道5上设置有多个会车道6，所述会车道6为单开道岔会车道并设置在运输线路