大倾角皮带输送机在地下车站土方开挖施工中的应用

梁锋亮

（中铁十四局集团有限公司　山东　济南　250014）

大倾角皮带输送机在地下车站土方开挖施工中的应用

梁锋亮

（中铁十四局集团有限公司山东济南250014）

目前，地下车站土方开挖一般采用渣土车斜坡道运输和吊车垂直提升外运，这种传统运输方式设备投资多，占用人员多，且存在极大的安全隐患。本文介绍了大倾角上运带式输送机的结构、技术特点、优越性及试用的经验。应用效果证明，在车站开挖中布置倾角57°的大倾角皮带式输送机具有推广价值。

大倾角；皮带输送机；地下车站；土方开挖

引言

目前地下车站开挖一般采用前期渣土车斜坡道运输，后期吊车垂直提升方式施工。由于临时修建斜坡道质量较差，渣土车不能满载运输，开挖过程中存在资源浪费、效率低下等现象。另外无论是斜坡道运输还是垂直提升都存在较大的安全隐患，试用大倾角皮带输送可以较好解决这些问题。

1　大倾角输送机简介

大倾角输送机是一种新型的带式输送机，又叫波状挡边大倾角带式输送机，它在连续输送散状物料上效果非常好，采用的是具有波状挡边和横隔板的输送带，挡边带由基带、挡边和隔板组成，基带外观同曾通输送带。大倾角输送机特别适用于大倾角状态下（最大90°）连续输送物料。目前制造生产的大倾角输送机，输送物料堆积密度为0.5～2.5t/m3。

大倾角输送机型号有多种，常见的类型是DJ大倾角输送机。长株潭城际铁路树木岭车站使用的是DJ型，带宽B=500mm，挡边高120mm，带速0.8～2.0m/s，功率1.5～18.5kW，倾角30°，最大输送量可达190m3/h，实际使用中因为喂土速度、电机荷载和车辆进出等多种因素影响，一般可实现9车/h，每车松土方量15m3的输送速度。

2　运行系统结构特点和技术要求

2.1运行条件

输送机物料的输送倾角取决于输送物料的块度、硬度、含水量、输送带带速和输送带对物料的侧压力。输送带倾角越大，输送物料的稳定性越差，越容易引起物料的滑动和滚动。因此，大倾角上运带式输送机的正常运行应满足以下条件∶破碎后岩石直径不易过大；运距较短，运、喂土方能力充分；输送量允许有较大的波动；沿途撒落物料不影响皮带输送机运行。

2.2系统构成

由于在大倾角工况下运行，大倾角上运带式输送机运行系统除具有与普通带式输送机一样的系统构成外，对运行系统的主要结构部件有特殊的要求，需采用先进的软启动技术、机尾重锤拉紧装置、专用清扫装置、特殊托辊装置、特种胶带及防止物料滚落装置等。

2.3布置形式

为获得较好的受料和卸料条件，本机采用“Z”形布置形式。即设有上水平段、下水平段和倾斜段，并在下水平段受料，在上水平段卸料。上水平段与倾斜段之间采用凸弧形段机架连接，下水平段与倾斜段之间采用凹弧段机架相连以实现输送带的圆滑过渡。

（1）上水平段：因树木岭车站场地狭窄，不可以在场地内堆土，需传送上的土直接落入待运的渣土车内。为了保证渣土车通过，上水平段采用高式头架（头架高度H0=4000mm）。

（2）倾斜段：无论上水平段采用的是低式、中式、或是高式中间架支腿，倾斜段均采用低式中间架支腿。

（3）下水平段：下水平段采用低式中间架支腿。

图1　大倾角皮带输送机（挡边带式输送机）产品布置示意图

3　应用效果及效益分析

3.1应用效果

在以往地下车站最后的土方开挖施工中，采用多台挖机多级翻土方式，存在资源浪费、效率低下等现象。特别在开挖基坑较深的情况下，问题更加明显。

图2　树木岭车站土方开挖示意图

大倾角皮带输送机试用效果良好。一般可实现9车/h，每车松土方量15m3的输送量，这个运输量基本与渣土车斜坡道运输量相同。且该项技术在试用过程中未发生机械和电气事故，系统运行安全可靠，在大倾角的工况下可完全满足土方运输需求。

3.2效益分析

以树木岭站土方开挖方式用斜坡道运输结合垂直吊土方案与皮带输送机输送方案对比为例，分析大倾角皮带输送机的经济效益：

（1）与渣土车斜坡道运输相比，不会因为雨天影响施工，对工期要求严格的项目有较大优势。

（2）皮带输送机固定成本约36万，但可多次循环使用，每次均摊费用为10万左右。与挖机多级提土结合吊车垂直运输的方案相比，此项可节约租赁费15万。

（3）在挖土量一定的情况下，皮带输送机的喂土挖机采用220挖机，而一般渣土车运输为了保证装车速度，采用450挖机，每月可以减少4万元左右挖机租赁费用。

（4）安装费用3万左右，而渣土车斜坡的修建费用在6万左右，此项约可节约3万。

（5）无论是斜坡道运输还是吊车垂直吊土都存在较大安全隐患，皮带输送机在此一项存在巨大的潜在优势。

4　大倾角皮带输送机在车站土方施工中的优缺点分析

4.1优点

（1）许用的输送机倾角大，是大倾角输送和垂直提升的理想设备，具有良好的综合经济效益；

（2）与其他提升设备相比，具有通用带式输送机的结构简单的优点，便于维修和使用；

（3）运行平稳、噪声小；

（4）由于不存在装料时的挖掘阻力和运行时物料的内摩擦、外摩擦力，因而能耗小；

（5）垂直挡边带式输送机还可以在机头和机尾设置任意长度的水平输送段，便于与其他输送设备的衔接。

4.2缺点

（1）该机不足之处在于波状挡边橡胶带比普通平面橡胶带使用寿命短。波状挡边橡胶带一般是在胶带厂粘接成整圈后出厂，在现场吊装时较为不便，安装时应充分考虑起重设备和安装空间。

（2）该机的输送带有波状挡边和横隔板，形成一连串的匣型容器，物料置于其中较少外溢，在直线输送的过程中不会散落，但在尾部水平段向上拐弯处容易少量洒料，导料槽与胶带的波状挡边之间有缝隙，容易少量洒料；头部清扫器下会有少量落料。

（3）对输送的土方直径、含水量、松散程度等要求较高。大倾角带式输送机在实际施工中对提高输送效率方面有很多要求，其中较好的处理土体质量是一种有效方法。

5　结束语

采用大倾角带式输送机可优化基坑内土方运输环节，优化工期安排，减少天气等因素影响施工进度，节约大量人力，节电节能，经济效益和社会效益明显。因此，大倾角皮带输送机在地下车站基坑内土方开挖中具有推广价值和应用前景。

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1673-0038（2015）43-0214-02

2015-10-1

梁锋亮（1983-），男，中级工程师，本科，主要从事高铁施工工作。