浅谈大坡度斜井有轨运输施工方法

周俊波

中铁八局集团昆明铁路建设有限公司 云南 昆明 650200

一、工程概况

滇中引水楚雄段施工1标由板凳山隧洞和万家隧洞组成。板凳山至万家隧洞（桩号DLⅡ100+592.061～CX16+257.000）共包括板凳山隧洞出口段（长3.412km）、板凳山渡槽（长0.066km）、万家隧洞（长16.257km）、共3座输水建筑物。万家隧洞2#施工支洞为大坡度斜井，支洞轴线倾角23°，支洞长度496.206m，支洞进口高程2120.000m，支洞交主洞高程1946.772m，支洞洞口洞底高差173.228m。支洞断面尺寸：斜井段6.5m×5.5m;转渣扩挖段7.5m×9.0m。

二、运输方案选定

施工进度的快慢主要取决于支洞的运输效率，万家隧洞2#施工支洞坡度为42.45%，超出一般车辆正常运行坡度范围，严重影响运输安全和工作效率。为解决支洞和主洞的洞渣、原材料运输问题，最大限度发挥支洞作用，通过对图纸的研究和运输设备的调查，对以下运输方案进行比选。

1、装载机运输

装载机主要用于铲装作业，也适用于短距离运输，具有速度快、机动性好、操作轻便等特点，但是，不适合长距离运输。支洞长度496.206m，随着支洞的不断掘进，运输距离逐渐增加，运输效率逐渐降低。长距离下坡时，一旦刹车系统失灵将造成严重的安全生产事故。

2、装载机配合自卸车运输

自卸车适合长距离运输，且装载能力大。但是，由于万家隧洞2#施工支洞坡度大，距离长。目前国内的自卸车均不能满足42.45%的长坡上行驶。

3、扒渣机配合皮带机运输

扒渣机配合皮带机装运洞渣，具有爬坡能力强、运输效率高等特点，但是，不能运输大块物料，洞渣石块需要小于25cm才适合皮带运输，钢支撑、钢筋、模板等则无法运输。

4、挖掘机配合绞车提升系统运输

绞车提升系统在矿山生产中运用广泛，技术成熟，安全可靠。对物料大小要求低，可运输大小不均的洞渣、钢支撑、钢筋、轨道等多种物料，还能挂载人车运送人员。随着支洞的不断掘进，仅需铺设轨道就能延长运输距离，维修简单、操作方便。挖掘机可以装渣、排险，吊运钢支撑、钢筋、水泵等，配合工人铺轨。缺点：须购买专用设备，一次性投入大，成本高。

5、方案选定

通过对以上四种方案的比较，结合目前的施工现状，从安全性、经济性和满足工期要求等方面考虑，使用挖掘机配合绞车提升系统运输的方案是最合理的。能最大限度满足材料运输，保证施工进度和安全生产。虽然购买专用设备，一次性投入大，成本高。但是，该方案安全可靠，安全性远高于其他方案，后期维护成本低。

三、大坡度斜井轨道铺设

1、绞车技术规格参数

表1 绞车技术规格参数

2、技术背景

目前大多数工地轨道采用的是钢轨和槽钢焊接的方式。然而，钢轨和槽钢焊接的轨道效果并不理想，轨道易出现不均匀沉降、变形、焊缝断裂、维修困难等诸多因素。经过多次研讨，最终决定轨道的连接采用铁路标准，使用螺栓连接[1]。

3、轨道铺设方法

轨道作为承载矿车、平台车运输的主要设备，设计合理可以有效避免翻车、脱轨等事故，减小施工安全风险。万家隧洞2#施工支洞轨道采用钢筋混凝土支撑块和43#钢轨组成。每根钢轨长度6.25m，钢轨与支撑块连接、钢轨与钢轨连接均采用铁路标准，使用螺栓连接。并使用C20喷射混凝土将支撑块之间的空隙喷密实形成整体道床。具体施工步骤如下：

第一步：使用道钉锚固剂将螺旋道钉锚固在钢筋混凝土支承块中。

第二步：将43#钢轨在工厂加工成6.25m/节,并在钢轨端头打钢轨连接板螺栓孔。

第三步：采用配套的钢轨配件和轨距拉杆连接钢筋混凝土支承块和43#钢轨。

第四步：将组装完成的轨道进行检查验收。

第五步：将验收合格的轨道运至轨道端头，采用钢轨连接板将轨道连接成整体。

第六步：轨道运行使用20～30天后，不均匀沉降基本稳定，调整轨道线性及标高，符合施工要求后采用C20喷射混凝土将钢筋混凝土支承块之间的空隙及钢筋混凝土支承块与底板的空隙喷密实形成整体道床。

图1 轨道组装验收

图2 轨道安装使用

图3 轨道喷射混凝土形成整体道床

四、安全措施

绞车提升系统是斜井施工中重要的出渣运输设备，是斜井施工安全风险控制中的重要环节，对保证施工安全意义重大。

1、安全保护装置

（1）绞车系统设置总停开关。

（2）动力供给中断或中断后重新供给，只能通过手动操作才能重新启动。

（3）应设有过负荷和欠电压保护装置、限速保护装置、松绳保护装置等。

（4）设置声光报警器、挡车器、阻车器、“一坡三挡”防跑车装置。

2、信号系统

（1）视频监控系统应覆盖整个轨道，保障绞车运行安全。

（2）应急电话安装在掌子面附近，与值班室应急电话相连。

（3）洞内安装电信信号基站，可通过手机与洞外人员联络。

五、结束语

万家隧洞2#施工支洞使用有轨运输方案快速形成生产力，保障施工的顺利进行。采用绞车提升系统出渣，安全是整个施工过程中控制的重点，施工前要建立健全绞车系统管理制度，施工中始终保持绞车司机与井口、井底之间的联系，保障作业安全。定期对设备进行检修保养，发现隐患立即整改，严禁带病作业。加强对绞车司机和信号工的安全教育培训。本文通过对大坡度斜井有轨运输施工方法的总结，对后续同类施工管理具有一定的借鉴意义。