汪海龙
（中铁十六局集团第二工程有限公司）
【摘 要】在小断面，大坡度的隧洞施工中，对有轨运输和无轨运输之间的施工衔接方式进行阐述。
【关键词】小断面；有轨运输；无轨运输；衔接方式
有轨运输和无轨运输是隧洞施工中比较常见的两种运输方式，个别工程两种运输方式同时采用。两种运输方式在出渣、进料上是否紧密衔接可能会成为影响施工进度的一个重要因素。
1．工程概述
宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程7#（大湾）隧洞位于固原市泾源县大湾乡，是宁夏固原地区（宁夏中南部）城乡饮水安全水源工程11条输水隧洞中单洞最长的隧洞，为Ⅲ等中型工程，隧洞总长10.710km，设计隧洞净高2.35m，底宽1.8m，洞底坡降为1/2250，设计引水流量3.75m3/s，属于小断面饮水隧洞。
为保证工程工期，7#大湾隧洞共设置4条支洞辅助施工，其中7-2支洞为临时支洞，承担着7#大湾隧洞42+805~44+755段共1950m的施工任务。7-2支洞开挖断面为城门洞型，净高3.3m，净宽3m，长度688m，坡降1/4，降坡角度14.03°，进口至主洞洞底高差159.69m。
整个支洞洞身小、长度长、坡度大，大型车辆无法进入，小型车辆装渣后动力无法满足爬坡要求。经过我们多种方案讨论比选及现场实验，决定7-2支洞采用有轨运输，正洞采用无轨运输辅助施工。
2．总体施工运输方案
主洞洞身狭小、坡度小，采用小型矿用四轮车进行无轨运输辅助施工，7-2支洞洞身小、长度长、坡度大，大型车辆无法进入，小型车辆装渣后动力无法满足爬坡要求。经过我们多种方案讨论比选及现场实验，决定7-2支洞采用有轨运输。有轨运输和无轨运输之间在支洞底部进行衔接。
3．设备选型
主洞通过扒渣机出渣，利用矿用四轮自卸车运输。7-2支洞出碴为有轨运输。提升绞车采用电控非隔爆型电阻调速的单卷筒盘闸式矿用提升绞车，型号为：JTP1.6×1.5，最大提升高度854m（三层缠绕），最大提升速度4m/s，最大提升重量24t。轨道采用24钢轨，轨距60cm。矿车采用6m3侧卸式矿车，高1.4m，宽1.5m，长4.8m。
4．支洞底布置方案
为了有轨运输和无轨运输间的有效衔接，提高生产效率。在支洞底部扩大断面，设置两条运输道路，设置道岔，道岔采用单开7号岔。一条降坡进入接料坑便于出渣，一条平直进入正洞便于进料。
渐宽段开挖时，整体下降开挖，便于铺设道岔，下降坡度6%，便于调整提升绞车提升角度。侧卸式矿车车长4.8m，矿车不宜过长，矿车中后部位的装渣在矿车侧面进行。7-2支洞承担后期正洞出渣采用四轮矿用自卸车，车长5m，宽2m，与侧卸式矿车尺寸匹配。为便于四轮矿用翻斗车在侧面进行装渣，在支洞（矿车停靠位置）左侧开挖宽5m，深3m的倒车区。
5．具体施工方案
Z0+638.5~646.5段为渐变过渡段，开挖保持6%坡降，拱顶保持水平（标高不变）。支护采用Ⅰ16，间距1.0m,设置锁脚锚杆+系统锚杆，锁脚锚杆φ22、2根/榀、L=2.0m,顶拱设置系统锚杆，采用φ22、L=2.0m、间排距1.0m，钢筋网间距20cm*20cm，喷C20混凝土20cm。
Z0+646.5~648.5段，开挖保持6%坡降，拱顶保持水平（标高不变）。支护采用Ⅰ16钢架，间距0.5m（可根据围岩条件进行调整），设置锁脚锚杆+系统锚杆，锁脚锚杆2根/榀、L=3.0m,顶拱设置系统锚杆，采用φ22、L=3.0m、间排距1.0m，钢筋网间距20cm*20cm，喷C20混凝土20cm。
Z0+648.5~665段，开挖右侧接料坑采用16.13%坡降至Z0+664，左侧为平直段。支护采用Ⅰ16钢架，间距0.5m（可根据围岩条件进行调整），设置锁脚锚杆+系统锚杆，锁脚锚杆2根/榀、L=3.0m,顶拱设置系统锚杆，采用φ22、L=3.0m、间排距1.0m，钢筋网间距20cm*20cm，喷C20混凝土20cm。
Z0+665~666段，开挖为平直段至正洞，采用Ⅰ16钢架，间距0.5m（共两榀），设置锁脚锚杆+系统锚杆，锁脚锚杆2根/榀、L=3.0m,顶拱设置系统锚杆，采用φ22、L=3.0m、间排距1.0m，钢筋网间距20cm*20cm，喷C20混凝土20cm。
由于6m3矿车长度为4.8m，并预留钢筋混凝土厚度及防装墙宽度，底部车场开挖长度5.5m。矿车过长，仅正面卸渣无法装满，需要在侧面进行卸渣。正洞拟采用四轮翻斗车运渣，车长度5m。为保证四轮翻斗车进行侧面卸渣，需要开挖倒车区，倒车区长度5m，深2m。
倒车区在进入正洞后开挖，倒车区入口并排架设2榀20拱架，形成拱梁。倒车区内拱架采用I16工字钢，间距0.5m。开挖前先加工倒车区拱架并运至施工现场，再截断原Z0+657.5-Z0+662.5段倒车区范围内拱架，使截断端搭设在倒车区拱梁上，并焊接牢固。
支洞开挖到主洞后，正洞与支洞相交地段处于复杂的三维受力状态，为保证正洞安全挑顶施工的完成，正洞初期支护必须座落于一个牢固的落脚平台，同时应加强该段正洞初期支护的锁脚锚杆施工，防止拱架下沉。
6．有轨运输和无轨运输衔接方案
主洞采用矿用四轮自卸车进行无轨运输，主洞掌子面爆破施工完毕后，扒渣机配合矿用四轮车将洞碴装卸到喇叭口的卸碴槽内，倒进矿车内，由于矿车与整体下挖的出渣道之间存在缝隙，可以制作一个漏斗形接料装置来保证洞渣全部倒入矿车内，然后提升绞车将矿车提升到洞口进行倒碴。进料时矿车通过道岔进入平直区，卸料后倒运至矿用四轮自卸车运至掌子面。
7．结束语
通过对支洞底部车场的设计和布置，实现了有轨运输和无轨运输之间的快速衔接。在施工时密切关注支洞底部车场洞渣及材料的转运情况，从实际运输情况来看，主洞洞渣每次倒运平均约3分钟，进料倒运每次约15分钟，有轨运输和无轨运输之间的衔接快速、有效。为今后此类工程施工提供了新的思路。
参考文献：
[1]易萍丽 现代隧道设计与施工 中国铁道出版社，1997
[2]杜 鑫 小型断面隧道开挖运输方案成本分析 2009
[3]张永明 井下有轨运输车辆选型计算 2011
论文作者:汪海龙
论文发表刊物:《工程建设标准化》2016年3月总第208期
论文发表时间:2016/6/15
标签：矿车论文; 隧洞论文; 锚杆论文; 洞洞论文; 四轮论文; 断面论文; 坡度论文; 《工程建设标准化》2016年3月总第208期论文;