【摘　要】通过对宜万铁路16标大支坪隧道有轨运输方案选定、机械设备配套、运输管理技术的研究及现场实践，从而掌握有轨运输管理经验及设备选型等数据，为以后类似工程提供借鉴。

【关键词】大支坪隧道；有轨运输；机械设备配套；运输管理

１　工程概况

大支坪隧道位于巴东县大支坪镇，东起支井河，西至野三河。全长8770米；纵坡为人字坡，坡度从进口至出口依次为-4‰、4‰、-8‰、-12‰、0‰，洞身最大埋深495米。其中我公司承建的进口段长4388米，施工里程DK130＋142～DK134＋530；在Ⅱ线位置设置贯通平导，全长4410米。大支坪隧道通过广泛分布的可溶岩地层，岩溶发育强烈，水文地质条件复杂，地质构造复杂，为宜万铁路主要控制性工程之一，隧洞涌水量：正常涌水量Q=137040m3/d，强降雨强度下隧道涌水量Q=512422 m3/d。主要工程不良地质地段有：岩溶地面塌陷、水源枯竭、隧道突水、突泥、煤系地层瓦斯等。

2　总体施工方案的确定

全隧运用新奥法原理，采用钻爆法组织施工。隧道开挖应用光面爆破或预裂爆破技术，平导、斜井全断面开挖，正洞Ⅱ、Ⅲ级围岩全断面开挖（岩爆、软岩变形地段采用台阶法），Ⅳ、Ⅴ级围岩台阶法开挖，根据工程围岩稳定情况适时进行支护。结合工程实际，灵活选用无轨运输或有轨运输方式，合理配套机械设备。根据设计图纸要求，全隧选用无轨和有轨运输结合，有轨运输为主的总体运输方案，本文着重研究有轨运输方案。图1为洞内有轨运输线路布置示意图。

注：①——重车；②——空车；③——活动浮放道叉

图1　洞内有轨运输线路布置示意图

3　机械设备配套的基本原则

３．１　施工机械设备的配套要与工程规模相适应，工程规模越大，施工机械设备配备的能力越强，效率更高；反之，适当减弱。

３．２　施工机械设备的配套要与工程施工工期相适应。工期紧与工期松要有所区别，工期越紧，投入越大，施工机械设备配备能力越强。

３．３　施工机械设备的配套要与运输方式相匹配。运输方式主要分为有轨运输和无轨运输两种，不同的运输方式，机械设备的配套差别比较大，运输方式是进行机械设备配套的前提条件和基础。

３．４　施工机械设备的配套要与工程地质条件相适应，不同的工程地质条件，就有不同的施工方法相对应，施工机械设备也有所不同，能够适应相对变化的工程地质条件。

３．５　机械设备的配套，要立足于国产化，以国产化机械设备为主。

３．６　施工机械设备的投入要与合理的施工进度相适应。工程规模越大或工期越紧，施工机械设备投入占工程造价的比例越高，反之越低。

4　运输方式及技术经济比较

洞内运输采用何种运输方式是隧道施工组织设计必须首要解决的问题，运输方式确定后，才能进行相关机械设备的优化配套。单线铁路隧道开挖宽度相对较小，一定程度上限制了大型无轨运输装碴设备的推广使用，独头掘进越长，限制越大，工效相应降低。一般情况下，3000m以下的单线铁路隧道，多数采用无轨运输方式，反之采用有轨运输方式。同时也与施工企业的习惯作法有关，少数的施工单位4000m以下单线铁路隧道采用无轨运输方式；另一方面，采用有轨运输方式的部分机械设备相对专业化，工程完成后，一旦没有相类似的工程项目施工，势必造成机械设备的大量闲置，造成资源浪费。通过对大支坪隧道进口按有轨运输和无轨运输方式选配的机械设备进行施工费用测算，有轨运输费用略高于无轨运输。其中有轨运输成本为61.338元/m3，无轨运输成本为60.554元/m3。同时考虑大支坪隧道辅助坑道设计情况，分别采用有轨运输和无轨运输方式相结合的方式（设计均采用有轨运输方式）。具体见表1。

5　机械设备的配套

结合大支坪隧道进口工程特点，确定出施工工区、运输方式、开挖方法和施工计划工期。机械设备的配套按照钻爆开挖作业线、出碴运输作业线、锚喷支护作业线和二次砼衬砌作业线进行系统匹配配置。主要从三个方面研究：一是装碴运输设备配套，二是采用重轨重载配置，三是调车系统合理、有效、安全。

5.1　装碴运输设备的配套

1）针对平导隧道断面4×4.5m，采用钻爆法施工（矿山法），有效爆破深度约为2.5米，一次爆破土石方理论为45方，土方松散系数为1.3～1.5，实际需装碴总量约为60方，采用有轨施工方式装碴，设备为WZ160型挖斗式装碴机；平导横通道进入正洞施工，采用有轨运输，装碴采用ZL-50C装载机进行效率更高无轨方式装碴，运输采用14 m3梭式矿车。

2）轨道采用43kg/m旧轨，轨距900mm。

3）出碴设备采用JXBK12型直交变频调速蓄电池电机车，牵引ST14M3梭式矿车,各一台为一组,配置二组；1500米以后可考虑再配一组。直交变频调速蓄电池电机车因采用变频技术，牵引力好，动力储备大，一次充电行程为直流电机车的三倍。

4）由JCGY6型砼输送车配HBT60泵，完全可保证进度要求。

5.2　轨道及错车道的合理布置

大支坪隧道进口因洞口基本无施工场地，在平导洞口300m范围将平导断面加大，铺设双轨作为存车线，平导及隧道正洞双轨单线布置，每300～800m设一处错车道岔，保证各掌子面有车装碴、弃碴场有车卸，各会车道有车会车，基本上保证了装碴不停，运输不断的作业。

5.3　信号系统

调度信号系统采用电铃、红绿灯、电话相结合的方式。每个错车道和调车道安排2名调度，负责发送信号并调车，避免机车在运行区间发生对撞和溜车。

6　有轨运输行车安全管理措施

６．１　运行时严禁上下车；驾驶室不得坐非司机人员；不得用换向手柄逆向刹车；挡位把手回零才能制动；不得在指定的线路上高速行驶；不得牵引超出规定负荷；机车上不得站人，载人；工作人员进洞只能做在梭矿斗上。

６．２　行人进洞靠线路右侧行走,不允许在线路左侧行走、 进洞人员应走人行道，不得与机械或车辆抢道，不准追车、扒乘车或强行搭车；闲杂人员不得在洞外逗留、任何人员不得坐在轨道上；运输线路（含斜井）均应专人负责经常养护维修；线路两侧尤其是斜井轨道间的掉落碴石应随时清除，确保轨道运输畅通。

６．３　洞口、喇叭口、平交道口等交通要道处，应设置标准警告、警示标志，如“缓行”、“禁止通行”等标志，必要时应设立防护人员指挥疏导交通。

7　结论

７．１　单线隧道独头掘进1800m以内，建议采用无轨运输方式施工，反之采用有轨运输。

７．２　工程地质条件较好的条件下，装碴运输成为控制工序循环时间的关键环节，尽可能配备装碴、运碴能力大的设备。反之，隧道工程地质较差，支护工序控制循环时间，装碴、运碴设备不能发挥其优势，可以适当减弱，降低设备成本。

７．３　机械设备的配套选择必须要做到单机选型要考虑质量可靠，经济合理，维修方便。组合配套，要考虑设备外形尺寸与隧道开挖、衬砌空间相适应，各机械之间外形尺寸要相互适应，配套设备之间生产能力匹配，才能取得好的工程效果。

７．４　机械设备的选型与配套，必须与工期、工程地质条件相适应，不能盲目追求高标准、高投入，尽可能（下转第297页）（上接第271页）追求经济效益最佳。

７．５　机械设备的使用、管理与维护不可缺少，是快速施工机械设备配套技术的重要组成部分。

７．６　有轨运输安全管理贯穿整个过程，是重中之重，需要高度注意，防止人员伤亡事故的发生。

【参考文献】

［1］宾凌涛．黄州坝隧道有轨运输和无轨运输施工方案比较[J]．山西建筑，2002，11，28(11)．

［2］党莹．有轨运输在长大隧道中的应用[J]．山西建筑，2000，2：48-49．

［3］倪自玉．有轨运输在锦屏辅助洞工程中的应用[J]．科技创新导报，2011，2．

［责任编辑：周娜］