小洞径隧道工程运输方式比选

单口掘进3000m以上长大隧道施工中，目前国内常用的施工方法主要有无轨运输和有轨运输两种，究竟哪一种方法更环保、更经济，本文通过生产要素配置、生产能力、经济技术等方面的比较进行严密分析，以使有轨运输设备在今后的应用中发挥更好的作用。

　　工程概述木星土水电站是尼汝河流域梯级电站的第四级电站，工程位于云南省迪庆州香格里拉县东部的洛吉乡境内，正常蓄水位1910.50 m，总库容46.87万m3，系日调节水库。木星土水电站装机容量为120 MW。

　　主体建筑物主要有：混凝土溢流坝、泄洪冲沙消能建筑物、发电引水系统和电站厂房。引水隧洞洞经4.8～5.4m，主要工程为开挖、洞渣运输、支护等。下面以此隧道（共计7948m）为例，对两个口的两种施工方式进行对比分析。

　　施工方案确定和实践统计对比本隧道主要采用有轨运输，用人工风机钻眼，斜眼掏槽光面爆破开挖方法。出渣运输和进料是1#支洞的控制工序之一，因而按大功率、高效化、无烟化的要求配置设备。

　　装渣用2台ITC312隧道挖装机（理论装载能300m3/d），备用1台海马150型挖装一体机（理论装载能力150m3/d），运输用120kN推力的电瓶车，每台可拉2台SS18Dm3的矿斗车。

　　通风采用双风机方案，并在距离掌子面500m左右设射流通风机1台，辅助用20m3/min电动空压机供风。隧道出渣按1台电瓶车拉2台18m3矿斗车配置。

　　最多矿斗车需要量的确定原则：最多矿斗车需要量是将单循环出渣量全部装入矿斗车，通过多车头在隧道内道岔上进行调整矿斗车，使其成为移动的渣场，最后用车头一次性运至卸渣场；另外还要考虑反向施工和备用等因素。

　　号支洞配置了4台电瓶车和8台矿斗车，在最不利的情况下，将单循环石渣全部装入矿斗车，不影响下道工序的作业。

　　支洞与洞外轨道平面线型必须为直线，施工测量需严格控制。为确保快速运输安全，支洞及正洞内道岔部位应保证平顺。出洞口段一般设置变坡，稍高于支洞内，防止车速过快导致安全事故。
　　支洞外轨道线路坡度需根据洞外场地布置、场地空间大小等要求综合考虑进行设置，一般为15～25%。

　　本工程选用坡度为15%。根据已确定的施工方案，对所需要的设备进行了选型与配备，对既有机械设备与新置设备进行统计后，可以得出有轨出渣比无轨出渣一次投入多173.3万元。

　　因木星土水电站工程主要围岩为Ⅱ、Ⅲ级，支护采用集中喷射混凝土，故本文仅对两种出渣方式在Ⅱ、Ⅲ级围岩条件下生产能力进行对比。经统计后有轨运输比无轨运输节约487.58元。

　　有轨运输在隧道工程施工中可以出渣，也可以进行衬砌混凝土运输。经济指标采用施工定额进行对比分析。通过各类投入对比，可以形成一次函数，横轴为隧道长度，纵轴为投资额。当挖装一体机、钢轨为既有设备时，可以看出，只有当隧道长度大于3554m时，方可考虑有贵运输，如右图所示。当所有有轨运输设备为新购时，一次投入额度更大，所以，只有深长隧道才适合采用有轨运输。

　　总结根据小洞经隧道工程长度，施工单位可以进行经济技术分析是否采用有轨运输。而且应考虑新置大型设备如挖装一体机、钢轨等设备材料的投入。

　　现将有轨运输相关实践经验总结如下：有轨运输在铁路单线长隧施工使用中，具有下列优势：运行不产生尾气、洞内调车有序、通风成本较底，能够较快形成稳定的施工态势，能有效利用监控和信号系统，有利于洞内施工的安全监控。

　　尤其是拥有良好的施工环境，降低了隧道施工人员职业病的发病率，减轻了企业的负担，对企业的稳健发展是很有利的。有轨运输在铁路单线长大隧道施工使用中，设备的一次性投入大，施工条件要求高，洞外场地需一定规模，设备调动困难，可能前期闲置浪费、后期生产能力不足，在今后还有待于克服和改进；施工方法的转变不灵活，保证隧道施工速度是考虑有轨出渣的前提。

　　针对原来采用轻型道轨列车运行易掉道的情况，可以采用43kg/m道轨，并在道轨上垫渣，很好的保持了道轨的稳定，取得了良好的效果，列车掉道影响施工的情况明显减少。采用气刹制动设备，能够保证列车运行的安全。

　　采用SS18D梭矿，单节容量达18m3,并且成功的实现了梭矿之间的搭接，采用单车头牵引双梭，大大节约了运行的时间，提高了20T电瓶车的使用功效和出渣的速度。

　　在道岔铺设上进行技术改进。为保证矿车的使用效率，出渣时始终有一列空车在重车经过时等在最前道岔，出渣的速度就主要取决于最前道岔与掌子面的距离，事实上道岔布好后不能随时都前移，实践证明掌子面与最前道岔的距离为250～750m较适宜

　采用枕木做轨枕，可以实现快捷安装，且能因地制宜，在工程所在地进行合理选材。由于工程实践的局限性，本工程所投入施工要素的潜能还没有充分发挥出来，因此应该说在今后的应用中，有轨运输具有更大的潜力。