小断面大坡度斜井有轨运输系统优化选型计算探讨
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小断面大坡度斜井有轨运输系统优化选型计算探讨

2022-10-23 14:55:05 来源:网友投稿

设计纵坡1/1250,设计流量13.6m³/s。

其中,22#隧洞2#斜井原设计长410m(斜距),坡度50.9%(26.9°),经现场调整后,斜井长442m(斜距),坡度39.7%(倾角21.66°),垂直高度163m,与主洞交角为左下角29.328°,断面形式为城门洞型,净断面尺寸4.26×3.75m(B×H),承担主洞单向掘进2667m的施工任務。

2 方案对比及确定

因2#斜井属小断面大坡度斜井,洞内运输难度大、安全风险高且承担主洞大量的施工任务,因此安全高效的斜井出渣运输系统是解决进度、安全问题的关键。

目前国内水工隧洞斜井出渣运输方式主要有无轨出渣运输、有轨出渣运输和无轨装渣有轨运输等几种,其中小断面(特指开挖面积为10~30m2或跨度为3~5.5m)洞室出渣宜采用有轨运输方式。

采用有轨运输一般分为机车牵引和绞车牵引两种方式,装渣设备又分为矿斗装渣和行驶托板托运出渣车等方式,根据2#斜井工期要求并结合现场安全情况,斜井段出渣采用绞车牵引矿斗有轨运输方式;进入主洞后,采用绞车牵引托板托运出渣车方式,这样避免主洞段弃渣多次倒运,其中斜井段出渣系统示意图见图1出渣系统示意图:

3 机械设备选型及计算

根据设计文件描述,2#斜井段地质情况为γ4花岗岩,围岩类别为Ⅱ、Ⅲ类居多,局部地段为Ⅳ类。根据总工期要求,斜井段需保证每天2个循环,其中每循环进尺2m左右考虑,斜井段运输系统包括轨道拟采用43kg/m型钢轨,下铺宽220mm厚160mm枕木,轨距90cm;绞车牵引矿斗出渣运输,矿斗选用3m3专用矿斗,大坡度履带刮板扒渣机装渣,运输系统设备能力选型计算如下:

3.1 钢丝绳选型计算

3.1.1 绳端受力分析计算:

根据计算可知,选定绞车功率为132kW>126.7kW,满足要求。

综上所述,需配备功率为132kW绞车牵引3m3专用矿斗,钢丝绳为6×7+FC合成纤维芯钢丝绳,其公称直径为26mm才能满足现场施工需求。

4 结语

饮水隧洞普遍具有断面小、不利于大型机械施工等特点,而坡度大、断面小的斜井更是增加了施工难度和安全风险,因此对现场机械配置进行合理选型是提高工效,降低安全风险及施工成本的最佳途径,通过对现场机械配置详细计算后投入使用,经现场验证效果良好,安全、进度满足施工要求,达到了预期效果。

参考文献

[1] 煤矿安全规程[S].北京:煤炭工业出版社,2001.

[2] 一般用途钢丝绳(GB/T 20118-2006)[S].北京:中国标准出版社,2006.

[3] 水工建筑物地下开挖工程施工规范(SL378-2007)[S].北京:中国水利水电出版社,2009.

作者简介:邓浩(1981-),男,湖南澧县人,中铁二十局集团第三工程有限公司工程师,研究方向:公路、水利施工。

(责任编辑:黄银芳)


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