太行山隧道单线长斜井运输设计及行车调度方案优化.pdf

隧 道／ 地 下 工 程 太行山隧道单线长斜井运输设计及行车调度方案优化 郑 丽 洪 中铁十六局集团北京 建筑工程 公司 ，北 京 1 0 0 0 1 8 摘要 太行山隧道 5号 单线斜 井在斜 井超长 、 坡度 陡和错 车 道少等净空受限条件 下 ， 同时担 负正 洞 4个 工作面施 工任务 ， 在进行运输设计和行 车调度 方案优 化后 ， 加快施 工进度 ， 确 保 计划任务 实现 。 关键词 铁路隧道 ；太行 山隧道 ；斜 井；运输 ；调度 ；施 工 中图分类号 U 4 5 5 ． 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 2 9 5 4 2 0 0 8 O 6 一o o 8 6 一O 2 新建铁路石家庄至太原客运专线工程太行山隧道 位于山西省盂县境 内， 通过太行 山山脉 的主峰越宵 山 最大高程为1 3 1 1 m ， 隧道最大埋深 4 4 5 m， 由两条平 行的单线隧 道组成 ， 两线 间距 3 5 m， 隧道全长2 7 8 3 9 m， 太行山隧道是 目前我 国客运专线中最长的山岭隧 道。我单位 承建 的 z 4标段为太行 山隧道 的 4号 、 5 号 、 6号斜井及正线6 4 0 1 m的土建工程。其 中 5号斜 井长2 0 5 5 m， 单线隧道 ， 纵坡 1 2 ． 7 5 ％ ， 净宽 5 m， 净高 4 ． 8 m， 错车 道 8个 ， 错车 道 间距 2 3 0 m。5号斜井 担 负 正洞 4个 工 作 面施 工 任务 ， 计 划 施 工长 度 为 4 8 3 0 m， 占正 洞总 长 3 8 ％ ， 4个工 作 面采用 钻爆法开 挖 ， 自卸 车 无轨运 输 。 在长大隧道施工 中， 尤其是单线长斜井及斜井担 负正洞多个工作面施工 ， 斜井担负出碴 、 送料 、 混凝土 运输 、 施工人员进 出， 施工高峰期的施工运输通过能力 受到严重制约 ， 因此 ， 单线长斜井的运输和行车调度一 直是制约隧道工程进度的瓶颈 ， 如何进行 5号斜井运 输 设 计和行 车调 度方 案 优 化 ， 最 大 提升 斜 井 的 运输 通 过 能力 是加 快施 工进 度 的关键 。 1 运输设 计方 案优化 1 ． 1 车流 量计 算 正洞施工期间采用无轨运输方式出碴运输 ， 采用 Z L C 5 0装载 机装 碴 ， 2 0 t 斯 太 尔 自卸 车 出 碴 。衬 砌 采 用 8 m 混凝土罐车运送混凝土， 混凝土输送泵灌注。 根 据施 工进 度安 排 ， 5号 斜 井 担 负 正 洞 4个 工 作 面的施工任务 ， 按 Ⅱ级 围岩开挖综合进尺 3 m 出碴量 最大计算 ， 每天安排 2个循 环， 按 2个工作 面同时出 碴 、 同时进行初期支护作业进行安排， 二次衬砌平均每 天 一个循 环 1 2 m。 1 出碴运 输 车辆 的配置 5号斜 井施 工正洞 设备 配备 计算 按单线 计算 见 表 1 。 表 1 5号斜 井施 工正洞设 备配 备计算 按单线计算 要 素 计 算 说 明 每循环 开挖量 8 5m3m1 ． 4m 3 5 7m 每循 环按平均断 面 8 5 m ， 循环进尺按 3 m计算 ， 虚方系数 1 ． 4 每循环 的装车时间 3 5 7 8 0 6 02 6 8 m i n Z L C 5 0装载挖装碴 ， 挖掘机配合装碴 ， 装碴能力 8 0 m ／ h 每循环开挖量的装车数 3 5 71 0 3 6车 采用斯太尔 自卸汽车 ， 装载能力 1 0 m ／ 车 最远距离 3 2 5 5 洞内1 0 0 0 洞外4 2 5 5 m， 根据 实际测定汽车平均 最远工作面至弃碴场的往返时间 2 4 2 5 51 2 0 0 0 6 0 4 3 rai n 速度按 1 2 k m ／ h计 最近距离 2 0 5 5 洞 内 8 0 0 洞外 2 8 5 5 m， 根据实际测定汽车平均速 最近工作面至弃碴场的往返时 间 2 2 8 5 51 20 0 0 6 02 9mi n 度按 1 2 k m ／ h计 调车、 装车时间 调车 1 ra i n ， 装车 5 ra i n 按 6mi n计算 最多用车 4 36 3 62 6 8 7 正洞工作 面最远位置 最少用车 2 96 3 6 2 6 8 4 正洞工作面最近位置 上表按单线计算 ， 设备配套时综合考虑左右线 4 个 工作 面的实 际施工 进 度 ， 按 4个 工作 面 中有 2个 工 作面同时出碴计算 ， 合理安排和编制运输计划及机械 设备配套， 因此 ， 5号斜井正洞施工时配装载机 2台 ， 收稿 日期 2 0 0 8一o 31 0 作者简介 郑丽洪 1 9 7 6 一 ， 女， 工 程师 ， 1 9 9 9年毕业于西南 交通大学 ， 工学学士。 挖 掘 机 2台 ， 自卸车 1 4台。 2 喷射 混凝 土运 输车辆 的配置 采用 8 In 混凝土罐车运送混凝土 。混凝土罐车 运行速度 1 2 k m ／ h ， 装车时间以 1 0 mi n计 ， 卸料时间以 1 5 mi n计 ， 从拌和站到衬砌点距离综合考虑按 3 k m计 算 ， 混凝土罐 车往返一次总耗 时 31 2 6 0 2 1 01 5 5 5 m i n 。每工作 面使用 2台湿喷机 ， 综合考 铁 道 标 准 设 计RAI LWAY S T ANDARD DES I GN 20 0 8 6 维普资讯 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全 郑丽洪一太行 山隧道单线长斜井运输设计及行 车调度 方案优化 虑满足 2个工作面 4台湿 喷机不停工作 的罐 车数 为 4台。 3 二衬 混凝 土运输 车辆 的配 置 采 用 8 m 混 凝 土 罐 车 运 送混 凝 土 。混 凝 土 罐 车 运行速 度 1 2 k m ／ h ， 装 车 时间 以 1 0 mi n 计 ， 卸 料 时问 以 1 5 mi n计 ， 从拌和站到衬砌点距离综合考虑按 3 k m计 算 ， 混凝 土 罐 车往 返 一 次 总耗 时 31 2X 6 0 X 2 1 0 1 5 5 5 m i n 。满足 1台混 凝 土输 送 泵不 停 工 作 的 罐车数 为 5 51 5 3 ． 6 4 车 。 上述按单线计算 ， 设备配套时综合考虑 5号斜井 左 右线 4个工 作 面的 实 际 施工 进 度 ， 按 4个 工 作 面 每 天至少有 1台衬砌 台车浇筑混凝土计算 ， 因此 ， 4辆罐 车运送 混凝 土 。 4 其他 车辆 的安排 考虑其他运输车辆 ， 如钻爆器材 、 炸药 、 钢筋等材 料运输车辆 ， 工序施工人员运输 车辆及检查车辆等综 合因素 ， 其他运输车辆与出碴 、 混凝土运输车辆同一时 问在斜井 内行 进 的车辆 最多安 排 4台。 1 ． 2 运 输方 案设 计优化 5号斜井段 同一 时间行车调度安排 1 4辆 出碴 车 安排 洞 内4台、 斜井段 6台 三上三下 、 洞外4台； 喷 射混凝土运输车和二衬混凝 土运输车安排相同 洞内 1台、 斜井段 2台 一上一下 、 洞外装料 1台； 其他 车 辆 4台。 因此 ， 斜井 段施 工高 峰期 车辆 最多 为 6 2 2 4 1 4台 ， 共 有 1 4台 车 在 斜井 内 同 时 行 进 。 因为 下 坡 车速比上坡车速稍快 ， 下坡车速按 1 5 k m ／ h行进， 上坡 车 速按 8 k m／ h行进 ， 安 排 下 坡 车辆 8辆 ， 根 据错 车道 容量 2个 车 1 组 ， 编 成 4组 ， 上 坡 6辆 ， 不 问 断 向洞 外 行进 ； 4组下坡车辆 可问隔在 4个错 车道 内等候上坡 车辆通过后再行进 ， 满足行车要求。 2行车调度方案优化 5号斜井 正洞 4个工 作 面施 工 ， 主要 工 序 施 工 共 有 2 4辆运 输车辆 含 2台其 他运 输 车 辆 在 洞外 和洞 内同时运 行 。根据 现场 实 际情 况 ， 合 理 组 织 和科 学 安 排 5号斜井 段 2 0 5 5 m 行 车指 挥 调 度 是 确 保 施 工 进 度 的有效途 径 。 1 行 车调度 优化 ①分类并编号。为便于车辆调度 ， 对不同种类 的 车辆 进行分 类编 号 ， 如 特 快车 1 、 特 快 车 2 ⋯ ⋯。混 凝 土车 为特快 车 ， 因混凝 土 运 输 车 载 重 进洞 时 由于 坡 度 陡只能前行或进入错车洞 ， 不能后退让路 ， 因此， 混凝 土运输车为特快车类 ； 出碴车为直快车 ； 其他车辆为普 通车 。 ②设置调度室。在洞 口和斜井与正洞交叉 口处设 铁 道 标 准 设 计R A儿 WAY ST A NDARD DES I G N 20 0 8 6 隧 道／地 下 工程 置调度室 ， 2 4 h调度轮流值班。 ③调度人员配置。洞 口调度 6人 ， 分 3班， 每班 2 人 ， 主要负责洞内外信息传送 、 洞 口车辆的派遣 、 洞外 人员及材料的组织 ， 是全隧的指挥中心和信息中心； 斜 井交叉 口设调度 3人 ， 分 3班 ， 每班 1人 ， 主要负责洞 内车辆的调节、 指挥及与洞外信息的传送 ， 保证信息畅 通无阻 ； 斜井井身设巡逻调度 3人 ， 分 3班 ， 每班 1人 ， 负责斜井 中段车辆会让的指挥协调。 ④绘制车辆动态图。洞 口及斜井交叉 口调度和各 工 作面 随时 保 持 联 系 ， 掌 握 车 辆 动 态 ， 调 整 车 辆 动 态 图 ， 对车辆 进 行合 理调 配 。车辆 行进动 态示 意见 图 1 。 度室 图例 口满载出碴 自卸车 田空载出碴自 卸车 4满载混凝土搅拌输送车 ∞空载混凝土搅拌输送车 q 满载喷混凝土运料 车 q 空载喷混 凝土运 料车 ∈ 丹 其他轻型车辆 I I 交叉 口调度室 图 1 5号斜井段车辆行进动态示意 单位 m 2 5号斜井井身段行车指挥调度原则 ① 出碴 车辆优先进入斜井 的原则抓住出碴是关 键工序这一原则 ， 斜井 内向洞外 出碴 的重车不 问断行 车 ， 其 他 车辆 在避 车道 、 交叉 口或洞 口等 侯 的原则 。 ②下行让上行车辆的原则 从洞外进入洞内的运 输 车辆 让洞 内向洞 外 运输 车 辆 的 原则 混 凝 土运 输 车 除外 。主要 考 虑 上 坡 载 重 车 辆 停 车 起 步 困难 ， 尽 量 保持不问断行车。办法 为 车辆在行使时应 以灯光作 为指示信号 ， 车辆行使时开大灯 ， 当避让 时熄灯停放 ； 车辆 下行 时看见 上 行 灯光 即在 就 近 错 车道 停 放 ， 当上 行 车辆 离错 车 道近 时应提 前进 入错 车道 避让 。 ③无条件服从调度指挥的原则洞 口和洞内交叉 口的调度是确保行车通 畅的关键 ， 运输车辆必须无条 件 服从 调度 指挥 。 3辅助措 施 1 经常洒水。洞内及斜井段采取洒水 降尘辅助 措 施 ， 使 洞 内扬尘 最少 ， 保证 行 车视线 良好 。 2 成立道路维修及 养护班组。洞 内车流量大 ， 重车多 ， 洞内成立 了专 门的道路维修班和养护班 ， 对路 8 7 维普资讯 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全 隧 道／ 地 下 工 程 双线多变断面衬砌台车综合设计与应用 张 胜 中铁 十七 局集 团有 限公 司，太原0 3 0 0 0 6 摘要 以太中银铁路 张 家寨隧道 为例 ， 介绍 双线 隧道 多变断 面衬砌 台车综合设计和施工使用方法 ， 为节约工程成本提供 一 种节省衬砌 台车投入 费用的思路 。 关键词 铁路 隧道 ；多变断面；衬砌 台车 ；设 计使 用 中图分类号 U 2 3 1 ， 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 4 2 9 5 4 2 0 0 8 0 6 0 0 8 8 0 3 在铁 路设计 选线 上受 到运 营线路设 站地 理位置 和 环境 的 限制时 ， 为满 足线路 运营条 件 ， 就 不可避 免 出现 对铁 路建设 施 工组织 不 利 的建 筑 结 构 物 ， 比如 线 路 上 出现大跨度变断面隧道进入车站、 桥梁等。在太 中银 铁路 张家寨 隧道 出 口就 出现隧道 一 出洞 口通 过子洲 大 理河特大桥进入子洲车站 ， 隧道断面渐变 ， 经过 9次变 换 断面线路 间距 由 4 ． 4 0 m逐 步变 到 5 ． 7 5 m， 给施工 增 加一定 难度 ， 成本 投入 加大 。为此 ， 采用 了一定 的施 工 方法 进行该 段施 工 ， 并 取得 了较好 的效果 ， 大 大节约 了 衬砌台车投入成本。 1 工程 概况 太 中银铁路绥 德 靖 边 段 S J S - 1 1 标段张家寨双 线隧道设计全 长2 2 6 6 m， 隧道 进 口里程 D K 2 8 7 5 2 0 ， 出 口里程 D K 2 8 9 7 8 6 ； 隧道 内线 间距 由 4 ． 4 0 m 逐渐变 为 5 ． 7 5 m， 隧道最 大埋 深 1 4 5 m。本 隧道位 于 陕北 子洲 县 城南面黄土梁峁沟壑区， 岩层从上到隧道依次为新黄 土、 老黄土、 粉质黏土 、 砾岩、 泥岩、 水平薄层砂岩。 本 隧道 全隧 位于 曲线上 ， 曲线 半径 R 2 8 0 0 m， 隧 收藕 日期 2 0 0 71 1 1 2 作者简介 张胜 1 9 7 3 一 ， 男 ， 工程 师， 1 9 9 7年毕业 于石家 庄铁 道学 院隧道与地下工程专业 ， 工学学士 。 道 出 口就是 子洲 大理 河 特 大桥 ， 桥 梁 结 构进 入 隧 道挡 墙 段 ， 隧道 断面设计 线 间距变 化参见 表 1 。 表 1 隧道 断面 设 计 线 间 距变 化 起讫里程 长度／ m 线间距／ m DK 2 8 75 2 0～D K 2 8 7 6 0 5 8 5 复合式衬砌 4 ． 4 0 D K 2 8 76 0 5～D K 2 8 7 7 8 0 1 7 5 复合式衬砌 4 ． 5 3 非 绝 缘 锚 段 关 节 复 合 式 衬 D K 2 8 77 8 0一DK2 8 79 4 5 1 6 5 砌 4 ．7 5 D K 2 8 7 9 4 5～D K 2 8 8 2 0 0 2 5 5 复合式 衬砌 5 ． 0 0 D K 2 8 82 0 0～D K 2 8 8 3 6 0 1 6 0 复合式衬砌 5 ． 1 5 D K 2 8 83 6 0一D K 2 8 8 6 9 0 3 3 0 复合式衬砌 5 ， 4 5 D K 2 8 86 9 0～D K 2 8 8 7 6 0 7 0 绝缘 锚段关节复合式衬砌 5 ． 4 5 D K 2 8 8 7 6 0一D K 2 8 9 0 6 0 3 0 0 绝缘 锚段关节复合式衬砌 5 ， 7 5 D K 2 8 9 4 - 0 6 0～D K 2 8 9 4- 7 8 6 7 2 6 复合式衬砌 5 ． 7 5 根据任务情况和工期安排 ， 该隧道采用进 出口两 个 工作 面进行 掘进 支 护施 工 ， 结 合 围 岩情 况 和 断 面情 况 ， 将施 工 任务 划 分 如 下 隧道 进 口端施 工 D K 2 8 7 4 - 5 2 0～D K 2 8 8 6 9 0共计 1 1 7 0 i n ， 断面有线间距复合式 衬砌 4 ． 4 0 、 4 ． 5 3 、 5 ． 0 0 、 5 ． 1 5 、 5 ． 4 5 m 和 非 绝缘 锚 段 关 节 复合式 衬砌 线 间距 4 ． 7 5 i n 6种 断 面 ； 出 口端施 工 D K 2 8 8 6 9 0～D K 2 8 97 8 6共 计 1 0 9 6 i n ， 断 面 有线 间 距绝 缘锚 段关 节复 合式衬 砌 5 ． 4 5 、 5 ． 7 5 i n和 复合式 衬 砌线间距 5 ． 7 5 i n 3种断面， 进出口各设计使用一部衬 砌台车完成施工任务 。 2衬砌 台车设计 及使 用方法 2 ． 1 进 口端 衬砌 台车 的设计 和使用 1 ． 进 口端衬 砌 台车 的设 计 加工 根据进 口端 6种断面形式 下锚洞仅有 4 i n单独 面进行 2 4 h维修和养护。 4 结语 单 线长斜 井 隧道 施工 中 ， 运 输 设 计 和行 车 调 度是 一 个 系统工程 ， 在隧道施工之初就应该科学地加 以研 究 、 设计 ， 从方案确定 、 系统配置 、 施工组织等各方面进 行匹配 ， 在隧道施工 中受隧道本身条件限制 ， 各种情况 很难 预料 ， 就需 要在 施 工 过程 中不 断优 化 运 输设 计 和 行 车调度 方案 。5号斜井 通过 对 运输 设计 和行 车调 度 方案 不断 优化 ， 确保 了施 工计划 任 务 的实 现 ， 达到 了 4 个 工作 面月掘 进进 度 5 0 0 i n 、 二衬进 度 4 0 0 i n的计 划 目 标 ， 比铁道部要求贯通工期提前 9 d ， 比设计贯通工期 提前 4个月 ， 运输设计和行车调度方案优化对单线长 斜井 施工 正洞 时的施 工组织 管 理发挥 了重 大作用 。 参考 文献 [ 1 ] 水利电力部水 利水 电建设局． 水 利水 电工 程施工 组织设 计手册 [ K ] ． 北京 中国水利水电出版社 ， 1 9 9 6 ． [ 2 ] 易萍丽． 现代隧道设计与施工 [ M] ． 北京 中国铁道 出版社 ， 1 9 9 7 ． [ 3 ] 王中勤 ． 太行 山隧道 4号 、 5号 、 6号斜 井调整施工 组织方案研究 [ J ] ． 铁道标准设计 ， 2 0 0 7 4 ． 8 8 铁道标准设计R A I L W AY S T A ND A R D D E S I G N 2 0 0 8 6 维普资讯 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全 h t t p //w w w .l w 23.c o m 论文网 论文大全