隧道斜井施工

隧道斜井施工

2.12.2.1 工艺概述斜井是隧道附助坑道的一种。是为增加隧道工作面以缩短工期和改善施工通

风、施工排水和

施工运输等施工条件所设置的临时性隧道附属工程。也可作为永久性的隧道附属建筑，作为运营通风、排水和防灾害使用。一般需要提前开工，为隧道施工创造有利条件。

2.12.2.2 作业内容

1. 洞口及车场布置；

2. 轨道铺设及拆除；

3. 施工通风、排水设施安装及拆除，施工通风排水；

4. 斜井开挖、支护及衬砌；

2.12.2.3 质量标准及验收方法参考开挖、支护、衬砌、

防排水等作业工艺标准。

2.12.2.4 工艺流程基本作业流程为：测量→钻架就为→钻孔→装药爆破→通风→找顶清帮→支

护→出碴→下一

循环。

2.12.2.5 工序步骤及质量控制说明

一、施工准备

1. 做好施工现场的“三通一平”——路通、水通、电通与场地平整工作，合理规划施工总

- 135 - 平面布置，确定大临、小临及弃碴场的位置和范围，运输道路的引入和其他运输设施的布置。

2. 做好原材料料源调查，提前完成原材料试验和配合比试验，准备充足施工使用的各项材 料，使其满足施工要求。

3. 熟悉施工图纸，做好各项技术交底。

4. 做好现场劳动力组织（详见作业组织），准备好各种施工机械，并保证机械的完好率， 使其满足施工要求。铁路隧道坚井提升运输机械通过计算确定，其它机械设备可参考正洞配备。

二、设备选型与配备

1. 一次提升时间（t ） 一次提升时间的计算见表

2.12.2-1。

注：—— 斜井井身长度（m ）；

L 甩 —— 甩车道长度（m ）；

L

车 —— 斗车长度 L 上 —— 上部平车场长度（m ），根据一次拉车数确定，一般取 6～15m ； L 上 —— 下部平车场长度（m ），一般取 6～15m ； L

提

—

—

提

升长

度

n —— 一次提升斗车数（辆）； υ均 —— 平均提升速度

（m /s ），一般 0.75～0.9，当提升长度小于 200m 时取下限， 大于 600m 时取上限； υm a x —— 最

大提升

υ甩 —— 车组通过甩车道及道岔的速度（m/s ），取最大提升速度的一半且不大于 1.5m /s ； υ平 —— 车组在平车场的运行速度（m /s ），一般取 1.5m/s ； t 甩、t 平 —— 在甩车场、平车场的停止时间（s ），单钩取 30，双钩取 25s ； t 换 —— 电机反转换向时间（s ），取 5；

- 136 -

t 斗 —— 箕斗提升休止时间（s ），取 8～10； 2. 提升容器容积（V ）

V 双钩＝ k 2 tV 1 ；V 单钩＝ k 2 tV 1

（m 3）

3600k 1T 1800k 1T

式

中

：

V

1

——

隧道每班

出

碴

量

（ T —— 隧道每班出碴时间（h ）； k 1 —— 满载系数，取 0.9； k 2 —— 提升不均匀系数，取 1.15～1.25； t —— 一次提升时间（s ）。 一般斗车需要加固其连接装置，安全系数不小于 6。 现箕斗多采用无卸载轮前卸式，几种箕斗技术性能见表 2.12.2-2。 表 2.12.2-2 前卸式箕斗技术特征表 装载容积 轨距（mm ） 轴距（mm ） 适用井身倾角（°） 箕斗自重（kg ） 2m³ 900 1600 ＜25 1421.2 3m³ 900 1700 ＜25 2975.6 4m³ 900 1800 ＜25 2210.6 6m³ 900 2000 ≤20 3153.0 3. 提升钢丝绳的单位长度重量（P k ）

n （Q 1＋Q 2）（sin α＋f 1 cos α）

P k ＝ 110σ m

（kg / m ） －L （sin α＋f 2 cos α）

式中： Q 1 —— 提升容器及连接装置的自重（kg ）； Q

2

—

—

提

升

容

器

的

有

效载重（

L —— 钢丝绳提升长度（m ）

； σ—— 钢丝绳的公称抗拉强度，有

155～170 kg /mm ； f 1 —— 提升容器运行阻力系数，取 0.01～0.015； f 2 —— 钢丝绳移动阻力系数，取 0.25～0.4； α

—— 斜井倾角（°）；

m —— 钢丝绳安全系数，提升人时取 9，提升物时取 6.5；

n —— 一次提升车辆的数量； 据此选择相应的钢丝绳直径。

4. 天轮直径（D ）

提升天轮： D ＝（60～80）d 绳；或：D ＝（900～1200）d 丝 （mm ）

式中： d 绳 —— 钢丝绳直径（mm ）；

d 丝 —— 钢丝绳钢丝直径（mm ）；

5. 提升绞车 提升绞车的选择，主要根据所悬吊设备的重量和方法来确定。一般单绳悬吊用

单卷筒绞车，

双绳悬吊用一台双卷筒或两台单卷筒绞车。

（1）卷筒 ① 卷筒直径

D ＝（60～80）d 绳；或D ＝（60～80）d 丝 （mm ）

式中： d 绳 —— 钢丝绳直径（mm ）；

d 丝 —— 钢丝绳钢丝的直径（mm ）。

- 137 -

1 绳 ② 卷筒宽度（B ） 单层缠绕时：

B ＝（ H 3＋l ＋n ）（d

＋ε）

（mm ）

多层缠绕时：

πD 卷

H 3＋l ＋（n 1＋n 2）πD 卷 （mm ）

B ＝ ηπD 均

（d 绳＋ε）

式

中： H

3

—

—

斜

井提升

长度 d 丝 —— 钢丝绳钢丝的直径（mm ）；

l —— 钢丝绳试验的备用长度，备用 30～40m ； n 1 —— 摩擦圈数，取 3；

n 2 —— 每两个月移动 1/4 周的备用圈数，取 4； D 卷

—— 卷筒直

径 η —— 钢丝绳缠绕层数； d 绳 —— 钢丝绳直径（mm ）； ε —— 钢丝绳圈间隙，用 2～3m m ； D 均 —— 平均缠绕直径（m ）

，D 均＝D 卷＋（η－1）d 绳。 （2）最大静张力（F max ）和静张力差（F 差） 绞车的能力是根据钢丝绳的最大静张力来标定的，因此，

所选用的绞车最大张力应大于钢丝 绳悬吊的终端荷重与钢丝绳自重之和，绞车筒的容绳量要大于绞车的悬吊深度。 F max ＝ n （Q 1 ＋Q 2 ）（sin α＋f 1 cos α）＋P k L （sin α＋f 2 cos α） （kg ） F 差 ＝ F ma x －n Q 1 （sin α－f 1 cos α） （kg ） 式中符号意义同前。 （3）电动机功率（N ）的计算

单钩提升：

双钩提升：

N ＝

K ·F max ·V max 102η

N ＝

K ·F 差

·V max 102η

（kW ）

（kW ） 式中：K —— 电动机功率备用系数，取 1.2；

η —— 传动效率，一级传动为 0.9，二级传动为 O .85；

V max —— 最大提升速度（m /s ）； F max 、F 差

——最大静张力和静张力差（kg ）。 根据计算结果选用绞车。 三、斜井井口车场的设施及布置 有轨运输斜井布置井口车场时，要因地制宜，充分利用地形条件来满足提升设备的安装要求。 并以便于弃碴、供料为原则。一般斗车斜井井口设井架，箕斗斜井井口设卸碴架。提升是由钢丝 绳绕过井架或卸碴架上的提升天轮通过绞车牵拉。

1．斜井口至井架距离（L 1 ）和井架高度（H g ）。

（1）斗车斜井单钩提升井口设置甩车场， L 1 ＝（l 1 ＋

l 2 ＋l 3 ＋l 4 ）Cos α （m ） Hg ＝（l 1 ＋l 2 ＋l 3 ＋l 4 ）Sin α一D u /2 （m ） 式中 l l —— 缓冲距离（m ），一般取 7～9；

l 2 —— 道岔连接长度（m ），4 号道岔用 7m ；