小断面隧道施工中出碴点的设置

在隧道工程施工中，小断面隧道掘进作为整个工程的开始，对掘进、支护、衬砌影响很大，直接关系施工进度。尽快完成隧道掘进可以为后续工作平行作业提供条件，拓展作业面，提高资源利用率。这就要求施工员必须科学组织施工，特别是部分小断面隧道一定要根据情况尽可能地减少掘进作业中工序间的流水步距。因此，应通过科学控制出碴时间达到缩短工期的目的。

出碴对掘进工期影响分析

1

目前，工程施工中主要采取钻爆法掘进、侧卸装载机配合自卸车出碴作业。钻爆掘进中各工序间的关系如图；

1台车钻孔、炮孔装药、排烟、出碴是影响掘进速度的四道主要工序。钻孔采用三臂凿岩台车（也可以是多台手风钻同时作业），一般断面均可实现三臂平行作业；炮孔装药至少可以两人平行作业。出碴作业只能由一台装载机配合自卸车来完成，无法实现平行作业，而且受隧道断面限制。

图钻爆法掘进施工网络图

1

面较大，不需另设出碴点即可满足出碴要求；而细而长的

隧道部分需要在隧道一侧开挖一定的会车空间作为出碴

点，以方便小断面隧道出碴时的洞内交通组织，如图所

2

示。由图可知，距离是影响出碴速度的主要因素之一，合

S

理设置将缩短隧道掘进作业时间；另外，出碴点也可作为

S

施工的会车点，提高隧道通行效率，从而缩短工期。

图小断面出碴示意图

2

小断面出碴时间计算模型

2

假设条件

2.1

（）车速恒定，且不受路面情况及拐弯影响，料斗容

1

量及车宽见表；

1

－－

45小断面隧道施工中出碴点的设置

吴海珊，后奇才

（长江工程职业技术学院，湖北赤壁）

437302

摘要：本文结合隧道施工特点，分析了出碴对工期的影响，针对小断面隧道内出碴点设置情况进行了分析对比，建立了设置合理数量的出碴点数学计算模型，通过设置优化程序，为确立出碴点个数及位置提供了定量评估手段。

关键词：隧道施工；出碴点；最短出碴时间

中图分类号：TV651.3 文献标识码：B 文章编号：－（）－－

16730496200703004503

Set-up of Slag Point in Construction of Small Section Tunnel

WU Hai-shan, HOU Qi-cai

(Changjiang Engineering Vocational College, Chibi 437302, China)

Abstract : The influence of slag production on construction term was analyzed based on the characteristic of tunnel construction. A reasonable calculation model of slag point was built according to slag point seting in small section tunnel project. Some appraisal ways were given too.

Key words: tunnel construction; slag point; the shortest slag-out time

（）装载机铲、装碴总时间恒定，每装满一斗所需要2时间为；

180s （）机械装备状态良好，自卸车完全满足运输需要；3（）岩石物理性质不随隧道轴线的延伸而变化，单位4长度爆破后形成碴体体积不变；

（）每个掘进循环进尺；

53m （）洞口、隧道内的支洞口可作为自然会车出碴点。

6表装碴机械车辆参数

1 机械名称前行速率（）m/s 后倒速率（）m/s 料斗容量（）m

3

车宽

（）m 装载机 1.350.9233自卸车

1.35

/

10

2.3

注：为确保行车安全，规定洞内车速最大。5km/h 出碴总时间2.2

T mt

t T n

i i −=∑=

1（）

1式中，t i 为第 i 个掘进循环的出碴时间（）； h n 为小断面隧道总掘进循环次数；m 为设置的出碴点个数；t 为设置一个出碴点超挖部分所用的时间，根据施工经验此处取。

15h 第个掘进循环的出碴时间

2.3 i 根据隧道掘进过程中出碴点设置情况，一个掘进循环的出碴时间相应分为三种情况计算：作业面与隧道口间不设出碴点

2.3.1

图作业面与出口间不设出碴点

3 在图这种情况下，隧道出口作为自然会车出碴点使

3用，由装载机完成全部路程i S

的行进，故计算公式为：22

1

11180N w N S w N S t i i n

++=

（） 2式中： i S 为爆破作业面与出碴点的距离（）；m N 1为一 个掘进循环中装载机的铲装次数；N 2为一个掘进循环中自 卸车的运输次数；w 1为装载机的正行速度（）； m/s w 2为装 载机的倒行速度（）。

m/s 作业面与隧道口间设一个出碴点

2.3.2

图作业面与口间设一个出碴点

4 如图，4S i 的行进由装载机完成， L 1的行进由自卸车完 成，且在隧道口至少有一辆自卸车等待进洞装碴。设出碴车掉头时间为，故计算公式为：

180s 21

2

121111801802N v N L w N S w N S t i i i ++×++=

（） 3式中：L 1为出口与出碴点的距离（）； m 1v 为自卸车前行速度（）；其余符号意义与公式（）中相同。m/s 2作业面与隧道口间设置个以上会车出碴点

2.3.3 2如图，在出碴点处有自卸车装碴时，其他倒碴返回53的车辆可以分别在出碴点1、等候进入装碴，因此23S i 、L 2是 与出碴时间计算相关的路程因素，其余L 3 、……等洞内路程因素对出碴时间无影响，故此时计算公式为：

21

2

2211

11801802N v N L w N S w N S t i i i ++×++=

（） 4式中：L 2为距离作业面最近和次近出碴点的距离； (m)其余符号意义与公式（）、（）中相同。

23

图作业面与隧道口间设多个出碴点

5 算例及分析

3 如图所示，某工程隧道为隧道入口，点为主洞和 6A B 支洞交汇点，可以作为段和段的出碴点，点为主洞BC BD C 掌子面，点为支洞掌子面，其中、、分别需要

D AB BC BD 、、个掘进循环，每个循环铲装碴次、运输车10043872910次。由于不能满足大断面出碴要求，现设置一定数量的出

碴点，并根据其个数计算出碴时间进行对比。

图某工程隧道作业面与出碴点的设置

6 不设置出碴点

3.1 点作为自然出碴点使用，因此出碴总时间：B T =AB T + BC T +T BD ，其中 T AB 采用、式， (1)(2) T BC 、 T BD 采用、 (1)(3)式计算得：出碴总时间为。

683.35h 设置一个出碴点

3.2 如图，在段的第个掘进循环处设置，出碴总时6AB X BD BC XB AX T T T T T +++=间：，其中 T AX 采用、式， (1)(2)T XB

BC BD 采用、式，、采用、式计算。(1)(3)T T (1)

(4)在BD 段的第个掘进循环处设置，出碴总时间：Y T =

T AB +T BY +T YD + T BC ，其中 T AB 采用、式， (1)(2)T BC 、 T BY 采用 、式，(1)(3)T YD 采用、式计算。

(1)(4)－－

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