乌鞘岭隧道4号斜井有轨运输施工设备选配

工程概况

    乌鞘岭特长隧道位于兰新线兰武段打柴沟车站与龙沟车站之间，在甘肃省天祝县境内，全长20．05km，是国内最长的山岭隧道。其4号斜井井身长552．8m，坡度为31％，与左线正洞夹角为45°。施工部门承担着3370m左线平导先期开挖及后期扩挖的施工任务。施工运输采取有轨运输方式。

    工程特点：一是工期紧，任务重。该工程于2003年2月侣日开工，计划于2005年5月底完工。4号斜井承担左线正洞3370m的施工任务，其中向武威出口方向2470m，向兰州进口方向900m。二是地质复杂。不可预见的地质灾害多，涌水量大，在不同岩层接触带及断层带边缘可能发生突水，部分地段有瓦斯存在。三是乌鞘岭地区高寒缺氧，自然条件十分恶劣。四是生态环境保护要求高。

    工程难点：一是在不良地质条件下开挖、支护；二是在确保安全的前提下，快速施工；三是在合理组织有轨运输方式下平导开挖、扩挖、衬砌及通风排烟；四是防止突泥、突水。

总体施工方案

  (1)斜井断面的选取。为方便机械装碴、运输，在原设计基础上加大断面的面积，斜井宽为5．6m，高为4．5m。

  (2)斜井井身施工。前期施工由于大型矿用提升机没有到位，采取2．5t调度绞车作为提升牵引动力，牵引4m³的矿斗，装碴采用小松PC60挖掘机。斜井井身施工4个月零18天，提前15天打到正洞。

  (3)正洞施工阶段。装碴设备采用瑞典沃尔沃侧卸装载机，运输牵引动力采用12t防爆电瓶车，牵引8m³矿斗车，斜井提升采用9t单筒矿用提升机，通风前期采取75kW×2通风机进行压入式通风，井底车场上方采用射流风机经斜井导出污浊空气，高压风采用20m³电动空压机供风。

设备配套

    设备配套原则：根据施工条件和工期要求，在确保安全的前提下，为实现快速施工，尽量采用大功率、高效率的施工设备，主要根据设备性能进行配套，充分发挥设备综合效能。

    1．出碴设备

    (1)开挖支护。隧道平导断面宽6．5m，高6m，断面面积约为30m²，采用YT-28气推式凿岩机在自制的简易钻孔台架上钻孔，台架的腹下净宽2．8m，高3．9m，主要考虑能够让侧卸式装载机和轨式混凝土输送车通过。为快速施工，按每台凿岩机4m²钻孔计算，约需要12台凿岩机。

    (2)喷锚。为适应快速施工需要，选用两种湿喷机，成都岩峰生产的TK961湿喷机和河南生产的ZSP11型喷射机，生产能力为5m³／h。

    (3)出碴。装碴：4号斜井配备2台瑞典沃尔沃侧卸装载机(VOLVO L90E型)，该机采用VOLVO高性能低排放发动机，发动机为6气缸、直列式、直喷式、涡轮增压、湿式缸套，具有优良的低转速性能，空气净化效果好，尾气排放污染小，比较适用隧道出碴作业。在开挖(扩挖)下半断面施工中，选用4台韩国大宇公司制造的DH55小型液压挖掘机进行装碴。

    运输：牵引采用XKl2-9／192-1KBT防爆电瓶车，该机型牵引力大，制动力强，维修简单，粘重大于12t，满足在11％坡度上牵引8m。矿斗车，电瓶车的最小曲线半径为12m。电瓶充电选用GWZCA-140／282可控硅整流充电机进行充电。

    矿斗车设计：斗容为8m³，该斗容在斜井有轨运输施工中属于较大的矿斗斗容，轨距为900mm。经计算，矿斗车需用量为13台。

    绞车的选用：为减少因机器故障停机的时间，保证出碴和下料的需要，选用两台单筒绞车。根据计算和施工需要，选择两台KJ2．5-2／30型单筒矿用提升机；静张力为90kN，最大速度为3．2m／s，卷筒直径为2．5m，主电机功率为320kW。

    2．通风

    斜井地段采用天津通风机厂生产的55 x 2kW通风机，进入正洞以后，选用成阳生产的SDDY-1N011A轴流式通风机，该机为隧道专用通风机，速度有3挡，主电机采用75×2kW电机驱动。通风能力为1500m³／h。

    风管直径为1．2m，进入正洞500m之内，采用三通联接方式为进口和出口两个方向进行压入式通风。随着隧道掘进距离的延长，出口方向由75×2kW通风机进行专门通风，当掘进距离达到1 200m时，安设55×2kW通风机进行接力。在靠近通风机约30m时，采用1．5m铁皮制作的硬通风管，以减少通风阻力。

    3．洞内排水

    隧道排水采用接力方式排水，斜井地段有5个接力水池。因为隧道地质条件为泥岩、砾岩及页岩等，排水中含有大量杂物，在斜井段选用碴浆泵，每个水池安装2台(使用1台，备用1台)。洞内集水坑中选用排污水潜水泵。

  4．供电

  根据洞内外用电设备情况及乌鞘岭地区110kV电压极为不稳的实际情况，选用有载调压变压器2000kVA／35一台。空压机、洞外混凝土拌和站、通风、充电及钢筋加工等分别使用了500KVA／10和630kVA／10两台变压器。为保正两台大型矿用提升机用电，单独安设一台800kVA／10变压器，并配备两台300kW发电机备用。

  当隧道出口方向掘进1900m时，为满足衬砌泵送混凝土需要，采用高压进洞，在1200m处安设315kVA变压器1台。当掘进2200m，出口方向同时有3～4台衬砌台车工作时，变压器改用500kVA，主要为通风机和混凝土泵供电。

  5．衬砌

  拟配备5台混凝土衬砌台车。衬砌混凝土由架设在斜井洞口轨道上方的两台JS750自动计量拌和站供应，喷射混凝土由两台JS500型强制式搅拌机集中生产。

  混凝土运输采用7台轨行式混凝土搅拌运输车，其中容量为6m³的2台，5 m³的5台。6 m³ 混凝土搅拌运输车高为2.75m，长为7.55m，宽为1.53m，最小转弯半径为20m，用80kN或12kN电瓶车牵引。混凝土采用HBT60型闸板式输送泵泵送，理论输送距离为450m，垂直输送距离120m，输送泵在未衬砌段铺设辙线，按设混凝土泵，以减少出喳时的干扰。

  6.供水

   为保证施工及生活用水，打65m的深水井2口，选用250QJ50-240型深井潜水泵2台（使用1台，备用1台）。水泵扬程为240m，电动机功率为55KW，流量为55 m³／h。供水管采用流体焊管，铺设管路2280m。修高山水池一座，容量为400 m³，主要为进口段4个洞口供水。