專利名稱：適用鉆爆施工隧道連續(xù)皮帶出碴方法及其實(shí)施系統(tǒng)和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及隧道施工過程中的出碴方法及其實(shí)施設(shè)備，尤其是一種適合鉆爆施工 的隧道連續(xù)出碴方法以及實(shí)施該方法的系統(tǒng)與設(shè)備。
背景技術(shù)：
在多山地、丘陵和高原地區(qū)修建鐵路和公路時(shí)，會(huì)修建很多山嶺隧道，其中不乏長(zhǎng) 大隧道和特殊隧道。要想順利完成這些隧道的修建任務(wù)，除必須具備較高的隧道工程設(shè)計(jì) 水平、精湛的工程地質(zhì)和水文地質(zhì)勘探設(shè)備和技術(shù)外，快速、高效的施工能力以及較強(qiáng)的施 工機(jī)械化配套能力也是必要條件。隧道施工的工作空間有限，施工環(huán)境惡劣，這些都是修建長(zhǎng)大隧道工程的主要制 約因素，如在施工速度和效率方面不能有所突破，勢(shì)必影響長(zhǎng)大隧道的建設(shè)發(fā)展。根據(jù)部分國(guó)外10km以上長(zhǎng)大鐵路隧道的施工情況的調(diào)查，施工速度與采用的施 工技術(shù)方法和施工機(jī)械化程度有著密切的聯(lián)系。通常來說TBM施工速度比鉆爆法高出很 多，但在實(shí)際應(yīng)用中，鉆爆法因其具有施工技術(shù)成熟，操作靈活的優(yōu)點(diǎn)，也成為鐵路隧道的 不可缺少的施工方式。在鉆爆法開挖的隧道施工中，主要的工序?yàn)殂@孔、裝藥爆破、出碴運(yùn) 輸?shù)?，而影響鉆爆法快速掘進(jìn)的關(guān)鍵工序則是掌子面的鉆孔和出碴運(yùn)輸。其中，出碴運(yùn)輸 在鉆爆法施工作業(yè)循環(huán)中，占用時(shí)間較長(zhǎng)，一般占整個(gè)鉆爆法循環(huán)時(shí)間的40% 60%，因 此提高出碴運(yùn)輸能力，縮短循環(huán)時(shí)間，就意味著提高整體施工效率。目前慣用的出碴運(yùn)輸方 式，因道路運(yùn)輸、作業(yè)循環(huán)及設(shè)備的限制，想要進(jìn)一步縮短出碴時(shí)間，提高效率則難以實(shí)現(xiàn)， 由此隧道的出碴作業(yè)已成為制約隧道施工進(jìn)度的關(guān)鍵因素。鉆爆法施工的隧道普遍采用傳統(tǒng)的有軌運(yùn)輸或無軌運(yùn)輸方式。其中最為常用的是 無軌出碴運(yùn)輸方式，由一定數(shù)量的自卸載重汽車承擔(dān)，運(yùn)輸組織方便、靈活。其次是有軌出 碴運(yùn)輸方式，主要用于較長(zhǎng)隧道的出碴運(yùn)輸，由內(nèi)燃機(jī)車、電瓶車或架線式電力機(jī)車牽引， 及多輛梭式礦車等組成的有軌運(yùn)輸系統(tǒng)。由于隧道工程具有其特殊性，特別是以鉆爆法施工的隧道，在專用設(shè)備的配套方 面還沒有得到全面解決，例如與隧道掘進(jìn)同步跟進(jìn)的方法和技術(shù)，輸送設(shè)備行走功能和牽 引方式等關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有隧道出碴運(yùn)輸技術(shù)中的不足，提供一種可較好地改善施 工環(huán)境，具有快速、高效、節(jié)能、環(huán)保、安全等多方面特點(diǎn)的鉆爆施工隧道連續(xù)出碴方法，并 且提供用于實(shí)施該方法的系統(tǒng)與設(shè)備。本發(fā)明的技術(shù)方案如下1、一種鉆爆施工隧道連續(xù)出碴方法，包括如下步驟 A.爆破；B.裝碴，將爆碴裝入移動(dòng)式緩沖料倉(cāng)；C.料倉(cāng)聯(lián)動(dòng)破碎處理及落料，將移動(dòng)料倉(cāng)內(nèi) 的碴塊，包括對(duì)碴塊的分選與二次破碎處理后均勻落料至皮帶機(jī)；D.連續(xù)皮帶機(jī)輸送，并 依據(jù)以下不同隧道類型采用不同的連續(xù)皮帶機(jī)出碴a)單洞雙線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴形式方案對(duì)于單洞雙線結(jié)構(gòu)型式的大斷面隧道，皮帶機(jī)出碴模式采用下述方式中的一種
(1)隧道獨(dú)頭掘進(jìn)，采用一條連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；適合于中長(zhǎng)距離隧道(2)由斜井輔助施 工時(shí)，正洞選用連續(xù)皮帶機(jī)輸送，斜井通道配套固定皮帶機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)出碴；適合于長(zhǎng)距離隧 道。b)雙洞單線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴方案形式采用下列形式中的一種(1)兩隧道 分別獨(dú)頭掘進(jìn)，各自采用獨(dú)立的連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；適合于中長(zhǎng)距離隧道。(2)兩座隧道的聯(lián)合出碴輸送模式，即將其中一座隧道的爆碴由橫通道轉(zhuǎn)運(yùn)至另 一座隧道，統(tǒng)一由一個(gè)連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)出碴；適合于長(zhǎng)距離隧道。(3)由斜井輔助施工的雙線隧道，均采用皮帶機(jī)輸送，但由斜井的固定皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn) 出碴；適合于有大坡度斜井的長(zhǎng)距離隧道施工。(4)由斜井輔助施工的雙線隧道，兩隧道分別采用連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)輸與輪式運(yùn)輸結(jié) 合的混合出碴方式；適合于長(zhǎng)距離隧道。c)大坡度斜井皮帶機(jī)出碴形式方案采用一條連續(xù)大傾角固定皮帶機(jī)的斜井出碴， 也可或者與正洞皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)聯(lián)合，進(jìn)行隧道連續(xù)出碴運(yùn)輸。對(duì)于大坡度斜井輔助正洞 的出碴作業(yè)方式，當(dāng)坡度大于15%以上時(shí)，已不適宜于無軌運(yùn)輸方式，通常是選用由絞車牽 引斗車進(jìn)行出碴，但該方式的出碴能力非常有限，施工效率也很低，其配套設(shè)備復(fù)雜，占用 場(chǎng)地較大，且存在嚴(yán)重的安全隱患。另一方面由于前述的困難和條件，斜井的選址和設(shè)計(jì)也 受到極大的制約，以致采用靠加大斜井長(zhǎng)度來減緩坡度的設(shè)計(jì)，從而大大增加了隧道工程 的造價(jià)。因此選用適應(yīng)性強(qiáng)，且高效、安全的皮帶機(jī)出碴技術(shù)是非常可靠、有效的出碴手段， 它不僅能大大提高施工效率，改善施工條件，還能全面克服原有出碴方式的問題和不足，徹 底改變落后、低效的出碴作業(yè)方法，并能大幅度的降低施工成本。本發(fā)明的附加技術(shù)方案如下優(yōu)選地，所述的連續(xù)皮帶機(jī)包括固定帶式運(yùn)輸機(jī)，伸 縮運(yùn)輸機(jī)，可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)中的一種或幾種的組合，其中的可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)的主機(jī)部 分為固定端，也是卸料端，按卸碴位置要求安裝固定，包括有控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和皮帶接長(zhǎng)工 作臺(tái)，皮帶機(jī)的機(jī)尾部分，也是受料端，包含具有延伸功能的可走行移動(dòng)部分。優(yōu)選地，伸縮運(yùn)輸機(jī)是皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)的第一級(jí)運(yùn)輸，是皮帶機(jī)系統(tǒng)的受料設(shè)備。優(yōu)選地，可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)一次接長(zhǎng)的長(zhǎng)度在100-200米。一種實(shí)施上述方法的出碴系統(tǒng)，包括用于裝入爆碴的移動(dòng)式緩沖料倉(cāng)；在料倉(cāng) 內(nèi)聯(lián)動(dòng)破碎處理及落料，將移動(dòng)料倉(cāng)內(nèi)分選與二次破碎處理后的碴塊均勻落料至皮帶機(jī)； 并依據(jù)以下不同隧道類型采用不同的連續(xù)皮帶機(jī)出碴a)單洞雙線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出 碴方案對(duì)于單洞雙線結(jié)構(gòu)型式的大斷面隧道，皮帶機(jī)出碴模式采用下述方式中的一種(1) 隧道獨(dú)頭掘進(jìn)，采用一條連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；(2)由斜井輔助施工時(shí)，正洞選用連續(xù)皮帶 機(jī)輸送，斜井通道配套固定皮帶機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)出碴；b)雙洞單線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴方案 采用下列形式中的一種(1)兩隧道分別獨(dú)頭掘進(jìn)，各自采用獨(dú)立的連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；
(2)兩座隧道的聯(lián)合出碴輸送模式，即將其中一座隧道的爆碴由橫通道轉(zhuǎn)運(yùn)至另一座隧道， 統(tǒng)一由一個(gè)連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)出碴；(3)由斜井輔助施工的雙線隧道，均采用皮帶機(jī)輸送，但 由斜井的固定皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)出碴；(4)由斜井輔助施工的雙線隧道，兩隧道分別采用連續(xù)皮 帶機(jī)運(yùn)輸與輪式運(yùn)輸結(jié)合的混合出碴方式；c)大坡度斜井皮帶機(jī)出碴方案采用一條連續(xù) 大傾角固定皮帶機(jī)的斜井出碴，或者與正洞皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)聯(lián)合，進(jìn)行隧道連續(xù)出碴運(yùn)輸。
一種用于上述系統(tǒng)中的可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)，包括用于安裝輸送帶的皮帶機(jī)機(jī)架、 皮帶托輥及支架部件、驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、張緊機(jī)構(gòu)、助力驅(qū)動(dòng)裝置、皮帶機(jī)的卸料 機(jī)構(gòu)，以及皮帶機(jī)的PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，在皮帶機(jī)受料端為安裝有走行裝置的可移 動(dòng)端，皮帶機(jī)中還包括皮帶接長(zhǎng)裝置。一種用于上述系統(tǒng)中的伸縮皮帶機(jī)，包括用于安裝輸送帶的皮帶機(jī)機(jī)架、皮帶托 輥、驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、張緊機(jī)構(gòu)、皮帶機(jī)卸料機(jī)構(gòu)，以及皮帶機(jī)的PLC控制系統(tǒng)和 液壓系統(tǒng)，其特征在于，在皮帶機(jī)尾部受料端為安裝有走行式受料機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)端，該可移 動(dòng)端由液壓系統(tǒng)和頂推移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，皮帶機(jī)中還包括皮帶的存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ)裝置包括 間距可變的皮帶輥組，皮帶順序經(jīng)過這些皮帶輥。本發(fā)明的有益效果如下整套方法的使用可以將隧道鉆爆施工技術(shù)與使用皮帶機(jī) 連續(xù)出碴技術(shù)結(jié)合，在整個(gè)施工過程中具有以下優(yōu)點(diǎn)使用皮帶機(jī)的出碴能力強(qiáng)，其連續(xù)性 快速出碴可大大縮短循環(huán)時(shí)間，效率高，并且整個(gè)連續(xù)輸送系統(tǒng)的機(jī)械化、自動(dòng)化程度高， 省工、省力，且安全性好；出碴運(yùn)輸任務(wù)由獨(dú)立的皮帶輸送系統(tǒng)承擔(dān)，隧道內(nèi)的道路(軌道) 只承擔(dān)進(jìn)料和人員的運(yùn)輸任務(wù)，大大減輕道路運(yùn)輸?shù)呢?fù)荷，提高了作業(yè)效率；使用皮帶運(yùn)輸 機(jī)簡(jiǎn)化了洞內(nèi)設(shè)備，降低了洞內(nèi)噪聲，電力可直接轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，同時(shí)電力供應(yīng)比燃油價(jià)格 更低，不僅能效高，還更加可靠；皮帶運(yùn)輸可改善洞內(nèi)作業(yè)環(huán)境，電能的使用幾乎不會(huì)產(chǎn)生 污染，同時(shí)能減輕長(zhǎng)距離通風(fēng)的困難和負(fù)擔(dān)，降低了對(duì)通風(fēng)機(jī)和風(fēng)管的要求，有效地降低了 能耗；在有斜井施工的情況下，如果正洞采用有軌運(yùn)輸，斜井采用無軌運(yùn)輸，會(huì)造成有軌和 無軌運(yùn)輸轉(zhuǎn)換上的困難；如果正洞和斜井都采用有軌運(yùn)輸，斜井的坡度又受到限制，運(yùn)輸能 力、設(shè)備配置、轉(zhuǎn)運(yùn)問題都難以解決。而連續(xù)皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)可以避免這些問題。皮帶機(jī)可 以安裝在隧道底部，或斜撐于側(cè)墻，甚至懸掛在隧道頂部，占用空間很小，洞內(nèi)路面維護(hù)容 易，大大減少了工序間的施工干擾難題。連續(xù)皮帶機(jī)的使用，可改變以往出碴方式中的往返 時(shí)間花費(fèi)，實(shí)現(xiàn)了高效連續(xù)的出碴運(yùn)輸；使施工隧道內(nèi)車輛的通行減少，安全性提高，路面 的維護(hù)費(fèi)用降低，同時(shí)因所占用空間較小，減少了對(duì)其他施工的干擾；另外廢氣排放量的減 少，也降低了通風(fēng)換氣的能耗和成本，而且在大坡度的斜井通道中也能順利、安全地進(jìn)行出 碴運(yùn)輸。如上所述的連續(xù)皮帶機(jī)輸送技術(shù)的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)表明，該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了隧道快速、高 效、安全、可靠的連續(xù)輸送出碴作業(yè)，是改善目前隧道施工環(huán)境，提高施工效率的有效手段， 從而進(jìn)一步提升隧道施工技術(shù)水平現(xiàn)狀；并且本發(fā)明還針對(duì)多種隧道提供了不同的連續(xù)皮 帶機(jī)出碴技術(shù)方案，使其能夠滿足不同施工隧道的要求；為了使連續(xù)出碴達(dá)到更好的效果， 本發(fā)明又提出了皮帶機(jī)的跟進(jìn)延伸技術(shù)方面進(jìn)行改進(jìn)，使之適應(yīng)隧道的施工特點(diǎn)；此外本 發(fā)明的方法還具有節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)的顯著優(yōu)勢(shì)，采用該方法將在二氧化碳的減排，節(jié)省 能源和環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮重要作用。


本發(fā)明將通過例子并參照附圖的方式說明，其中圖1是本發(fā)明實(shí)施例中皮帶機(jī) 出碴工藝流程圖。圖2是本發(fā)明實(shí)施例中單洞皮帶機(jī)出碴示意圖。圖3是本發(fā)明實(shí)施例中單洞斜井皮帶機(jī)出碴示意圖。
圖4是本發(fā)明實(shí)施例中雙洞隧道皮帶機(jī)獨(dú)立出碴示意圖。圖5是本發(fā)明實(shí)施例中雙洞隧道皮帶機(jī)的單洞出碴示意圖。圖6是本發(fā)明實(shí)施例中橫通道皮帶機(jī)布置示意圖。圖7是本發(fā)明實(shí)施例中雙洞隧道斜井皮帶機(jī)出碴平面圖。圖8a和圖8b是本發(fā)明實(shí)施例中橫通道皮帶機(jī)連接示意圖。圖9是本發(fā)明實(shí)施例中雙洞隧道的混合出碴方案示意圖。圖10是本發(fā)明實(shí)施例中雙洞隧道混合式斜井出碴示意圖。圖11是本發(fā)明實(shí)施例中大坡度斜井出碴示意圖。圖12是本發(fā)明實(shí)施例中行走式伸縮皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。圖13是本發(fā)明實(shí)施例中可延伸皮帶機(jī)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明的具體實(shí)施例，一種鉆爆施工隧道連續(xù)出碴方法和實(shí)施該方法的出碴系 統(tǒng)，如圖1所示的包括如下步驟A.爆破；B.裝碴，將爆碴裝入移動(dòng)式緩沖料倉(cāng)；C.料倉(cāng)聯(lián) 動(dòng)破碎處理及落料，將移動(dòng)料倉(cāng)內(nèi)的碴塊，包括對(duì)碴塊的分選與二次破碎處理后均勻落料 至皮帶機(jī)；D.連續(xù)皮帶機(jī)輸送，并依據(jù)以下不同隧道類型采用不同的連續(xù)皮帶機(jī)出碴單 洞長(zhǎng)大隧道的皮帶機(jī)出碴輸送方案(1)方案I隧道為獨(dú)頭掘進(jìn)，采用連續(xù)皮帶機(jī)出碴技術(shù)。 即由一條連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)輸送出碴，洞外由皮帶機(jī)或其他運(yùn)輸方式進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)，見圖2。方案特點(diǎn)a、隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用相應(yīng)皮帶機(jī)輸送的 施工組織措施進(jìn)行作業(yè)。b、隧道具有快速、高效的出碴輸送系統(tǒng)，施工干擾小、安全性好。c、由于皮帶機(jī)系統(tǒng)幾乎是零排放，大大減輕了通風(fēng)壓力，可實(shí)現(xiàn)超長(zhǎng)距離的獨(dú)頭 掘進(jìn)。d、與傳統(tǒng)的運(yùn)輸設(shè)備相比，其設(shè)備的維護(hù)、管理方便，工作效率高，經(jīng)濟(jì)效益顯著。(2)方案II對(duì)于是由隧道斜井輔助施工，由斜井出碴的方式，其正洞采用連續(xù)皮 帶機(jī)出碴系統(tǒng)，即由連續(xù)皮帶機(jī)將鉆爆碴體運(yùn)送至斜井連接處。當(dāng)隧道的兩端的掌子面均 采用皮帶機(jī)出碴輸送時(shí)，同樣是由皮帶機(jī)將爆碴運(yùn)送至斜井連接處，再轉(zhuǎn)由斜井固定皮帶 機(jī)輸送出碴，見圖3。方案特點(diǎn)a、隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)設(shè)計(jì)，應(yīng)重點(diǎn)考慮斜井出碴皮帶機(jī)的輸 送工況和輸送能力，當(dāng)雙掌子面出碴時(shí)應(yīng)采用交替掘進(jìn)與出碴。b、隧道是通過斜井出碴，在斜井連接處進(jìn)行碴體的接續(xù)轉(zhuǎn)運(yùn)，因此能保證輸送系 統(tǒng)的連續(xù)與快速出碴。c、出碴運(yùn)輸系統(tǒng)的設(shè)備運(yùn)營(yíng)、維護(hù)較簡(jiǎn)便，但由于單洞隧道出碴量大，設(shè)備輸送能 力強(qiáng)，配套動(dòng)力和電力相應(yīng)增加，設(shè)備的控制和成本有所增加。2、雙洞隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴方案(1)方案I兩條隧道各自采用與單洞隧道相似 的獨(dú)立連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)出碴。即隧道I線、II線分別由連續(xù)皮帶機(jī)將鉆爆碴體輸送至洞外。 見圖4。方案特點(diǎn)a、隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)布置設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單，采用相應(yīng)皮帶機(jī)輸送的 作業(yè)方式施工。
b、由于隧道施工具有獨(dú)立的輸送系統(tǒng)，其施工干擾較小，出碴效率高。c、采用兩條連續(xù)皮帶機(jī)輸送出碴系統(tǒng)，設(shè)備的一次性投入較大，設(shè)備的維護(hù)管理、 施工管理與控制工作增加。(2)方案II兩條隧道選由一座隧道進(jìn)行統(tǒng)一的連續(xù)皮帶機(jī)出碴。即隧道采用各自 皮帶機(jī)裝碴系統(tǒng)裝碴，其中一座隧道(如I線)的出碴，是由短距離轉(zhuǎn)運(yùn)輸送皮帶機(jī)通過適 當(dāng)?shù)臋M通道(根據(jù)隧道的延伸，進(jìn)行不斷的調(diào)整)連接，將隧道I線的鉆爆碴體轉(zhuǎn)運(yùn)至II 線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)統(tǒng)一出碴。見圖5和6。方案特點(diǎn)a、皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)由一臺(tái)連續(xù)皮帶機(jī)和一臺(tái)固定皮帶機(jī)和轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī) 組成。設(shè)備的配套選型應(yīng)能滿足皮帶機(jī)的輸送能力要求。b、由于其中一條隧道的出碴輸送需要轉(zhuǎn)運(yùn)，施工組織管理及設(shè)備的運(yùn)行控制應(yīng)適 合現(xiàn)場(chǎng)施工組織安排。兩隧道應(yīng)采用交替鉆爆及出碴的作業(yè)模式，以平衡出碴工作量。c、選用一條連續(xù)皮帶機(jī)出碴，其配套較為經(jīng)濟(jì)合理，維護(hù)管理等相關(guān)工作成本較 低，但需跟進(jìn)移動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)，施工作業(yè)存在一定的干擾。d、其中一臺(tái)正洞皮帶機(jī)為固定皮帶機(jī)，只需定點(diǎn)移動(dòng)跟進(jìn)，降低了設(shè)備投入。(3)方案III兩條隧道均為連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)運(yùn)輸，且由斜井皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)出碴。即隧 道I線、II線采用連續(xù)皮帶機(jī)進(jìn)行碴石輸送，其中隧道I線在斜井處，設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)由斜井固定皮 帶機(jī)出碴。隧道II線通過橫通道，由轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)連接轉(zhuǎn)運(yùn)至I線隧道的斜井皮帶機(jī)輸送出 碴，見圖7。橫通道的轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)可以是吊掛布置(見圖8a)，也可以安裝于地溝布置(見 圖 8b)。方案特點(diǎn)a、隧道I線在斜井口一側(cè)設(shè)計(jì)布置皮帶機(jī)，采用相應(yīng)皮帶機(jī)輸送的施 工組織措施，以及適當(dāng)?shù)纳狭显O(shè)備及配套組合系統(tǒng)，進(jìn)行連續(xù)快速出碴。b、隧道II線主巷道皮帶機(jī)輸送方式與上相同，但需合理選擇設(shè)計(jì)穿行橫通道的 方式、位置及轉(zhuǎn)運(yùn)皮帶機(jī)，并將碴體轉(zhuǎn)運(yùn)至I線出碴皮帶機(jī)上。c、兩條隧道工作面的施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)全面考慮整體的合理、協(xié)同施工，各開挖面 應(yīng)實(shí)施交替施工作業(yè)，使出碴工作和出碴量保持均衡，確保斜井皮帶機(jī)連續(xù)出碴。d、能實(shí)現(xiàn)出碴運(yùn)輸?shù)倪B續(xù)、高效作業(yè)。但皮帶機(jī)輸送、轉(zhuǎn)運(yùn)系統(tǒng)組合復(fù)雜，應(yīng)盡量 避免施工、運(yùn)輸?shù)母蓴_。同時(shí)隧道運(yùn)輸?shù)牧Ⅲw交叉點(diǎn)多，施工管理、控制工作增加。(4)方案IV兩條隧道分別采用連續(xù)皮帶機(jī)和有軌運(yùn)輸結(jié)合的混合出碴技術(shù)。即在 與斜井相連接的隧道I線采用連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)組合運(yùn)輸，并在斜井處轉(zhuǎn)由斜井固定皮帶機(jī) 出碴。而隧道II線則是由有軌(或無軌)運(yùn)輸系統(tǒng)出碴，并通過橫通道連接轉(zhuǎn)運(yùn)至I線隧 道，再轉(zhuǎn)由斜井處的皮帶機(jī)統(tǒng)一出碴。如圖9、10。方案特點(diǎn)a、皮帶機(jī)輸送采用隧道相應(yīng)的施工組織措施，配備適當(dāng)?shù)纳狭显O(shè)備及 皮帶機(jī)組合系統(tǒng)，進(jìn)行連續(xù)快速出碴。b、有軌(或無軌)運(yùn)輸隧道采用輪式自卸式運(yùn)碴車裝運(yùn)。碴體通過橫通道運(yùn)至II 線卸料場(chǎng)(即斜井出碴皮帶機(jī)上料倉(cāng))，也可設(shè)置在橫通道內(nèi)，改由皮帶機(jī)出碴。c、兩座隧道工作面的施工組織設(shè)計(jì)應(yīng)全面考慮整體的合理、協(xié)同施工，各開挖面 應(yīng)實(shí)施交替施工作業(yè)，使出碴工作和出碴量保持均衡，確保斜井皮帶機(jī)連續(xù)出碴。d、實(shí)用性強(qiáng)，施工干擾小。利用已有運(yùn)輸設(shè)備，可減少投入，但增加出碴轉(zhuǎn)運(yùn)工作， 效率不高。
3、大坡度斜井的皮帶機(jī)出碴方案大坡度斜井的固定皮帶機(jī)出碴技術(shù)，可適用于單 洞雙線或雙洞單線鐵路隧道的斜井出碴，通常適應(yīng)坡度為20-30% (其中大傾角擋邊皮帶 機(jī)可達(dá)30o以上)。當(dāng)采用連續(xù)皮帶機(jī)出碴時(shí)，正洞內(nèi)的運(yùn)輸按前述方案中的連續(xù)皮帶機(jī)組 合輸送方式選擇；當(dāng)采用有軌或無軌運(yùn)輸，只要通過運(yùn)輸車輛，將爆碴運(yùn)輸至與斜井相連接 的隧道卸碴處的喂料倉(cāng)；然后均轉(zhuǎn)由斜井皮帶機(jī)輸送轉(zhuǎn)運(yùn)到洞外卸碴場(chǎng)。見圖11。出碴方案特點(diǎn)a、當(dāng)隧道的施工沿用傳統(tǒng)的出碴運(yùn)輸方式時(shí)，由自卸式運(yùn)碴車進(jìn) 行洞內(nèi)裝運(yùn)，將隧道的鉆爆碴體(雙洞隧道可通過橫通道轉(zhuǎn)運(yùn))均運(yùn)至大坡度斜井連接處 的卸料場(chǎng)。b、在施工工藝技術(shù)方面，應(yīng)按皮帶機(jī)輸送技術(shù)的要求進(jìn)行設(shè)計(jì)，增加對(duì)粗大爆碴 的分選和二次破碎處理，然后轉(zhuǎn)入皮帶機(jī)的移動(dòng)上料倉(cāng)，由斜井的傾斜式皮帶機(jī)出碴。c、由皮帶機(jī)輸送，解決了傳統(tǒng)大坡度斜井出碴的難題，實(shí)用性非常好，設(shè)備投入 少，且安全、高效，施工組織簡(jiǎn)單。在上述系統(tǒng)中A步驟的爆破過程中，為了優(yōu)化輸送效果，可以對(duì)爆破進(jìn)行控制，爆 破后碴塊粒徑85%以上在30cm以內(nèi)為好。用于上述系統(tǒng)中的皮帶機(jī)舉例如下1、走行式伸縮皮帶機(jī)走行式伸縮皮帶機(jī)能保 證出碴作業(yè)隨隧道的掘進(jìn)施工而延伸，用于皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)的第一級(jí)運(yùn)輸，也是系統(tǒng)的初 始受料設(shè)備，該皮帶機(jī)包括用于安裝輸送帶的皮帶機(jī)機(jī)架、皮帶托輥及支架部件、驅(qū)動(dòng)皮帶 運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、張緊機(jī)構(gòu)、皮帶機(jī)卸料機(jī)構(gòu)，以及皮帶機(jī)的PLC控制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，在 皮帶機(jī)受料端為安裝有走行式受料機(jī)構(gòu)(頂推機(jī)構(gòu)5)的可移動(dòng)端，皮帶機(jī)中還包括皮帶的 存儲(chǔ)裝置(伸縮皮帶倉(cāng)3)，該伸縮皮帶倉(cāng)3包括間距可變的皮帶輥組，皮帶順序經(jīng)過這些皮 帶輥。。如圖12中所示卸料端21，驅(qū)動(dòng)裝置22，伸縮皮帶倉(cāng)23，頂推機(jī)構(gòu)25，皮帶機(jī)伸縮段 26，受料端27，軌排28。在皮帶機(jī)尾部受料端為安裝有走行式受料機(jī)構(gòu)的可移動(dòng)端，該可移動(dòng)端由液壓系 統(tǒng)和頂推移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，皮帶機(jī)中還包括皮帶的存儲(chǔ)裝置，2、可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)對(duì)于連續(xù) 出碴皮帶機(jī)系統(tǒng)，可延伸皮帶機(jī)是關(guān)鍵的運(yùn)輸設(shè)備，它具有不斷接長(zhǎng)延伸的功能，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距 離(2000-10000米)的運(yùn)輸，并能保證與隧道掘進(jìn)延伸的及時(shí)跟進(jìn)和爆碴石料的連續(xù)輸送。 可延伸皮帶機(jī)如圖13所示，其主機(jī)部分為固定端，也是卸料端，按卸碴位置要求安裝固定， 包括有控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和皮帶接長(zhǎng)工作臺(tái)。皮帶機(jī)的機(jī)尾部分，也是受料端，包含具有延伸 功能的可走行裝置部分，通過增設(shè)皮帶接長(zhǎng)裝置，即安裝在設(shè)備上的用于對(duì)皮帶進(jìn)行清理、 切割、連接、硫化和固化工序處理的工作臺(tái)，達(dá)到不斷延伸增長(zhǎng)的目的。如圖13所示，圖中 卸料端1，驅(qū)動(dòng)2，皮帶機(jī)機(jī)架3，皮帶接長(zhǎng)工作臺(tái)4，過渡段5，安裝支架6，皮帶機(jī)接長(zhǎng)段7， 皮帶機(jī)行走段8，行走架9，受料端10，軌排11。當(dāng)皮帶機(jī)工作時(shí)，尾部受料端緊接伸縮皮帶 機(jī)或接續(xù)皮帶機(jī)的卸料端，使碴石連續(xù)轉(zhuǎn)接到延伸皮帶機(jī)的輸送皮帶上，實(shí)現(xiàn)隧道爆碴的 長(zhǎng)距離連續(xù)搬出運(yùn)輸。皮帶機(jī)的一次接長(zhǎng)距離和時(shí)間需根據(jù)隧道施工進(jìn)度和生產(chǎn)效率來設(shè)計(jì)，并與伸 縮皮帶機(jī)及接續(xù)皮帶機(jī)相匹配，考慮皮帶機(jī)在皮帶接長(zhǎng)時(shí)占用時(shí)間較長(zhǎng)，需要清理、切割、 連接、硫化和固化等工序，同時(shí)考慮皮帶卷的運(yùn)輸和搬運(yùn)等問題，采用一次接長(zhǎng)的長(zhǎng)度在 100-150米(皮帶長(zhǎng)200-300米)為宜，這樣按通常的隧道工程進(jìn)度，約10-15天延伸接長(zhǎng) 一次，有利于保證施工效率。在接長(zhǎng)工作的同時(shí)可進(jìn)行皮帶機(jī)系統(tǒng)的全面檢修與維護(hù)工作。
除了皮帶存儲(chǔ)裝置和皮帶接長(zhǎng)裝置不同外，上述皮帶輸送機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和功能大 致相同，主要部件包括驅(qū)動(dòng)裝置、皮帶機(jī)機(jī)架、張緊機(jī)構(gòu)、助力驅(qū)動(dòng)裝置、皮帶機(jī)尾部的轉(zhuǎn) 向及卸載機(jī)構(gòu)，皮帶托輥及支架等部件，以及關(guān)鍵配套件的輸送帶和皮帶機(jī)的PLC控制系 統(tǒng)等。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥 的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。本說明書(包括任何附加權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的任一特征，除非特別敘 述，均可被其他等效或具有類似目的的替代特征加以替換。即，除非特別敘述，每個(gè)特征只 是一系列等效或類似特征中的一個(gè)例子而已。本發(fā)明并不局限于前述的具體實(shí)施方式
。本發(fā)明擴(kuò)展到任何在本說明書中披露的 新特征或任何新的組合，以及披露的任一新的方法或過程的步驟或任何新的組合。
權(quán)利要求
一種鉆爆施工隧道連續(xù)皮帶出碴方法，包括如下步驟A.爆破；B.裝碴，將爆碴裝入移動(dòng)式緩沖料倉(cāng)；C.料倉(cāng)聯(lián)動(dòng)破碎處理及落料，將移動(dòng)料倉(cāng)內(nèi)的碴塊，包括對(duì)碴塊的分選與二次破碎處理后均勻落料至皮帶機(jī)；D.連續(xù)皮帶機(jī)輸送，并依據(jù)以下不同隧道類型采用不同的連續(xù)皮帶機(jī)出碴；a)單洞雙線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴方案對(duì)于單洞雙線結(jié)構(gòu)型式的大斷面隧道，皮帶機(jī)出碴模式采用下述方式中的一種(1)隧道獨(dú)頭掘進(jìn)，采用一條連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；(2)由斜井輔助施工時(shí)，正洞選用連續(xù)皮帶機(jī)輸送，斜井通道配套固定皮帶機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)出碴；b)雙洞單線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴方案采用下列形式中的一種(1)兩隧道分別獨(dú)頭掘進(jìn)，各自采用獨(dú)立的連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；(2)兩座隧道的聯(lián)合出碴輸送模式，即將其中一座隧道的爆碴由橫通道轉(zhuǎn)運(yùn)至另一座隧道，統(tǒng)一由一個(gè)連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)出碴；(3)由斜井輔助施工的雙線隧道，均采用皮帶機(jī)輸送，但由斜井的固定皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)出碴；(4)由斜井輔助施工的雙線隧道，兩隧道分別采用連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)輸與輪式運(yùn)輸結(jié)合的混合出碴方式；c)大坡度斜井皮帶機(jī)出碴方案采用一條大傾角固定皮帶機(jī)的斜井出碴，或者與正洞皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)聯(lián)合，進(jìn)行隧道連續(xù)出碴運(yùn)輸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鉆爆施工隧道連續(xù)皮帶出碴方法，其特征在于所述的連續(xù) 皮帶機(jī)包括固定帶式運(yùn)輸機(jī)，伸縮運(yùn)輸機(jī)，可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)中的一種或幾種的組合，其中 的可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)的主機(jī)部分為固定端，也是卸料端，按卸碴位置要求安裝固定，包括有 控制、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和皮帶接長(zhǎng)工作臺(tái)，皮帶機(jī)的機(jī)尾部分，也是受料端，包含具有延伸功能的 可走行移動(dòng)部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鉆爆施工隧道連續(xù)皮帶出碴方法，其特征在于伸縮運(yùn)輸機(jī) 是皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)的第一級(jí)運(yùn)輸，是皮帶機(jī)系統(tǒng)的受料設(shè)備。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的鉆爆施工隧道連續(xù)出碴方法，其特征在于可接長(zhǎng)延伸 皮帶機(jī)每次接長(zhǎng)的長(zhǎng)度在100-200米。
5.一種實(shí)施權(quán)利要求1至4之一方法的出碴系統(tǒng)，包括用于裝入爆碴的移動(dòng)式緩沖 料倉(cāng)；在料倉(cāng)內(nèi)聯(lián)動(dòng)破碎處理及落料，將移動(dòng)料倉(cāng)內(nèi)分選與二次破碎處理后的碴塊均勻落 料至皮帶機(jī)；并依據(jù)以下不同隧道類型采用不同的連續(xù)皮帶機(jī)出碴a)單洞雙線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴方案對(duì)于單洞雙線結(jié)構(gòu)型式的大斷面隧道，皮帶機(jī)出碴模式采用下述方式中的一種(1)隧道獨(dú)頭掘進(jìn)，采用一條連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；(2)由斜井輔助施工時(shí)，正洞選用連續(xù)皮帶機(jī)輸送，斜井通道配套固定皮帶機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn) 出碴；b)雙洞單線隧道的連續(xù)皮帶機(jī)出碴方案采用下列形式中的一種(1)兩隧道分別獨(dú)頭掘進(jìn)，各自采用獨(dú)立的連續(xù)皮帶機(jī)出碴系統(tǒng)；(2)兩座隧道的聯(lián)合出碴輸送模式，即將其中一座隧道的爆碴由橫通道轉(zhuǎn)運(yùn)至另一座 隧道，統(tǒng)一由一個(gè)連續(xù)皮帶機(jī)系統(tǒng)出碴；(3)由斜井輔助施工的雙線隧道，均采用皮帶機(jī)輸送，但由斜井的固定皮帶機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)出碴；(4)由斜井輔助施工的雙線隧道，兩隧道分別采用連續(xù)皮帶機(jī)運(yùn)輸與輪式運(yùn)輸結(jié)合的 混合出碴方式；c)大坡度斜井皮帶機(jī)出碴方案采用一條大傾角固定皮帶機(jī)的斜井出碴，或者與正洞皮帶機(jī)輸送系統(tǒng)聯(lián)合，進(jìn)行隧道 連續(xù)出碴運(yùn)輸。
6.一種用于權(quán)利要求5所述系統(tǒng)中的可接長(zhǎng)延伸皮帶機(jī)，包括用于安裝輸送帶的皮帶 機(jī)機(jī)架、皮帶托輥及支架部件、驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、張緊機(jī)構(gòu)、助力驅(qū)動(dòng)裝置、皮帶機(jī) 的卸料機(jī)構(gòu)，以及皮帶機(jī)的PLC控制系統(tǒng)，其特征在于，在皮帶機(jī)受料端為安裝有走行裝置 的可移動(dòng)端，皮帶機(jī)中還包括皮帶接長(zhǎng)裝置。
7.一種用于權(quán)利要求5所述系統(tǒng)中的伸縮皮帶機(jī)，包括用于安裝輸送帶的皮帶機(jī)機(jī) 架、皮帶托輥、驅(qū)動(dòng)皮帶運(yùn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置、張緊機(jī)構(gòu)、皮帶機(jī)卸料機(jī)構(gòu)，以及皮帶機(jī)的PLC控 制系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)，其特征在于，在皮帶機(jī)尾部受料端為安裝有走行式受料機(jī)構(gòu)的可移動(dòng) 端，該可移動(dòng)端由液壓系統(tǒng)和頂推移動(dòng)機(jī)構(gòu)組成，皮帶機(jī)中還包括皮帶的存儲(chǔ)裝置，該存儲(chǔ) 裝置包括間距可變的皮帶輥組，皮帶順序經(jīng)過這些皮帶輥。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種適用鉆爆施工隧道連續(xù)皮帶出碴方法及其實(shí)施設(shè)備，該方法包括爆破；裝碴，將碴塊裝入移動(dòng)式緩沖料倉(cāng)；料倉(cāng)聯(lián)動(dòng)破碎處理及落料，將移動(dòng)料倉(cāng)內(nèi)的碴塊，包括對(duì)較大碴塊的二次破碎處理后落料至皮帶機(jī)受料端；皮帶機(jī)輸送，依據(jù)不同隧道類型采用不同的連續(xù)皮帶機(jī)出碴形式等步驟。本發(fā)明具有改善目前隧道施工環(huán)境，提高施工效率，從而進(jìn)一步提升隧道施工技術(shù)水平現(xiàn)狀的優(yōu)點(diǎn)，還能達(dá)到節(jié)能減排、環(huán)境保護(hù)的目的，采用該方法將在二氧化碳的減排，節(jié)省能源和環(huán)境保護(hù)方面發(fā)揮重要作用。
文檔編號(hào)E21D9/13GK101858221SQ20101016880
公開日2010年10月13日 申請(qǐng)日期2010年5月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月11日
發(fā)明者孫亞婷, 張軍偉, 文志勇, 梅志榮 申請(qǐng)人:中鐵西南科學(xué)研究院有限公司