隧道施工中的轨道运输

（一）运输方式

隧道施工的出渣、进料运输方式有轨道运输和无轨运输两种。

轨道运输是铺设小型轨道，用轨道式运输车出渣和进料。轨道运输多采用电瓶车或内燃机车牵引，斗车或梭式矿车运渣。它既可适用于小断面开挖的隧道，也适用于大断面开挖的隧道，尤其适应于3000m以上的长隧道运输，是一种适应性较强的和较为经济的运输方式。

无轨运输是采用各种无轨运输车出渣和进料。其特点是机动灵活，不需要铺设轨道，能适用于弃渣场离洞口较远和道路坡度较大的场合。缺点是由于多采用燃油发动机驱动，作业时，在整个洞中沿程排出废气，污染洞内空气，故一般适用于大断面开挖和中等长度以下的隧道中。当隧道较长时，应充分考虑洞内空气污染问题，采取有效的通风措施。

（二）有轨运输的设备与运行

1.常用的轨道运输车辆有斗车、梭式矿车。

（1）斗车。斗车结构简单，使用方便，可适用于多种条件下各种物料的装载运输。斗车容量大小可分为容量小于3m3的小型斗车和容量大于3m3的大型斗车。

小型斗车轻便灵活，满载率高，调车方便，可采用机械牵引，也可以采用人力牵引，人力操纵翻斗卸渣也很方便，它主要用作小断面坑道，如斜井平行导坑的运输车辆。大型斗车单车容量较大，较大的可达20m3，须用动力机车牵引，并采用驼峰机构侧卸或翻车机构卸渣；以及配套使用大型装渣机械装渣才能保证快速装运。采用大型斗车，可以减少装渣调车作业次数，缩短装渣运输作业时间，但对轨道线路条件要求较高。

（2）梭式矿车。梭式矿车采用整体式车体，下设两个转向架，车箱底部设有刮板式或链式转载机构，便于将整体车厢装满和转载或向后卸渣。它对装渣机械的配套条件要求不高，能保证快速运输，但车体结构和机械系统较复杂，机械购置费和使用费较高。

梭式矿车的单车容量为6～18m3。可以单车使用，也可以2～3辆车搭接使用，以减少调车作业次数。其刮板式自动卸渣机构，可以向后（轨道端头）卸渣，也可以使前后转向架分别置于相邻的两股道上，实现向轨道侧面卸渣，扩大弃渣的范围。要求侧向卸渣时，轨道间距应为2.0～2.5m，车体与轨道的交角可达35°～40°。

2.牵引类型

常用的轨道运输牵引机车有电瓶车、内燃机车，主要用于坡度不大的隧道运输牵引。当采用小型斗车和坡度较缓的短隧道施工时，还可以采用人力推送。

电瓶车牵引无废气污染，但电瓶储蓄电能数量有限，一次充电后的工作时间不长，补充电时间较长，充电液须定期更换，需要建设专用的充电车间。因此，实际应用中，必要配备足够数量的电瓶车，以保证牵引能力和行车速度。

内燃机车牵引能力较大，可以随时加油不占时间，但运行时增加洞内废气污染和噪声污染，在洞内空气含氧量不足时，油料燃烧不充分，牵引能力明显降低，必须配备废气净化装置并加强通风，且其保养和维修技术要求较高。

3.单线运输

单线轨道通过能力较低，常用于长度较长而断面较小的隧道工程中。

采用单线轨道运输时，为调车方便和提高运输能力，在整个路线上应合理布设会车道。相邻会车道的间距应根据装渣作业时间和行车速度计算确定，一般条件下应每隔300m设一个会车道。并编制和优化列车运行图，制定有效的行车作业制度，以减少避让等待时间。会车道的站线长度应能够容纳整列车，并保证正线车辆安全通过。单线运输轨道布置示意图如4-5-5所示。

图4-5-5　单线运输轨道布置

1—翻斗式装渣机；2—斗车；3—牵引电瓶车

4.双线运输

双线轨道的进、出车分道行驶，无须避让等待，故通过能力较单线轨道有显著提高。为了调车方便，应在两线间合理布设渡线。

渡线间距应根据工序安排及运输调车需要来确定，一般间距为100～1000m，或更长，并每隔2～3组渡线设置一组反向渡线。双线运输轨道布置示意图如4-5-6所示。

5.工作面轨道延伸及调车措施

（1）工作面的轨道延伸，应及时满足钻眼、装渣、运输机械的走行和作业要求，并避免轨道延伸与其他工作的干扰。有时需延至开挖面。延伸的方法可以采用接短轨，或浮放“卧轨”“爬道”。轨道走行车辆轴重较大时宜采用接短轨延伸轨道，待开挖面向前推进后，将连接的几根短轨换成长轨。轨道走行车辆轴重较小时可采用浮放卧轨或爬道延伸轨道。

（2）工作面附近的调车设施，应根据机械走行要求和转道类型来合理选择确定，并尽量使之离开挖面近一些，以缩短调车作业时间。

单线运输时，首先应利用就近的会车道线调车；当开挖面距离会车道较远时，则可以设置临时岔线、浮放调车盘或平移调车器来调车，并逐步前移和接续轨道。

图4-5-6　双线运输轨道布置（单位：m）

1—翻斗式装渣机；2—斗车；3—牵引电瓶车；4—立爪装渣机；5—梭式矿车

双线运输时，应尽量利用就近的渡线来调车，当开挖面距渡线较远时，则可以设置浮放调车盘，并逐步前移和接续轨道。

6.洞口轨道布置

洞口外轨道布置包括卸渣线、上料线、修理线、机车整备线以及调车线等。(www.xing528.com)

卸渣线应设置卸渣码头。可利用弃渣填筑和延伸。若需二次倒运，则应在临时存渣场边缘设置固定卸渣码头。固定卸渣码头应采用浆砌片石挡墙或搭设方木垛来稳定边坡。洞外轨道布置示意图如4-5-7所示。

图4-5-7　洞外轨道布置

7.轨道铺设要求

（1）轨距常用的有900mm、762mm、600mm三种。双线线间净距不小于20cm；单线会车道线间净间距不小于40cm。车辆距坑道壁式支撑净间距不小于20cm；双线可不另设人行道。

单线必须设人行道，人行道净宽不小于70cm。

（2）轨道线路平面应尽量使用较大的曲线半径；道岔应不小于6号道岔，并安装转辙器。一般条件下最小曲线半径，在洞内应不小于机车车辆轴距的7倍，洞外不小于10倍；使用有转向架的梭式矿车时，最小曲线半径不小于12m。

（3）洞内轨道纵坡按隧道坡度设置。洞外卸渣线的重车方向应设置一段1%～3%的上坡，并在轨端加设车挡，以防止卸渣车溜出码头。其他各线均应满足使用要求和安全要求，并轨道终端加设车挡。

（4）隧道施工常用钢轨重量有38kg/m、43kg/m两种，轨枕截面（厚×宽）有10cm×12cm、10cm×15cm、12cm×15cm、14cm×17cm几种。钢轨和枕木的选择，应根据各种机械的最大轴重来确定，轴重较大时应选用较重的钢轨和较粗的枕木；枕木间距一般不大于35～70cm。

（5）轨道铺设可利用开挖下来的碎石渣作为道作；道床厚度不小于20cm；并铺设平整、顺直、稳固。若有变形和位移，应及时养护和维修，保证线路处于良好的工作状态。

（三）无轨运输的设备与运行

1.无轨运输车辆

可供隧道施工用的无轨运输车品种很多，多为燃油（柴油）式动力、轮胎走行的自卸卡车。载重量2～25t不等。为适应在隧道内运输，有的还采用了铰接车身或双向驾驶的坑道专用车辆，如图4-5-8所示。

图4-5-8　自卸汽车

随着大型装载机械及重载自卸汽车的研制和生产，近年来无轨运输在隧道掘进中得到了越来越广泛的应用。无轨运输不需要铺设复杂的运输轨道，具有运输速度快、管理工作简单、配套设备少等特点。但由于内燃机排放大量废气，对洞内空气污染较为严重，尤其在长大隧道中使用时，需要有强大的通风设备。

2.无轨运输车辆选择和配套原则

隧道工程出渣运输要求选用体形小、载重大、自重轻、轴距短、转弯半径小、机动灵活、车体坚固、能自卸的运输车（包括装渣机械），尤其应当注意是否配有尾气净化装置，以及尾气净化装置的工作效能和维护要求，加强通风保证洞内空气质量。

无轨运输车的选择应注意与装渣机的匹配，尤其是能力配套，以充分发挥各自的工作效率，提高整体工作效率。

装渣机械和运输车辆的能力配套是指总的工作能力应满足隧道施工循环作业的总体要求，并保证在规定的时间内完成出渣运输工作。再者就是装渣机械的工作能力与运输车辆的工作能力的配套。在一定的装渣工作能力条件下，运输车辆的数量和单车运载能力的选择是可变的。它需要根据运输距离的变化加以动态调整。

若配备的单车运载能力较大，则可减少车辆的数量，这种配置可减少装车趟数和调车次数，缩短装运作业时间。若配备的单车运载能力较小，则需要的车辆数量较多，这种配置增加了装车趟数和调车次数，延长了装运作业时间。因此目前隧道工程中多数尽量采用前一种配置。

3.无轨运输道路和组织

采用无轨运输时，洞内调车方式，为方便车辆转向、缩短调车作业时间和保证车辆会车安全，应根据隧道开挖断面大小和洞内运输距离的长短，合理选择调车方式。常用的调车方式有以下几种。

（1）在单线铁路或单车道公路隧道中，当洞内运输距离较短时，可考虑汽车倒行进洞，装渣后正向开行出洞，不设置转向或会车场地。当洞内运行距离较长时，可在洞内每隔100～300m设置一处会车点。会车点可以局部扩大洞径，车辆可在会车点转向或会车。必要时还可以在洞内作业面附近设置机械式转向盘。

（2）在隧道断面较大，足够并行两辆汽车时，应布置成双车通道，车辆在装渣点附近转向，空车、重车各行其道，可以提高出渣运输速度。若为侧壁导坑开挖，可考虑在适当位置将导洞向侧壁扩挖加宽构成转向或会车场地。在设置有辅助坑道的长大隧道中，应考虑构成循环运输通路，并制订单向循环行使制度和相应的管理措施。

无轨运输组织可参照有轨运输组织的原则进行。无论采用何种形式的装渣机械和运输车辆的配置，都应特别注意提高运输效率，减少车辆在洞内等待等无效工作时间，使各项运输作业相对集中，以减少洞内空气污染的频次和缩短污染时段，降低通风能耗和费用。

值得注意的是，在长大隧道工程中，当洞内、洞外运输距离较长时，应配备足够数量的运输车辆，以便使能够在同一个时段内就将一个掘进循环爆破出来的石渣全部运完。

4.卸渣

卸渣工作主要是考虑石渣如何处理以及卸渣场地的布置。隧道工程挖出的石渣多数可以作为建筑填料，用于填筑路基及洞外工作场地。有些符合混凝土粗骨料质量（强度等）标准要求的岩块石渣，则可以加工成碎石，用作衬砌混凝土的粗骨料。对多余的石渣，则应弃置于合适的山谷或河滩。但弃渣场地的选择，应考虑卸渣方便，不占良田，不堵塞河道，不污染环境，并加以综合利用，如造田和填筑场地。