小洞径引水隧洞梭车出渣方案调研报告

关于XXXXX水电站引水隧洞开挖

梭车出渣方案调研考察报告

1、问题的提出

XXXXX水电站引水隧洞全长2.83km（其中引水洞段2.59km，埋管段242.5m），围岩类别以Ⅲ、Ⅳ类为主，部分为Ⅴ类围岩。引水洞段断面为2.4m×2.6m，埋管段断面尺寸为2.0m×2.0m。引水隧洞开挖及支护工期是XXXXX水电站工程建设的直线控制工期，其施工方案的选择与优化直接关系到总工期目标能否按期完成。

XXXXX项目主体工程于2013年11月1日正式开工，引水隧洞进口段开挖及支护于2013年10月25日开始，由于电网供电故障及冬季高海拔气候寒冷影响，截止到2013年12月31日，进口段洞挖进尺仅仅完成70m。考虑到出口端埋管段开完断面较小、又位于悬崖上，大型机械无法靠近，拟采用人工开挖300m，以不影响埋管段的钢管安装为准。上游侧引水洞段需开挖支护2.53km，除去2013年已完的70m，尚需再开挖2.46km。根据现场实际情况，目前已将隧洞全线贯通工期调整至2015年2月28日，共14个月开挖及支护工期。2460/14=176m,则平均

月开挖支护进尺176m才能确保总工期目标实现。由于XXXXX山势险峻，从外部无法修路靠增加施工支洞来多增加开挖工作面，目前仅仅依靠常规的2台农用四轮拖拉机及1台轮式扒渣机出渣，单工作面平均月进尺在80m左右，远远满足不了总工期目标的开挖要求。故必须考虑采用出渣效率较高的梭车出渣方案来满足开挖进度要求。XXXXX水电站的引水隧洞开挖具有断面较小、坡降较大（7.9%）的施工特点，究竟适不适合采用梭车出渣方案，带着这个问题我们对相关项目现场及生产厂家进行了实地走访及调研。

二、梭车出渣方案考察与调研

1、施工现场实地考察

2014年1月11日—12日，项目业主、监理、施工单位一起前往xxx煤矿，对其梭车出渣情况进行了一次实地调研，现将考察情况报告如下：

1）xxx煤矿目前正在进行出煤用的施工巷道施工，开工已一年了，已完成开挖进尺900余米，洞内围岩多在-类之间，开挖断面为高×宽=3.8×5.0=19m2，呈城门洞型。除正在开挖的工作面附近未做噴护外，其余部分均已做过喷锚支护；

2）洞内最里端，其工作面正在进行钻孔作业，3把手风钻6人在操作。在离工作面50m左右处停放1台轨道式液压扒渣机，扒渣机后部约30m处分别停放2台斗容为9m3的矿式梭车，这是我们此行要重点考察的设备。该梭车长、宽、高为9m\1.6m\1.7m，单斗容量为9m3（详见图片），其牵引设备为5t电瓶车。当时洞内未出渣，故电瓶车暂停放在洞口外部；

3）该矿在开挖过程中，由于岩石条件不理想，围岩多为-围岩，开挖断面为19m2、每天平均仅做2个循环，每循环进尺1.8m（打2m长的钎杆），平均月进尺在100m左右，喷锚支护工作随开挖工作同步跟进，一般在打钻的时间4-5个小时内完成。其矿长介绍说，类似19m2的开挖断面，其在贵州某项目上的-类围岩开挖中，他们曾创下过月进尺245m的记录，其最高日循环曾达到过7个循环；

5）结合XXXXX项目的引水隧洞岩石地质条件（多为-类围岩），开挖断面仅为5.62m2，矿长认为：只要设备选型合理，月平均开挖进尺控制在200m左右是有把握的。但XXXXX隧洞开挖过程中有一个十分重要的安全问题不容忽视，那就是洞挖坡比较大、为7.9%，如果电瓶车牵引力不足或电源保险管烧掉，容易出现溜车安全事故，如果选用梭车出渣，这一点应引起高度重视。

2、生产厂家调研

2014年3月13日—15日，施工单位带着7.9%的洞内坡度采用梭车出渣方案究竟可不可行的疑问，分别考察了在湘潭的电瓶车生产厂家和在萍乡的梭车生产厂家。其考察情况报告如下：

1）电瓶车选型：采用“大马拉小车”的方式，经厂家技术部门受力分析及荷载计算，在7.9%的坡比之下，选用15T的电瓶机车牵引6m3的梭车是可行的，满足行业标准要求（见受力计算书）；

2）电瓶车的制动：采用机械、电气、空气联动，制动安全可靠；运行速度靠交流变频调速（见受力计算书）；

3）电瓶车主机随车配一套充电装置和一套备用待更换的电池组；每套电池组寿命为充放电600次左右，根据XXXXX项目工期分析，原车配带的和备用的共2套电池组，如使用得当，整个项目运行的2年工期内是不需再更换电池的；

4）梭车选型：选用2台单车容量为6m3的梭车，一般来说，超过800m轨道长必须要设会车道，本项目拟每间隔600m左右设一个会车道，采用2台梭车、一台电瓶车牵引，以提高出渣效率，考虑到石渣的松散系数，单循环进尺2m只需3台次梭车运输即可完成出渣任务；

5）梭车也可以配带气制动，但考虑到电瓶车牵引计算，制动系数已足够大，故本次购买梭车不必要再配置气制动；

6）梭车厂家人员介绍说，他们的2台6m3梭车在山西某煤矿的3m*3m断面掘进中，曾创下过平均月进尺250~350m的好成绩，他们分析XXXXX项目情况时说，采用该梭车类似工艺水平，月进尺控制在200~250m是不成问题的；

7）电瓶车和梭车生产厂家的订货制造周期均为60天，自下订单、合同签订日算起；

8）厂家推荐15T电瓶车选用单重37kg的轨道，考虑到水电施工周期较短，不比煤矿运行周

一次性封条期长，故拟选用单重24kg轨道即可；

9）如采用此方案，设备投入运行之前，必须厂家人员到现场进行调试，同时要对现场施工操作人员进行上岗前技术培训，重点要做好安全注意事项、安全操作规程的培训工作。

3、考察调研得出结论如下：

1）XXXXX水电站引水隧洞开挖采用电瓶车牵引-梭车出渣方案是切实可行的，订货周期为60天，应加快方案的审批和订货；

2）初步测算平均可达到月进尺200m左右，大于月平均开挖强度176m，完全可满足总工期目标的月进度要求；

3）与常规出渣方式相比可节省约16个月工期，若该方案在XXXXX水电站施工中使用成功，在XXXXX临近项目的小断面、长隧洞施工中有较高的推广应用的价值；

4）考虑到开挖后期的排烟、排水问题以及后期隧洞的衬砌压力，拟在与主洞交汇的1+200桩号处设置一条360m长的施工支洞，因外部洞口处于较陡的岩壁上，无法从外部修路接近支洞口，故需从主洞内向外反打的方式来完成；

5）当梭车出渣方案投入运行后，施工支洞开挖可采用现有的2台农用拖拉机和1台轮式扒渣机进行；施工支洞开挖的钻爆机具和人员采用出口段的机具和人员，待出口段完成300m洞挖后进行，预计支洞开挖在2014年9月底进行，施工支洞贯通后，预计主洞开挖至1+1500桩号；

6）施工支洞贯通后，一是解决了通风及排水问题，二是提高了1+500桩号以后的出渣效率，三是1+200桩号之前的洞段可提前进入衬砌工序，四是当主洞全线贯通后，支洞内可布置拌合系统和储存部分骨料等，便于冬季砼施工，从而可大大缓解砼衬砌的工期压力；

7）考虑到本工程投标报价时施工支洞的漏项和采用梭车出渣方案而引起的会车道增加（拟在洞内3个会车道平台），可能会引起少部分工程量的增加，这些均需在工程实施中按合同变更形式加以解决；

三、梭式矿车出渣方案设备、材料采购及投资情况一览表

序号	名称	型号规格	单位	数量	投资（万元）
1	电瓶机车	15t	套	1	55
2	备用电池组		组	1	16
4	充电设备		套	1	4
5	梭式矿车	6m3虚拟现实系统	台	2	32
6	轨式扒渣机	80型	台	1	23.5
7	轨道	24kg/m	m	5500	72
8	枕木		根	4000	20.5
9	道钉		只	15000	6
注：表中设备运杂费按8%考虑，材料运杂费按5%考虑已计入。				合计	229

四、附件

1、中村煤矿现场考察相关图片；

2、电瓶机车厂家牵引力计算书；

3、梭车厂家小型梭矿系列技术参数；

4、梭车出渣工序分解表。

附件1：中村煤矿现场考察相关图片

附件2：电瓶机车厂家牵引力计算书

附件3：梭车厂家小型梭矿系列技术参数

附件4：梭车出渣工序分解表

表1：引0+000~引1+200

序号	项目	工作量	作业时间 (h)	作业时间进度(h)
序号	项目	工作量	作业时间 (h)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	测量放样	1项	0.5
2	钻孔	1项	3.5
3	装药爆破	1项	1.0
4	通风散烟	1项	0.5
5	安全检查	1项	0.5
6	出碴	1项	1.0
说明: 单循环时间7h，进尺2m；平均每天3.4个循环，进尺6.8m，月进尺 204m。

表2：引1+200~引1+500

人体意术

序号	项目	工作量	作业时间 (h)	作业时间进度(h)
序号	项目	工作量	作业时间 (h)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	测量放样	1项	0.5													led日光灯灯座
2	钻孔	1项	3.5
3	装药爆破	1项	1.0
4	通风散烟	1项	1.0
5	安全检查	1项	0.5
6	出碴	1项	1.5
说明: 单循环时间8h，进尺2m；平均每天3个循环，进尺6m，月进尺 180m。

表3：引1+500~引2+500

正弦波发生电路

序号	项目	工作量	作业时间 (h)	作业时间进度(h)
序号	项目	工作量	作业时间 (h)	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
1	测量放样	1项	0.5
2	钻孔	1项	3.5
3	装药爆破	1项	1.0
4	通风散烟	1项	1.0
5	安全检查	1项	0.5
6	出碴	1项	1.5
说明: 1、此时施工支洞已贯通，从支洞出渣运距为660~1660m，各工序和1+200~1+500段大体相当； 2、单循环时间8h，进尺2m；平均每天3个循环，进尺6m，月进尺 180m。
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本文发布于:2024-09-21 14:43:23，感谢您对本站的认可！

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