牛欄江-滇池補(bǔ)水工程輸水線路8、9標(biāo)運(yùn)輸方式的選擇
陳曉洪 李偉泉
（中國水利水電第十四工程局有限公司，云南昆明 650051）
1 工程概況
牛欄江-滇池補(bǔ)水工程是一項水資源綜合利用工程，是滇中調(diào)水的近期重點(diǎn)工程。其近、遠(yuǎn)期工程任務(wù)是：2020年重點(diǎn)向滇池補(bǔ)充生態(tài)水量，改善滇池水環(huán)境，并在昆明發(fā)生供水危機(jī)時，提供城市生活及工業(yè)用水；2030年主要任務(wù)為曲靖市生產(chǎn)、生活供水，其次與金沙江調(diào)水工程共同向滇池補(bǔ)水，并作為昆明市的后備水源提供供水保障。
牛欄江-滇池補(bǔ)水工程輸水線路8、9標(biāo)位于昆明市嵩明縣及官渡區(qū)境內(nèi)，隧洞主要包括普砂隧洞出口段、大團(tuán)地隧洞及大五山隧洞前段，隧洞總長18695.429m，隧洞最大開挖斷面為5.3×5.75m（寬×高），坡度0.05%。普砂隧洞布置一條施工支洞（普砂2#施工支洞）作為施工通道；大團(tuán)地隧洞以進(jìn)、出口作為施工通道，不布置施工支洞；大五山隧洞布置4條施工支洞（1#~4#施工支洞）及進(jìn)口作為施工通道。每條通道承擔(dān)隧洞長度1600~4000m，施工支洞凈空斷面均為5.0×6.0m（寬×高），其中普砂2#施工支洞長131.737m，坡度9.143%；大五山1#施工支洞長344.222m，坡度8.573%；大五山2#施工支洞長354.777m，坡度26.93%(15.62°)；大五山3#施工支洞長145.8m，坡度23.23°；大五山4#施工支洞長553m，坡度6.68%。
2 常用的主要運(yùn)輸方式
2.1 平洞運(yùn)輸方式
1、有軌運(yùn)輸：適用于各種斷面，廢氣處理量小，通風(fēng)散煙費(fèi)用低，設(shè)備靈活性、機(jī)動性、通用性差，設(shè)備利用率低，爬坡能力小，一般坡度不大于1%，最大不大于2%。主要牽引機(jī)械：蓄電池式電機(jī)車、架線電機(jī)車及內(nèi)然機(jī)車。主要運(yùn)輸機(jī)械：出渣用礦車“V”形斗車、側(cè)卸礦車、底卸礦車、梭車、槽式列車；混凝土專用斗車、箱式車、攪拌罐車及梭車。主要裝載渣設(shè)備：鏟斗式裝巖機(jī)、耙渣機(jī)、反鏟。
2、無軌運(yùn)輸：無軌運(yùn)輸適用于較大斷面，生產(chǎn)效率高，勞力省，道路基建和維護(hù)費(fèi)用工作量少，設(shè)備靈活性、機(jī)動性、通用性好，設(shè)備利用率高，爬坡能力強(qiáng)，一般坡度不大于10%，最大一般不大于14%，礦場專用運(yùn)輸車爬坡能力可達(dá)到40%，廢氣處理量大，通風(fēng)費(fèi)用高，裝載、會車、回車等附加洞室工程量大。主要運(yùn)輸設(shè)備：裝運(yùn)機(jī)、輪胎式梭車、自卸車、攪拌運(yùn)輸車。主要裝載設(shè)備：反鏟、裝載機(jī)、輪胎式耙渣機(jī)。
2.2 斜井運(yùn)輸方式
斜井運(yùn)輸方式及機(jī)械配套
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斜井傾角
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開挖方式
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運(yùn)輸方式
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機(jī)械配套
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裝渣
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運(yùn)輸
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提升
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<25°
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自上而下
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斗車
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人工、耙渣機(jī)、反鏟
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斗車
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卷揚(yáng)機(jī)
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>25°
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自上而下
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箕斗
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人工、抓斗機(jī)
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箕斗
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卷揚(yáng)機(jī)
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<45°
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自下而上
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鋼槽溜渣
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井底裝載機(jī)、反鏟裝渣，有軌或無軌運(yùn)輸車出渣
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>45°
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自下而上
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斜井溜渣
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井底裝載機(jī)、反鏟裝渣，有軌或無軌運(yùn)輸車出渣
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>45°
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自下而上開挖導(dǎo)井
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導(dǎo)井溜渣
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井底裝載機(jī)、反鏟裝渣，有軌或無軌運(yùn)輸車出渣
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自上而下擴(kuò)挖
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井底裝載機(jī)、反鏟裝渣，有軌或無軌運(yùn)輸車出渣
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3 運(yùn)輸方式比選
3.1 運(yùn)輸方式選擇的原則
1、綜合經(jīng)濟(jì)比較。主要設(shè)備費(fèi)用、通風(fēng)費(fèi)用、附加工程費(fèi)用等綜合經(jīng)濟(jì)費(fèi)用比較。
2、施工進(jìn)度要求。采取的運(yùn)輸方式要滿足施工進(jìn)度的需要。
3、設(shè)備來源。要考慮施工單位已有裝備條件和可能新增設(shè)備的來源，盡可能地充分利用現(xiàn)有設(shè)備。
4、企業(yè)對設(shè)備使用技術(shù)的掌握程度。要充分考慮企業(yè)對設(shè)備使用技術(shù)的掌握程度，以保證施工安全。
5、開挖斷面的尺寸。斷面高、寬小于4.5m時不宜選用無軌運(yùn)輸。
6、渣場距離及渣場沿線地形地貌特征。要充分考慮渣場距離及渣場沿線地形地貌特征進(jìn)行選擇，盡量不要形成倒渣現(xiàn)象，增加設(shè)備投入。
7、結(jié)合后繼工作施工的需要。要充分考慮后繼混凝土澆筑施工、灌漿施工等運(yùn)輸?shù)男枰?/span>
3.2 平洞運(yùn)輸方式選擇
根據(jù)有軌運(yùn)輸牽引設(shè)備的性能和相關(guān)安全技術(shù)要求，有軌運(yùn)輸?shù)钠露纫笠话悴淮笥?/span>1%，最大不大于2%。由于普砂隧洞2#施工支洞、大五山隧洞1#施工支洞及4#施工支洞等平洞坡度最小為6.68%，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于有軌運(yùn)輸?shù)钠露纫�，只能采取無軌運(yùn)輸?shù)姆绞�。大團(tuán)地隧洞進(jìn)、出口及大五山隧洞進(jìn)口洞口高程均位于原始地面以下，需修建坡度較大的施工便道（大于5%）爬升到棄渣場，直接采用有軌方式無法實(shí)現(xiàn)運(yùn)輸，如采取有軌和無軌相結(jié)合，主洞內(nèi)采取有軌運(yùn)輸，在洞外倒渣后采取無軌運(yùn)輸方式，則同樣要投入相應(yīng)的無軌運(yùn)輸設(shè)備，且洞口無足夠的集渣場地可用，因此，雖然無軌運(yùn)輸需增加錯車、回車道等輔助工程量及增加通風(fēng)散煙的費(fèi)用，但結(jié)合普砂渡槽、河墩渠道的開挖運(yùn)輸及后期混凝土澆筑施工的運(yùn)輸需要，選取無軌運(yùn)輸?shù)姆绞礁鼮楹侠怼?/span>
3.3 斜井運(yùn)輸方式選擇
大五山隧洞2#、3#施工支洞均為斜井，其承擔(dān)的主洞開挖及混凝土大約均為4000m，獨(dú)頭工作面長約2000m。根據(jù)常規(guī)的運(yùn)輸方式一般均采取有軌運(yùn)輸?shù)姆绞剑鞫雌蕉撮_挖采用蓄電池式電機(jī)車、架線電機(jī)車及內(nèi)然機(jī)車牽引運(yùn)渣斗車或?qū)Ｓ没炷炼奋�、攪拌車等運(yùn)輸，施工支洞內(nèi)斜井段改用卷揚(yáng)機(jī)牽引，在洞外鋪設(shè)軌道到渣場、混凝土拌和站及加工場等地又改用蓄電池式電機(jī)車、架線電機(jī)車及內(nèi)然機(jī)車牽引或采用無軌運(yùn)輸方式進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。此種運(yùn)輸方式需配備兩套有軌牽引設(shè)備或有軌、無軌設(shè)備各一套，中轉(zhuǎn)點(diǎn)多，運(yùn)輸系統(tǒng)復(fù)雜。
大五山2#施工支洞坡比為26.93%（15.62°），長354.777m。原設(shè)計方案采用有軌斜井絞車整體式升系統(tǒng)，平洞5T自卸車無軌運(yùn)輸相結(jié)合的運(yùn)輸方式。根據(jù)規(guī)范要求，有軌運(yùn)輸?shù)乃俣炔淮笥?/span>2m/s，2#施工支洞內(nèi)運(yùn)輸來回一趟需10~15分鐘，由于隧洞斷面小不能滿足雙軌運(yùn)輸要求，運(yùn)輸能力不能滿足施工進(jìn)度的需要。后經(jīng)市場調(diào)查，礦用斯太爾自卸車爬坡能力最大達(dá)44.7°，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于本工程設(shè)計坡度。根據(jù)《中華人民共和國汽車行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)：礦用自卸汽車試驗(yàn)方法：爬坡能力試驗(yàn)》（QC/T 76.3-93）進(jìn)行現(xiàn)場爬坡能力試驗(yàn)，經(jīng)試驗(yàn)項目部現(xiàn)有的礦用斯太爾自卸車能滿足本工程的要求。由于坡度長，在支洞中間增設(shè)兩個坡度為0%，長15m的平臺（兼作錯車道）將陡坡段分為長約100m的三段，縮短一次爬坡的距離，提高安全保障。
大五山3#施工支洞長145.8m，坡度23.23°，已由其他承包商開挖支護(hù)結(jié)束。平洞采用有軌運(yùn)輸方式對后期混凝土施工時鋼筋、模板等材料運(yùn)輸不便，且由于我公司主要承建的地下工程均為大型工程，常規(guī)的運(yùn)輸方式均為無軌運(yùn)輸，沒有平洞有軌運(yùn)輸?shù)难b運(yùn)設(shè)備，均需要新采購。根據(jù)我公司的市場開發(fā)規(guī)劃，在今后的施工中沒有類工程的施工，有軌運(yùn)輸設(shè)備在此工程施工結(jié)束后將沒有用處形成資源的浪費(fèi)。3#施工支洞的坡度也在礦用斯太爾的爬坡能力范圍之內(nèi)，但坡度還是比較大，安全隱患比較大，防護(hù)措施難以實(shí)施。因此，結(jié)合后期混凝土施工通道的便利，充分利用企業(yè)現(xiàn)有設(shè)備資源減少浪費(fèi)，3#施工支洞工作面采取有軌和無軌相結(jié)合的運(yùn)輸方式。主洞平洞采用裝載機(jī)裝渣，自卸車水平運(yùn)輸?shù)姆绞�，斜井采用卷揚(yáng)機(jī)牽自行研制的絞車提升系統(tǒng)平臺將裝載機(jī)、自卸車、反鏟等施工設(shè)備整體提升自洞口（或從洞口送至主洞內(nèi)），設(shè)備下平臺后直接開往目的地。
4 結(jié)束語
目前，隧洞開挖完成約一半，混凝土施工還未啟動。從一年半的實(shí)施成果分析，無軌運(yùn)輸方式的取得了良好的成果，同時也存在一些問題。
1、3#施工支洞工作面采取無軌和整體式有軌結(jié)合的運(yùn)輸方式，充分利用了企業(yè)原有設(shè)備資源，減少了設(shè)備的投入，減少了渣料、材料的倒運(yùn)，縮短了運(yùn)輸時間。
2、文明施工整治難度較大。由于本工程隧洞長、斷面小、埋深小、地質(zhì)條件差（多為Ⅳ、Ⅴ類圍巖，滲水量大，泥化嚴(yán)重，軟基多，溶洞多），采用無軌運(yùn)輸方式為保證路面寬度排水溝不易設(shè)置，排水較難，受載重汽車的碾壓，路面易損壞。
3、2#施工支洞坡度較大（26.93%），采用專用自卸車無軌運(yùn)輸方式，對開挖支護(hù)施工進(jìn)度起到了重要作用，但于由后期混凝土施工時為重車下坡，安全隱患較大，需采取專項安全技術(shù)措施。
作者簡介：陳澆洪（1964-），男，云南陸良人，高級工程師，從事水利水電工程施工及技術(shù)管理；
李偉泉（1973-），男，云南紅河人，高級工程師，從事水利水電工程施工及技術(shù)管理；
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