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超大曲线皮带机在锦屏二级水电站中的应用


超大曲线皮带机在锦屏二级水电站中的应用 第一节 锦屏二级水电站简介

锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河 弯上,是雅砻江干流上的重要梯级电站。其上游紧接锦屏一级水电站(在建),下游依次为官地(已开展 前期准备工程)、二滩(已建成)和桐子林水电站(已开展前期准备工程)。锦屏二级水电站利用雅砻江下 游河段 150k

m 长大河弯的天然落差,通过长约 16.67km 的引水隧洞,截弯取直,获得水头约 310m。 电站总装机容量 4800MW,单机容量 600MW。工程枢纽主要由首部拦河闸、引水系统、尾部地下厂 房三大部分组成,为一低闸、长隧洞、大容量引水式电站。首部拦河闸坝位于雅砻江锦屏大河弯西端 的猫猫滩,电站进水口位于闸址上游 2.9km 处的景峰桥,地下发电厂房位于雅砻江锦屏大河弯东端的 大水沟,四条引水隧洞穿过锦屏山连接闸坝与厂区枢纽。锦屏二级水电站穿越锦屏山的长隧洞由平行 的 2 条辅助洞、4 条引水隧洞以及 1 条施工排水洞组成,辅助洞洞线长度约 17.5km,引水隧洞洞线长 约 16.7km,排水洞洞线长约 15.4km。 (见附图 1) 4 条引水隧洞组成的水工洞群采用钻爆法和 TBM 法相结合的施工方案, 钻爆法施工洞段, 开挖直径 13m,马蹄形断面。采用 TBM 施工的引水隧洞段,开挖隧洞直径为 12.4m,圆形断面。 (见附图 2) 第二节 隧道开挖出渣要求 一、引水洞内出渣要求 由于隧洞断面大,单位时间出渣量大,隧洞开挖出渣方式为连续皮带机出渣。 洞内输送皮带的长 度 14.7km,考虑到四条引水洞东端的开挖碴经连续输送皮带输送到引水洞的末端后,将通过卸料装置 将岩渣转卸到施工支洞的总输送皮带,运出洞外后,再转卸到洞外的总输送皮带至弃渣场。 输送皮带的输送能力满足 TBM 的单位时间最大掘进速度要求并留有适当余地, 同时满足相邻隧洞 钻爆法施工的开挖岩渣出渣要求(按 300 吨/小时考虑) ,但无论如何不得低于 1500 吨/小时的输送能 力。 二、洞外出渣要求(包括 2#施工支洞) 引水洞内带式输送系统起点是东引 2# 施工支洞与 1# 引水隧洞交点,终点为模萨沟弃渣场高程 1600m 的末端,主要承担东端引水隧洞和排水洞的开挖料至模萨沟弃渣场运输、有用料和无用料的分 选堆放,以及将混凝土骨料从东端砂石加工系统返送到高线混凝土系统的骨料仓等任务。带式输送系 统应按照填充率为 0.75 设计,总输送能力须大于 4600 t/h,采用双线布置,每线皮带要求额定运输能 力不低于 2300t/h,每线皮带最大运输能力原则上不低于 2800t/h。其中在东端砂石系统的卸料强度须 大于 580 t/h。引水隧洞东端工程及排水洞石方开挖总量约 750 万 m3,月平均开挖强度约 60 万 m3, 高峰月开挖强度约 80 万 m3,开挖石料为采用 TBM 和钻爆法施工的地下工程开挖料,岩性主要为大 理岩。同时利用带式输送系统将东端砂石加工系统的成品骨料返送至高线混凝土系统,运输强度须大 于 600t/h,共需运输成品骨料约 500~650 万 t。 模萨沟弃渣场位于周家坪下游约 1.0km 处,主要堆弃前期场平工程、辅助洞东端工程、东端引水 隧洞及其他工程的开挖弃渣。设计容渣量约 1100 万 m3。模萨沟弃渣场 1430m 平台拟布置东端砂石加 工系统。 第三节 出渣方式研究 首先我们对隧道施工采用的岩渣运输方案(轨道运输方案、汽车运输方案、带式输送方案)进行 比对: 一、引水洞内轨道运输方案: 为能够进行岩渣输送同时把所有材料运到隧洞内,在隧洞的洞口需要足够的场地用于安装和运行 轨道系统,但施工现场没有足够的场地。 一般来说,对于短隧洞,采用轨道运输开挖岩渣是一个良好且可靠的解决方案。该系统需要在混 凝土底板上安装两条轨道。轨道安装应该尽量精确牢固以避免轨道故障以及过多的维护,同时能够实 现最大的允许速度。双轨能够降低碰撞的危险,同时能够使得在不中断隧洞掘进的条件进行轨道的维 修工作。此外,运行速度将会更快,并能够有效地降低对人员的危险。同样地,只有在双轨系统的情 况下,才能够在任何地点进行火车的错车,这样可以显著地增加运输能力。 如果同时进行几项工作,交通量将会变得很大,这样必须通过一个中控室来管理和控制。如果没 有中控室的允许,火车操作员不能移动火车。对于中控室的工程师而言,指导轨道交通将是一个高科

技的后勤任务。除了岩渣的运输外,必须根据一个固定的和可控的时间表来进行工作人员运输以及用 于一次支护的混凝土和材料的运输。 较小的火车可以采用电池驱动,而重型火车应该由配有颗粒过滤器的柴油引擎驱动。对于火车运 输, 由于车辆的数量很少同时对尾气进行了过滤, 所以很容易把隧洞内的空气条件控制在规定范围内。 在隧洞施工工艺中,通风不会成为一个决定性的因素。 轨道将在一个卸渣点结束,在这个地点,通过一次操作完成翻渣作业,整列火车调头。 在锦屏 II 级水电站工程中,业主考虑采用隧洞开挖和衬砌工作同步进行的方案。由于锦屏隧洞的 直径较大,因此使用伸缩模板加上皮带输送系统应该是可行的,但是这种系统从没有使用过的先例, 很可能会降低日进尺 为了降低锦屏工程中轨道系统发生堵塞的风险,用于出渣的运输系统应该尽量与其他运输系统分 开。可以在引水隧洞内安装一套单独的轨道系统用于其它运输任务的目的。 1、机车主要技术参数 我们考虑采用带有颗粒过滤器的 2 *35 吨柴油机车(轨道的轨距为 900mm), 最大装渣能力为 400 吨, 采用 10 辆 40 吨的矿车。

(插图 1. 柴油机车) 该机车的性能能够在给定的斜度下,按照 25km/小时的中等速度双向驱动火车。开挖 11.5km 隧洞, 需要 5 辆火车来进行每小时 1,200 吨岩渣的运输。应该总是保持一列额外的完整的火车备用,在运输 系统中一列火车出现故障时,备用火车可以加入到运输链中。 (插图 2: 运输列车) 2、TBM 上的装渣点 火车进入 TBM 的后配套系统,并采用输送带装渣。为了避免 TBM 开挖工作的任何中断,应该安 装 2 套装渣装置,这样,可以连续进行装渣而不会出现中断。 3、隧洞内的典型配置: 1) 在整个隧洞长度上安装双轨,用于单向的运输; 2) 4 列火车按照 25 km/h 的速度运行,1 列额外的火车备用; 3) 轨道安装和维护良好,以降低事故造成的损坏和故障; 4) 错车地点具有良好的照明; 5) 出渣火车带有 2 个机车和 10 辆矿车; 6) 货车上配有有效的刹车系统; 7) 柴油机车并带有颗粒过滤器; 8) 隧洞末端的卸渣点; 4、翻渣系统: 对于把岩渣从火车上转移到位于施工支洞内的皮带输送系统,我们推荐采用现有的已证明有效的 带有翻渣系统。

(插图 3:翻渣系统 ) 5 节渣车同时翻转,并把所有的岩渣全部倾倒在接收和存储设备里,从这里,岩渣被连续地推放 到另一条输送带上。对于锦屏 II 级电站工程,可以修建一个 10 节渣车的翻渣系统,这样,一列完整 火车的岩渣可以一次卸完,缩短火车卸渣所需的等待时间。翻渣系统应该安装在引水隧洞的末端。

(插图 4:翻渣系统) 卸载一整列带有 10 节渣车的火车所需的时间不到半个小时,包括火车移动和调遣必需的时间。 安装翻渣系统需要扩挖的隧洞端面约 100m 长,7 米高,底板以下 5m 的高度。除了翻渣系统所需的空 间外,还留有足够的空间来安装轨道,这些轨道用于其它火车的行使。 采用 2 套翻渣系统,可同时完成 TBM 隧洞岩渣和钻爆法隧洞岩渣的卸载。 5、维护 轨道运输需要大量的维护。应该保持一列火车备用,用来更换任何出现故障的火车。 轨道和运输设备承受的荷载很大。根据以往工程经验,每 4 列工作火车,通常就有一台火车处于维修 状态。 6、可靠性 虽然火车的运输系统的可靠性很好,但这在很大程度上取决于管理质量和中控室的工作,以及良

好的维护。 在本工程中,系统的能力很可能过载,这样系统的可靠性可能会受到影响。 7、优点 1) 采用火车系统进行运输,只需要一套运输系统。 2) 在市场上很容易购买到火车设备。 3) 可以在出渣的同时进行衬砌工程。 8、限制 由于出渣量大、TBM 出渣的连续性、除输送岩渣以外的其他运输任务、以及洞外轨道系统安装空 间受限等原因,将很难安装和维护一套工作状态良好的轨道输送系统。 9、费用分析 1) 、装渣系统 装渣系统 100 000 欧元 磨损和备件 2) 、运输系统 机车 磨损和备件 出渣车 磨损和备件 3) 、 卸渣系统 翻转卸渣 磨损和备件 4) 、 辅助系统 外部设施、控制和导向系统 磨损和备件 以上合计 5)、能源: 柴油消耗 二、汽车运输方案 1、引水洞内汽车运输方案 1)汽车的主要技术参数 可用两种轮式车辆出渣: 15 吨普通汽车: 普通汽车只用于 2007 年隧洞工程的施工。 普通汽车会产生太多的污染,所以需要采取一种非常有效和昂贵的通风系统来实现工程的施工。 普通汽车的载重量很低,所以需要大量的车辆在隧洞内运行。 使工人的安全性降低。 大量的机械故障影响工程施工。 24 吨自卸车 以下介绍隧洞自卸车的运输方式。 2 500 000 欧元 470 000 欧元 17 ,950 ,000 欧元 2 200 000 欧元 350 000 欧元 1 570 000 欧元 180 000 欧元 9 300 000 欧元 1 250 000 欧元 30 000 欧元

320 000 升

§ (插图 5: 24 吨隧洞自卸车) 为减少洞内的交通量,把通风量控制在符合实际水平以及降低交通流量,车辆应尽可能多装渣。 另一方面,隧洞的尺寸限制着自卸车的尺寸。 在钻爆法隧洞的尾部西端,隧洞长度可达 5.5km。通风系统包括 4 台风机和直径为 2.4m 的风管。 安装功率大约为 1,000KW。两条隧洞掘进都不能受影响,或者可把另外一条隧洞用作支洞来提供新鲜 空气或采用辅助洞来实现这个目的。东端的条件更为有利,TBM 掘进约 2.5km 处,可以采用 TBM 隧 洞供给新鲜空气,所以东端的条件更为有利。 如果决定在隧洞内采用自卸车,应安装一个掉头转盘。如果不设置掉头转盘,应开挖一个凹槽, 这样,隧洞自卸车可以调头。

(插图 6: 汽车和自卸车掉头转盘)

应尽量缩短反向行使的距离。随后,自卸车的运输距离应约 8.5km 的距离(两端)。运输一趟大约需 要 50 分钟才能到达施工支洞。 隧洞内的典型配置和掌子面处的装渣点 在隧洞施工的第一年,直接采用轮式装载机来进行装渣。 输送带前面有两个装渣点 在装渣点后,有一个停车点供下一辆自卸车停放,这样,可以尽量缩短调度的时间。 装渣时间为 4 分钟 对于钻爆法隧洞的出渣,由于出渣量小,所以比较容易,同时如果采用火车或汽车运输系统,可 以在不停止整个工程的情况下中断出渣。如果在引水隧洞中已经采用了汽车运输系统,可以在不对卸 渣点、从隧洞掌子面到弃渣场的重新装渣点不进行任何改造的情况下进行运输。此外,如果对两个施 工场地一起管理,出渣时间连续。每小时运输的渣量约为 300 吨,这是可以实现的: 采用载重量 15 吨的汽车,每小时 20 车 采用载重量 25 吨的自卸车,每小时 15 车 可以采用这种方案,同时留有足够的空间和时间用于其他的交通。由于在国外准备设备需要时间, 现场的施工应尽快开始同时应对复杂设备到货做好准备,在工程前期,这种方案十分重要。 掌子面处的装渣点 直接采用轮式装载机对汽车进行装渣。装渣时间约为 4 分钟。 隧洞末端的卸渣点 后续输送带 自卸车把岩渣倾倒有进料器的料斗内(参见(插图 7: 隧洞内的料斗和进料器)。

(插图 7: 隧洞内的料斗和进料器)

(插图 8: 隧洞内的料斗、进料器和破碎机) 2)维护 制定一个定期的汽车和自卸车维护计划,特别在开挖岩渣运输中,轮胎磨损较大。汽车出渣只局 限于隧洞开挖的前几公里。 同时,也需要对通风系统进行定期维护以保证空气质量。 3)可靠性 由于有大量的交通出渣、混凝土运输等,不能忽视可能出现问题的风险(由于汽车和自卸车故障、 事故等原应造成交通堵塞)。 4)优点 汽车出渣系统需要的设施不多,很容易地使用机械,能很快开始工作。 5)限制 由于技术困难和通风的费用,采用现有的汽车运输岩渣的长度有限。汽车运输岩渣只限于隧洞的 前几公里。此外,汽车和自卸车可能出现故障的风险,特别是维修汽车轮胎的费用太高。

6)费用分析(不采用额外通风) 1)装渣系统 装渣设施 磨损和备件 2)运输系统 20 吨自卸车 磨损和备件 3)卸渣系统 卸渣设施 磨损和备件 4)调头转盘 调头转盘 磨损和备件 以上合计 5) 能源: 柴油消耗 100 000 欧元 25 000 欧元 8 893 000 欧元 100 000 欧元 38 000 欧元 1 000 000 欧元 450 000 欧元 4 400 000 欧 2 780 000 欧元

2 820 000 升

2、洞外自卸车运输方案 1)汽车运输的难度 现有的狭窄的道路是到达隧洞施工场地唯一通道。事故、车辆故障甚至是爆胎、司机疲劳或生病 造成的任何交通堵塞,都可能造成严重的问题。由于同时双向使用这条道路,所以可能会立即造成中 断。在交通恢复前,这种状况可能会持续几个小时。实际的交通流量需要详细的研究,结论很可能是

目前的道路不足以实施正常的交通和汽车出渣运输。 如果在隧洞内使用皮带输送系统进行岩渣的运输,岩渣将会稳定地从隧洞内输送出来。岩渣流的 中断将会导致 TBM 停工。由于在隧洞外没有地方暂时存放岩渣,所以 TBM 停工的风险很大。 气候条件,特别是在冬季,可能会导致汽车运输非常困难或根本不可能进行汽车运输。 道路的运输压力将会很大。 实际上, 对于每小时 500 辆 10 吨汽车或 300 辆 20 吨汽车的通行而言, 道路将需要一个持续的维护。为了改善这种状况,一个解决方案可能就是修建另外一条与现有道路平 行的道路,两条道路单向使用,最好是修建一条辅助车道用于有故障的汽车、自卸车和汽车。 理论上讲,每小时的出渣量可以超过 3,000 吨。由于在容易到达的附近临时储存岩渣的可能性很 小,所以,在现场应该一直保持用于运输这些数量岩渣的车辆。 每小时行使量的计算如下: 载重量 15 吨的汽车,在道路上: 每小时 200 车 载重量 25 吨的自卸车,在道路上: 载重量 50 吨的自卸车,在道路上: 每小时 120 车 每小时 60 车(3 轴)

插图 1: 载重量为 50 吨的自卸车 需要对同样数量的车辆进行装渣、卸渣和运输回来。这绝对是一个不可能实现的情况。 对于只是钻爆法掘进的岩渣运输,情况会变得比较简单,因为出渣量小得多,同时,如果采用火车运 输或汽车运输, 岩渣流可以被中断而不用中断整个工程。 如果在引水隧洞中已经采用了汽车运输系统,

则可以在不对隧洞掌子面的装渣到弃渣场的卸渣进行任何改变的情况下进行运输。此外,如果两个施 工场地在一起管理,则岩渣运输时间可以呈链状,一个在另一个之后进行。这样,需要运输的岩渣量 大约为每小时 500 吨。这个是一个可以实现的数量: 采用载重量 15 吨的汽车,每小时 33 车 采用载重量 25 吨的自卸车,每小时 20 车 2)装渣点 如果在引水隧洞内已经采用了汽车运输方案,则可以在不对隧洞掌子面的装渣到弃渣场的卸渣进 行任何改变的情况下进行运输。 如果在隧洞系统内采用了输送带,则需要安装一个专门的带有料仓的装渣装置来对自卸车或汽车 进行装渣。 在最终的设施处于工作状态后,将在施工支洞内安装输送带。将在隧洞洞口外安装一个带有料仓 的专门的装渣装置。 将把道路扩宽为 20m。将在扩宽的道路上的山腰凹陷处安装 6 个料仓,每个料仓的容量为 400 吨, 料仓安装后,重型自卸车应该能够在料仓下移动而不会干扰现有道路上的交通。 施工支洞的输送带将把岩渣运输到料仓的顶部,然后把岩渣倾倒在料仓里。应该几乎把料仓清空, 这样可以产生大约 2500 吨的空间,用于接受 TBM 施工大约 1 小时所产生的岩渣。 将把岩渣从料仓转送到重型自卸车内。在装载大约 50 吨岩渣后,自卸车将重新驶入通往弃渣场的 道路。

插图 2: 自卸车的装渣机构 3)卸渣点 在一开始,如果采用推土机进行岩渣的平整,在弃渣场不需要专门的设施来卸载汽车上的岩渣。 如果岩渣需要后续的输送带运输,则需要安装一个料斗和进料器。在主施工期,将把岩渣卸载到 一个料斗内,然后再进入进料器。为了处理每分钟通过重型自卸车运来的岩渣,至少需要 6 台进料器, 通过进料器,岩渣被输送到通往最终弃渣场的输送带。

插图 3: 料斗和进料器 4)维护 对于道路上行使的大量汽车和自卸车,需要大量的维护。堵塞、中断、故障和事故的风险非常大。 5)可靠性 由于以下原因,汽车和自卸车运输方案的可靠性很低: 交通阻塞的风险 由于密集的交通,出现事故的风险很大 气候条件不好 空驶的汽车和自卸车需要在陡坡的上坡行使 6)优点 汽车运输方案唯一的优点就是可以在工程开始期间使用。 7)限制 现有的狭窄的道路是到达隧洞施工场地唯一通道。事故、车辆故障甚至是爆胎、司机疲劳或生病 造成的任何交通堵塞,都可能造成严重的问题。由于同时双向使用这条道路,所以可能会立即造成中 断。在交通恢复前,这种状况可能会持续几个小时。实际的交通流量需要详细的研究,结论很可能是 目前的道路不足以实施正常的交通和汽车出渣运输。 如果在隧洞内使用皮带输送系统进行岩渣的运输,岩渣将会稳定地从隧洞内输送出来。岩渣流的 中断将会导致 TBM 停工。由于在隧洞外没有地方暂时存放岩渣,所以 TBM 停工的风险很大。 气候条件,特别是在冬季,可能会导致汽车运输非常困难或或根本不可能进行汽车运输。 道路的运输压力将会很大。实际上,对于每小时 500 辆 10 吨汽车或 300 辆 20 吨汽车的通行而言, 道路将需要一个持续的维护。 8)费用分析

1)装渣系统 装渣设施 磨损和备件 2)运输系统 50 吨重型自卸车 磨损和备件 3)卸渣系统 卸渣设施 磨损和备件 1)+2)+3)项合计= 能源: 柴油消耗 1 800 000 欧元 380 000 欧元 28 000 000 欧元 17 400 000 欧元 4 370 000 欧元 3 600 000 欧元 450 000 欧元

5 100 000 lt

三、TBM 掘进隧洞的皮带输送系统。 皮带运输方案可以在隧洞内把出渣运输与其他运输分离开来,形成比较好的通风条件,增加施工 的安全性,同时,可以随时满足高峰量的输送。外部的道路可以用于其它运输目的。 1)工程的主要技术参数 11,500 m 隧洞长度 12.40 m 直径 - 3.065/1000 隧洞的坡度(输送方向) 一次衬砌 底板 6m? /m + 喷混凝土 15 cm (5m? /m)+ 锚杆安装 二次衬砌 3 km 以后,混凝土侧顶拱 45 cm (9m? / m) TBM 隧洞掘进机: 直径 最大掘进速度 12.40 m 80 mm /分钟

2.00 m 行程长度 一个开挖行程的时间 25 分钟 推进缸回位时间 5 分钟 每小时的最大进尺 4 m/小时 23.00 m 每天的平均进尺 600 m 月进尺 对 TBM 施工,在每个行程的开挖时间里,出渣量几乎保持不变,而在 TBM 的推进缸的回位时间 里,出渣量变为 0。这种循环将不断地重复。 在开挖阶段,最大出渣量可以达到每小时 1200 吨。

2)输送带的主要技术参数 长度 安装功率 输送带宽度 输送带类型 11,500 m 1800 kW 1.000 mm 钢绳

输送带的存储长度

500 m,相当于 250m 的隧洞掘进长度

用于一次支护、混凝土和底板的材料将采用火车或汽车运输。用于底板施工混凝土和一次支护的 喷混凝土的日用量大约为 220 m? /天。 这将不会显著影响通风系统。 采用皮带输送方案解决了上隧洞通 风问题,使洞内工作条件更加安全和更文明。 3)TBM 上的装渣点 TBM 开挖出来的岩渣通过一条输送皮带从 TBM 刀头后部的开挖室里输送出来, 该输送带是 TBM 的一部分。一般地讲,TBM 输送皮带很短,通过 TBM 输送皮带将开挖岩渣转卸到隧洞输送皮带上。 装渣斗包括冲击杆或滚轮以及侧轨,能够把岩渣集中卸到输送带上。TBM 输送带的溜槽、结合部 位以及进料斗都是密封的,以避免灰尘扩散。 隧洞内的典型配置

插图 4: 隧洞的各系统布置断面.

插图 5: TBM 后配套系统的隧洞断面. 4)TBM 上的回收站 这个部件包括以下组成部分: (1)钢结构 (2)辊 (3)轴承 (4)V 型刮泥器 (5)接收站 该设备需要一个大约 3m 长 x1.5m 宽的空间。 该设备由隧洞输送带为钢结构件,由人工安装。该设备在 TBM 后配套设备的制造或现场安装期 间装配到 TBM 后配套上。 插图 6: TBM 上的回收站 5)TBM 上的延伸站 悬挂在隧洞内的输送带是固定的。当后配套系统向前移动时,输送带下方就会留出自由的空间。 当空间足够时, 操作员就可以在悬挂输送带的轴线上增加一段输送带, 然后采用螺栓固定并悬挂起来。 当再次具有足够的空间时,将重复这个过程。 该装置需要一个大约 8m 长 x3m 宽的空间,其中包括操作员的操作空间。

插图 7: TBM 上的延伸站(照片)

插图 8: TBM 上的延伸站(示意图) 6)隧洞内的悬挂式输送带支架 在整个隧洞长度范围内,输送带组成部分包括一个由不同零件构成的底盘、支架、滚轮支架、固 定销、悬挂在吊钩上的纤维吊索或钢链,吊钩通过螺栓固定在隧洞的拱顶上。在输送带悬挂结束的位 置,有一个悬挂在吊钩上的链环,吊钩通过螺栓固定在拱顶上。输送带的高度取决于后配套平台的高 度。 悬挂式皮带输送系统具有以下优点: (1)均匀张力 (2)容易调整输送带的倾斜度 (3)可以很容易地调整吊索的长度来适应不规则的围岩 (4)只需一个操作员就可以操作所有部件 (5)不需要专门的工具 (6)可以在不停止输送带的情况下组装新的部件

(7)组装人员可以很安全地施工

插图 9: 隧洞内悬挂式输送带 7)皮带存储器 皮带存储器位于 TBM 开挖的隧洞起始位置。它能容纳规定长度的橡胶皮带,大约 400-700m。它 能够随着 TBM 的进度向 TBM 供应皮带。当该装置内的皮带用完时,皮带的最初长度被替换,TBM 可以前进皮带长度一半的距离。 当存储器的长度为大约 90 米时,它可以存储 500 米的皮带,而当存储器的长度大约为 130 米时, 它可以存储 700 米的皮带。存储器的宽度为 2.5m,高度为 3m。

插图 10: 皮带存储器 8)加力站 加力站是一个位于隧洞内预定位置的中间动力站,以避免洞口的驱动马达造成皮带张力过大。 在高度上,从隧洞的侧壁需要大约 3m 的空间。

插图 11: 加力站 9)主驱动装置 一般地讲,主驱动装置位于隧洞洞口处。由驱动辊和马达构成的钢结构组成。它可以放置在皮带 存储器的上方。 需要一个 15m 长 x4m 宽 x8m 高的空间。

插图 12: 主驱动站 10)张力塔 这个装置包含一个能够通过配重向皮带提供一个可控张力的系统。需要一个 4x4m,10m 高的空 间。

插图 13: 张力塔(照片) 11)隧洞末端的卸渣点 在隧洞的末端,岩渣将从引水隧洞输送皮带转卸到施工支洞输送皮带上。在输送皮带搭接处应设 置临时岩渣存储点,便于后续输送带运输。实际上,如果后续输送带必须停下来,而没有一个临时存 储点,TBM 将不得不停工。在隧洞洞口处,应该提供一个输送带或一个简单的皮带输送系统,在洞外 输送带出现故障的情况下,它可以把岩渣输送到一个紧急的卸渣点。这样,两节连续输送皮带之间的 衔接处应有一个接料斗,在下游输送带紧急停止的情况下,这个料斗能够收集由于两个皮带输送系统 不同步造成的岩渣流。这个料斗是密封的,以防止产生灰尘。 12)可靠性 如果维护是在 TBM 停工时间进行且维护良好,其利用率可达到 TBM 工作时间的 95%或更高。 13)优点 (1)任何时间都可以提供最大的输送能力 (2)不会在隧洞内产生污染 (3)在几个关键部位可以容易进行维护 (4)备件的类型不多 (5)在隧洞内需要较小的空间 (6)在 TBM 上需要较小的空间 (7)需要较小的后勤系统和组织机构 (8)可以到达整个隧洞长度

14)费用分析 费用计算(不包括能源消耗) :

投资: 组装 运输 维护: 破损 合计:

第1年 第2年

5% 10%

5,000,000 欧元 200,000 欧元 300,000 欧元 250,000 欧元 500,000 欧元 500,000 欧元 6,250,000 欧元

四、施工支洞内的岩渣运输系统 1、介绍 这项工程包括把岩渣从最终的 4 条引水隧洞的起点运输到引水隧洞的施工支洞的洞口。 考虑以下循环流程: 1)TBM 隧洞:一个循环:25 分钟 1200 吨岩渣+5 分钟无岩渣 2)钻爆法隧洞:一天爆破 2 循环,每次 4 个小时,出渣 1,200 吨。 本研究基于引水隧洞内选择的出渣系统,即皮带运输方案。目标是: 1) 在不降低掘进速度的条件下出渣 2) 在部分出渣系统不能工作的情况下,确保部分进尺 3) 准备开挖岩渣的回采和管理 2、运输方案介绍如下: 一条输送带用于 1#TBM 隧洞和 2#钻爆法隧洞,另一条输送带用于 3#TBM 隧洞和 4#钻爆法 隧洞:即“两条皮带运输方案”

插图 14: 隧洞拱顶下方的 2 条输送带(断面图) 皮带的主要技术参数 输送长度 高差: 性能: 皮带宽度:

1,500m 0m TBM1200 吨岩渣/小时+ D&B 300 吨岩渣/小时 1200mm

说明:在插图 32 中,2#和 4#钻爆法隧洞的出渣量应为 300 吨/小时而不是 400 吨/小时

插图 15: 皮带运输方案布置图 2 3、装渣点 1#引水隧洞的 TBM 施工输送皮带和 2#引水隧洞的钻爆法施工输送皮带向施工支洞皮带供岩渣。 接料斗的尺寸是根据在紧急的情况下当施工支洞内输送带中断后需要从新启动运行的时间而确定。 TBM 掘进的料斗容积约为 6-8 m? ,而钻爆法掘进的容积为 2m3。 4、隧洞内的典型配置 输送带安装在地面上。2#隧洞和 4#隧洞的输送带相似。为了节省空间,一条输送带可安装在另 一条上方。两条输送带使用同一钢结构。 5、隧洞末端的卸渣点 在施工支洞末端,开挖岩渣可以通过以下方式出渣: ? 自卸车运输 ? 其他输送带运输

与汽车运输的衔接在道路运输的相关章节中讨论。安装一套储渣装置,配有 6 个料仓,每个容积 400 吨。该套装置的容积可保证道路中断一个小时。 必须能够提供一个临时存储点便于后续的输送带运输。在没有临时存储点的情况下,如果后续的输 送带必须停下来, TBM 将不得不停止开挖。在洞口处,应提供一条输送带或一套简单的皮带输送系 统。洞外输送带出现故障时,可以把岩渣输送到紧急卸渣点。 6、所需空间 该系统包括 2 条输送带,用于 1#、2#、3#和 4#隧洞,需在断面上提供一个 3 米宽×3.00-4.00m 高的矩形窗口。两条输送带的间的设计必须有利于维护。TBM 掘进的进料斗容积 约为 6-8 m? ,而对 钻爆法掘进容积为 2m3。 7、基本参数 1,500 meters 输送长度 0 meters 高差 性能: TBM1200 吨岩渣/小时+ D&B 300 吨岩渣/小时 1200mm 皮带宽度: 一条输送带的安装功率为 320 kW。 正常运行状态下, 所需功率为 230 kW。 8)维护 维护费用分为两部分: (1) 设备破损: 例如: 皮带断裂; 输送机故障; 钢结构损坏。 原因:

岩块尺寸超过允许值; 输送带超负荷运输; 输送尖锐的物体,例如钢筋,当钢筋卡在进料斗处时,容易划破皮带; 与机器/车辆碰撞。 (2) 正常磨损 例如: 橡胶皮带的滚动层和加固层磨损; 滚轮的外涂层磨损; 球轴承磨损; 刮泥器磨损; 任何金属片的磨损; 原因: 所输送的岩渣产生磨损; 所输送的岩渣内含有水; 维护或清洗不足; 9)可靠性 如果维护是在 TBM 停工时间进行且维护良好,其利用率可达到 TBM 工作时间的 95%或更高。 10)优点 任何时间均能提供最大的输送能力; 不会在隧洞内产生污染; 几个关键部位容易维护; 备件的类型不多; 隧洞内需要较小的空间; TBM 上需要较小的空间; 11)缺点 与自卸车运输方案相比,开挖岩渣的输送尺寸受到限制,该系统只有 2 条输送带,限制了将岩渣 筛选到最终的储存地或石料加工厂的能力。 12)费用分析 费用计算(不包括能源消耗) : 投入 2 套输送带 1500 m 长,1,500 吨岩渣/小时 3,600,000 欧元 安装 运输 维护: 2 年的破损 合计 : 五、从施工支洞到弃渣场的运输系统 主要的弃渣场距离龙牙河山谷内的施工支洞大约 6km。这是一个非常陡峭的峡谷,靠近龙牙河山 谷。实际上,在 1,400 高程的位置,已经存在一个平台。这个平台位于山谷的山道以上 100m 的位置。 山谷最后的填筑将达到 1,600m 高程。 第 1 年 5% 第 2 年 10% 400,000 100,000 180,000 360,000 80,000 4,720,000 欧元 欧元 欧元 欧元 欧元 欧元

插图 16: 从施工支洞到弃渣场的道路 从施工支洞到弃渣场的实际道路宽度大约为 8m。 这条道路部分地通过隧洞, 平均坡度大约为 5%。 道路的最后 1,000m 穿过一条新修的隧洞到达弃渣场。 1、从 2#施工支洞口到弃渣场的 2 条输送带方案 1)皮带技术参数 4,500 m 输送长度 -200 m 高差 性能: 皮带宽度: 对于 TBM 隧洞,3 x1,500 吨/小时 1,200 mm

2)装渣点 岩渣将从位于施工支洞内的 2 条输送带通过料斗转输到此 2 条输送带上。

插图 17: 密封料斗 将料斗密封以防止产生灰尘。 3)典型皮带桥架 2 条输送带将安装在一个栈桥上。

插图 18: 安装有 2 条输送带的栈桥(断面图)

插图 19: 安装有 2 条输送带的栈桥(视图) 栈桥的跨距大约为 48m,最大可达 200m。大的跨距需要采用钢缆进行悬挂。

插图 20: 带有支撑的输送带栈桥 栈桥将安装在最大高度大约为 35m 的支架上。

插图 21: 悬挂式的输送带栈桥

4)洞外输送带的布置 选择这条轴线的准则: ? 尽量扩大转弯半径 ? ? ? 尽量降低输送带的坡度变化 尽量缩短栈桥的长度 尽可能从现有道路上进行输送带的安装(采用汽车起重机)

5)卸渣点
在施工支洞的洞口,岩渣将会倒入料斗,然后进入后续的输送带。 6)功率消耗 基本参数 一条输送带的安装功率大约为 2,200KW。在正常的运行下,所需的功率大约为 1,850KW。 7)维护 所推荐的带有输送带的系统维护很方便。只需要对输送带进行常规的维护。 8)可靠性 系统的所有组成部分都是常用的同时被证明有效的。零件的可靠性非常高,一般可以达到 95%的 运行时间。 9)优点 在任何时间内都可以提供最大的输送能力; 在几个关键的位置可以容易进行维护; 备件的类型不多; 较小的后勤系统和机构; 道路可以用于其他运输;

10)费用估计 输送带系统 (施工支洞至弃渣场 4.5km) 14,300,000 投入: 安装 运输 维护: 破损 合计: 第1年 第2– 第4年 600,000 660,000 715,000 2 125,000 1 200,000 19,600,000

Euro Euro Euro Euro Euro Euro Euro

2、汽车运输方案(从 2#施工支洞洞口至弃渣场) 现有的狭窄的道路是到达隧洞施工场地唯一通道。事故、车辆故障甚至是爆胎、司机疲劳或生病 造成的任何交通堵塞,都可能造成严重的问题。由于同时双向使用这条道路,所以可能会立即造成中 断。在交通恢复前,这种状况可能会持续几个小时。实际的交通流量需要详细的研究,结论很可能是 目前的道路不足以实施正常的交通和汽车出渣运输。 如果在隧洞内使用皮带输送系统进行岩渣的运输,岩渣将会稳定地从隧洞内输送出来。岩渣流的 中断将会导致 TBM 停工。由于在隧洞外没有地方暂时存放岩渣,所以 TBM 停工的风险很大。 气候条件,特别是在冬季,可能会导致汽车运输非常困难或或根本不可能进行汽车运输。 道路的运输压力将会很大。 实际上, 对于每小时 500 辆 10 吨汽车或 300 辆 20 吨汽车的通行而言, 道路将需要一个持续的维护。为了改善这种状况,一个解决方案可能就是修建另外一条与现有道路平 行的道路,两条道路单向使用,最好是修建一条辅助车道用于有故障的汽车、自卸车和汽车。

理论上讲,每小时的出渣量可以超过 3,000 吨。由于在容易到达的附近临时储存岩渣的可能性很 小,所以,在现场应该一直保持用于运输这些数量岩渣的车辆。 每小时行使量的计算如下: ? 载重量 15 吨的汽车,在道路上:每小时 200 车 ? ? 载重量 25 吨的自卸车,在道路上:每小时 120 车 载重量 50 吨的自卸车,在道路上:每小时 60 车(3 轴)

插图 22: 载重量为 50 吨的自卸车 需要对同样数量的车辆进行装渣、卸渣和运输回来。这绝对是一个不可能实现的情况。对于只是 钻爆法掘进的岩渣运输,情况会变得比较简单,因为出渣量小得多,同时,如果采用火车运输或汽车 运输,岩渣流可以被中断而不用中断整个工程。如果在引水隧洞中已经采用了汽车运输系统,则可以 在不对隧洞掌子面的装渣到弃渣场的卸渣进行任何改变的情况下进行运输。此外,如果两个施工场地 在一起管理,则岩渣运输时间可以呈链状,一个在另一个之后进行。这样,需要运输的岩渣量大约为 每小时 500 吨。这个是一个可以实现的数量: ? 采用载重量 15 吨的汽车,每小时 33 车 ? 采用载重量 25 吨的自卸车,每小时 20 车

这种条件可以达到,同时留有足够的空间和时间用于其他的交通。这种方案可以及时开始工程施 工,同时在国外准备设备。这种设备的准备需要时间,现场可以开始工程施工,而同时对复杂设备的 到来进行准备。 1) 、装渣点 如果在引水隧洞内已经采用了汽车运输方案,则可以在不对隧洞掌子面的装渣到弃渣场的卸渣进行任 何改变的情况下进行运输。 如果在隧洞系统内采用了输送带,则需要安装一个专门的带有料仓的装渣装置来对自卸车或汽车 进行装渣。 在最终的设施处于工作状态后,将在施工支洞内安装输送带。将在隧洞洞口外安装一个带有料仓 的专门的装渣装置。 将把道路扩宽为 20m。 将在扩宽的道路上的山腰凹陷处安装 6 个料仓, 每个料仓的容量为 400 吨, 料仓安装后,重型自卸车应该能够在料仓下移动而不会干扰现有道路上的交通。 施工支洞的输送带将把岩渣运输到料仓的顶部, 然后把岩渣倾倒在料仓里。 应该几乎把料仓清空, 这样可以产生大约 2500 吨的空间,用于接受 TBM 施工大约 1 小时所产生的岩渣。 将把岩渣从料仓转送到重型自卸车内。在装载大约 50 吨岩渣后,自卸车将重新驶入通往弃渣场的道 路。

插图 23: 自卸车的装渣机构 2)卸渣点 在一开始,如果采用推土机进行岩渣的平整,在弃渣场不需要专门的设施来卸载汽车上的岩渣。 如果岩渣需要后续的输送带运输,则需要安装一个料斗和进料器。在主施工期,将把岩渣卸载到一个 料斗内,然后再进入进料器。为了处理每分钟通过重型自卸车运来的岩渣,至少需要 6 台进料器,通 过进料器,岩渣被输送到通往最终弃渣场的输送带。

插图 24: 料斗和进料器 3)维护 对于道路上行使的大量汽车和自卸车,需要大量的维护。堵塞、中断、故障和事故的风险非常大。 4)可靠性 由于以下原因,汽车和自卸车运输方案的可靠性很低: ? ? ? ? 交通阻塞的风险 由于密集的交通,出现事故的风险很大 气候条件不好 空驶的汽车和自卸车需要在陡坡的上坡行使

5)优点 汽车运输方案唯一的优点就是可以在工程开始期间使用。 6)限制 现有的狭窄的道路是到达隧洞施工场地唯一通道。事故、车辆故障甚至是爆胎、司机疲劳或生病 造成的任何交通堵塞,都可能造成严重的问题。由于同时双向使用这条道路,所以可能会立即造成中 断。在交通恢复前,这种状况可能会持续几个小时。实际的交通流量需要详细的研究,结论很可能是 目前的道路不足以实施正常的交通和汽车出渣运输。 如果在隧洞内使用皮带输送系统进行岩渣的运输,岩渣将会稳定地从隧洞内输送出来。岩渣流的 中断将会导致 TBM 停工。由于在隧洞外没有地方暂时存放岩渣,所以 TBM 停工的风险很大。 气候条件,特别是在冬季,可能会导致汽车运输非常困难或或根本不可能进行汽车运输。

道路的运输压力将会很大。 实际上, 对于每小时 500 辆 10 吨汽车或 300 辆 20 吨汽车的通行而言, 道路将需要一个持续的维护。 7)自卸车系统 (1)装渣系统 装渣设施 磨损和备件 (2) 运输系统 50 吨重型自卸车 磨损和备件 (3) 卸渣系统 卸渣设施 磨损和备件 1)+2)+3)项合计= 能源: 柴油消耗 1 800 000 欧元 380 000 欧元 28 000 000 欧元 17 400 000 欧元 4 370 000 欧元

3 600 000 欧元 450 000 欧元

5 100 000 lt

结论/推荐的系统 如果使用利用现有道路采用自卸车把岩渣运输到弃渣场。在隧洞内,不可能避免产生交通阻塞、 事故和故障。同时,现有道路的状况不允许重型自卸车行使。根据上述章节可以看出,只有皮带输送 系统适用于把 4 条引水隧洞的岩渣运输到弃渣场。 第四节、皮带系统设计 输送带系统的设计和静力学计算是根据招标文件的各项技术要求,以及土建工程的技术标准、适 用的规定,特别是根据当地山区特有的气候条件、构造条件以及其他现场条件、适当的中国法律和规 定进行的。 本技术实施方案是通过对现场进行的大范围测量工作,所设计的输送带系统已经获得验证。根据 我们自己的经验,我们的目标是设计一个经济、高效、耐用、具有世界先进水平的系统。 我们选择的输送带线路从现有道路上方或旁边通过,对于输送带系统的施工、运行和管理来说,这意 味着重要的经济优势。 该系统必须满足: ● 把 4 条引水隧洞和排水隧洞开挖出来的岩渣输送到 2#施工支洞、每条输送能力 1800 吨/小时。 ● 从 2#施工支洞把岩渣输送到位于模萨沟的最终弃渣场,输送能力大于 5600 吨/小时。 ● 把加工出来的混凝土骨料反向输送到高线混凝土加工厂。 ● 把合格的和可用的开挖材料分离并输送到碎石厂。 ● 输送带系统采用电气驱动,同时具有几套电子和机械措施。 ● 设计包括一个连续的皮带输送系统, 这个系统能够满足 2 个 TBM 掘进面和 2 个钻爆法掘进面在任 何时间按照最大速度掘进出渣。 ● 不同类型的开挖材料的分流将在模撒沟 110#塔进行。不同类型的开挖材料同时出来。这个系统能 够把不同类型的岩渣分开,并分别输送到弃渣场和骨料加工厂。 一、引水隧洞皮带输送系统设计 14,700 m 隧洞长度: 12.40 m 隧洞外径: 隧洞坡度: 0.365%上坡掘进 3000 m 水平最小转弯半径: 500m 皮带存储能力: 输送能力 1800 吨/小时

1800 吨/h 的输送能力是将 1500 吨/h 的 TBM 出渣量与 300 吨/h 的钻爆法出渣量累加而得到的。 1500 吨/h 的 TBM 出渣量是根据所设定的 85mm/分钟的最大掘进速度计算的。 1、引水隧洞皮带输送系统 1)引水隧洞输送系统流程图(见附图 3) ● TBM 开挖出来的岩渣从 TBM 后配套由输送皮带运送到洞口。皮带存储器安装在隧洞洞口前方 的轴线位置。 ● 隧洞输送带前方的驱动站位于皮带存储器的上方。 ● 在后配套上装有皮带延伸站,其内安装有回收滚筒,这样可以使得隧洞输送带连续延伸。输送 带悬挂在隧洞衬砌/混凝土上。这种简单的构造可以使得进行组装和拆卸快速进行,而不需要任何提升 装置或特殊工具。 在 TBM 掘进的过程中就可以进行组装, 而不需要中断 TBM 掘进或皮带输送系统本 身。 ● 皮带存储器能够存储 TBM 掘进 250m 所需的皮带。当皮带存储器接近末端时,皮带被切断; 然后,在卷筒上安装一个新的 500m 的皮带存储器。这就是为什么 TBM 能够利用新的皮带存储器进 行下一个 500m 的掘进。 ● 操作员可以组装底架、滚动站和工作台上的滚筒。只需一个人就可以操作所有的输送带部件。 在皮带运行的过程中, 就可以进行皮带的延伸。 对所有的移动部件进行了覆盖并对操作员进行了保护。 ● 每套输送系统主要设备 14’700 m 长度 -53 m 水平高差 4.00 m/s 输送速度 3 X 450 kW 驱动 主驱动 3 X 450 kW 加力驱动 尾部驱动 皮带宽度 皮带类型 皮带质量 顶部和底部盖板厚度 顶部滚动站 回收滚动站 固定 刮泥器皮带清理装置 皮带延伸装置 驱动控制系统 1 X 450 kW 1000 mm 钢丝帘线(ST) K 5 + 4 mm 3 个惰轮 / 30 ° 2 个惰轮 / 10 ° 2 点悬挂 5 + 3套 参见皮带存储器 变频器

2、隧洞内的悬挂式系统 在整个隧洞长度范围内,输送带组成部分包括一个由不同零件构成的底盘、支架、滚轮支架、固 定销、悬挂在吊钩上的钢链,吊钩通过螺栓固定在隧洞的拱顶上。 在输送带悬挂结束的位置,有一个悬挂在吊钩上的链环,吊钩通过螺栓固定在拱顶上。 输送带的高度取决于后配套平台的高度。

插图 3.1: 隧洞内悬挂式输送带 3、皮带存储器系统 皮带存储器包括钢架和允许皮带延伸的部件(滚筒,旋转框架和滚筒等)。 尺寸 88.0 x 2.2 x 3.0 m 皮带宽度 1000 mm 皮带存储能力 500 m 皮带张紧装置(采用配重)电动卷扬机

4、驱动系统 驱动方式包括以下电机配置: 主驱动 3 X 450 kW 加力驱动 3 X 450 kW 尾部驱动 1 X 450 kW

上述驱动功率允许 14,700 米皮带满负荷启动。 这种系统可以适当张紧皮带。中间驱动-加力站将安装在隧洞的中部。尾部驱动同时可以降低下部皮 带的张力。

5、尾部推进系统 尾部推进装置可以在 TBM 运行的过程中进行输送带的延伸。在操作员组装底架的过程中,输送 带仍然在运行。我们采用格栅或钢板对所有移动部件进行了覆盖以便保护操作员。

6、张紧装置 采用张力塔上的配重在卷扬机的协助下对皮带的张力进行调节。 卷扬机根据张紧塔上的传感器释放或收紧皮带使之与配重相等。配重是恒定的,不会上下移动。

7、皮带清理装置 作为另外的方案,我们建议采用 Marti“清洗箱”式的皮带清理器。在通过斜槽后,皮带穿入清 洗箱内。清洗箱内的 2 个刮泥器和水枪可以把皮带清洗干净。

8、控制系统 通过完整配备了“主”控制计算机和监视屏的控制室,操作员可以对输送带系统进行全部监控。 所有的电机、传感器、紧急制动装置都与控制室相连。这样可以记录输送带上的任何动作。可以从控 制室内取消报警以及重新启动输送带。 在 TBM 控制室内还安装了一套“副”计算机和监视器。因此,TBM 操作员也可以获知输送带的 情况。但是,出于安全原因,他不能取消报警来重新启动输送带。 9、延伸站

10、回收站

11 、张力塔

二、洞外输送系统设计 设计 2 条输送带,这两条输送带起始于 2#施工支洞,结束于模萨沟隧洞末端,平行布置。同时, 该系统中还包括其他必要的设备,以便使得系统具有最大灵活性,这些设备规格如下: 皮带宽度为 1200mm,在一般段,其倾斜角度为 30° ,而在曲线段,其倾斜角为 45° 。输送速度范 围在 2.8m/s 至 4.2m/s 之间。在 3.5m/s 的平均速度下,每条皮带的最大输送能力为 2800 吨/小时。两条 皮带总的保证最大输送能力 5600 吨/小时。 在设计中,我们考虑了以下参数: ● 松渣的密度:1700kg/m3 ● 岩渣的最大尺寸:300mm ● 自然堆积角度:10° 当一条输送带停止工作或当两台 TBM 的出渣都将输送到同一地点时,在我们的方案中,另外一 条输送带可以同时输送 2#和 4#TBM 的出渣。在遇到紧急情况时,―紧急卸渣装置‖可以在 2#施工支 洞末端将岩渣弃放到山谷中现有的临时弃渣场处。 1、输送路线的确定(附图 8 线路平面布置图、纵剖面图) 输送带轴线(路线)的设计应考虑以下因素: ⑴、现有的和固定的基础设施。 ⑵、输送带支柱混凝土基础的位置是否合理及是否容易到达。 ⑶、如果需要对天然山体和现有基础设施,例如隧洞、公路、桥梁等进行改变,所需的土建工程的类 型要简单。 ⑷、输送带的水平和垂直线路、转弯半径的技术限制。 ⑸、对于具体的输送带安装位置,钢结构和任何部件的运输应该合理、简单。 ⑹、对于具体的输送带安装位置,起重设备(起重机)可以合理到达。 ⑺、维修人员可以从现有的公路快速到达。 我们首先考虑尽量减少输送段的数量。为了尽量减少输送段的数量,也就是尽量减少溜槽的数量,我

们设计了几条路线。同时,我们的目标是在下部的输送带上毫无中断地运输骨料。 100/200 输送带从 2#交通洞的末端开始。在 2#交通洞的洞口,110/210 输送带的路线沿着道路进 行,然后爬升到一座 180 米的钢桥上,目的是从大水沟桥和大水沟隧洞上方通过。由于“半径过小” 的原因,我们避免了从大水沟隧洞内部穿过。现在,输送带的半径为 600 米。采用以上路线,我们可 以避免输送段的中断。将在山上开挖一条沟渠,以避免输送带爬升过高。这条路线从营地和“辅助隧 洞”上方通过。同样在这个位置,需要在山上开挖一套沟渠。220 米长的 220#钢桥的修建将把沟渠 的末端直线连接到现有的道路上。 从桥的末端开始, 输送带的路线沿着道路前进了大约 600 米, 在徐家萍村前到达大的道路转弯处。 在此处安装了一座吊桥,从而把转弯的两端进行直线连接。随后,输送带的路线沿着现有的道路前进 1350 米并到达下一个转弯处。 在这里, 修建了一座 165 米的钢吊桥, 从而把转弯的两端进行直线连接。 然后,输送带路线沿着现有的道路前进大约 530 米并到达下一条隧洞。在这里,由于隧洞洞口的 半径过小,在现有隧洞的侧面,我们修建了一条 400 米的隧洞用于把转弯的两端进行直线连接。 从这里开始,输送带沿着现有的道路前进大约 530 米,大约在加油站上游 300 米处。在这个 400 #转输塔所在的位置,将要安装卸渣系统以及骨料卸料系统。 然后,110/210 输送带路线沿着一条 1200 米长的略带转弯的隧洞前进,这条隧洞将与现有的模萨沟隧 洞平行。 在这个点,转输塔把岩渣转输到 150/250-190/290#输送带上,并最终到弃渣场:从 150/250#输 送带的末端,岩渣可以被输送到 300#输送带,然后到临时岩渣存储区。到弃渣场的输送带线路沿着 山谷的中间行进。2 条输送带从这里开始分离,并能够在不同的方向导流,以便把岩渣输送到末端的 两个溜槽地点。150/250-190/290#输送带的输送路线将沿着在弃渣场内前进的方向行进。这条路线的 优点在于从 2#施工支洞到模萨沟平台,只需要安装一条 110/210#输送带。这可以使得在下部返程带 上的骨料输送更加容易。 2、骨料输送路线的选择 成品骨料通过卡车运送到 405 料斗,然后卸到 110#皮带的下部皮带。 在 110#输送带的末端,110#下部皮带返程输送的骨料被转送到 500#皮带,然后沿着山坡上升 到海拔 1620 米高程,到达高线混凝土厂。然后,510#输送带把骨料输送到骨料仓。 从现有道路的任何地方可以容易地到达输送带:沿着现有道路,可以从足够的位置到达输送带的 任何部位;沿着输送带的所有通道能够确保容易地到达输送带的任何地方。 根据我们在类似工程中的经验,能够容易到达输送带的安装地点以及到达输送带的任何地方对于 隧洞工程的成功实施而言是至关重要的。设备的安装和拆卸必然节省时间。维护过程中节省的时间可 以保证 TBM 在更多的时间内使用输送带。 3、输送带数量 1)工艺流程(附图 9 洞外带式输送系统流程图) 输送段数量的确定直接取决于路线。我们的设计尽量采用直线,从而避免由于半径过小造成的问 题。根据输送带输送线路上转弯的位置(起点、中点和末端),输送带受限于半径。 为了避免输送带名称带来的混乱,我们对每条输送带给予编号。在大多数情况下,在我们的设计中包 括了所有必要的部件,尽管这样会给我们带来工程量清单中报价过高的的风险。但我们首先考虑的是 提供最大的出渣能力,满足同时施工的 5 条隧洞进行出渣。同时,我们的方案也可以在每条输送带上 输送 5 条隧洞中任何一条隧洞产生的有用岩渣和无用岩渣的筛选。 ⑴、进料输送带 010-050 (备选)-5 条皮带 5 条可逆向运行的输送带(2 条用于 TBM 掘进的引水隧洞,2 条用于钻爆法掘进的引水隧洞,1 条 用于 TBM 掘进的排水洞)。采用双向进料输送带可选择向 100#皮带或 200#皮带输送上述隧洞开挖 产生的岩渣。 ⑵、主输送带 100/200(2 条输送线,而不是 2 段) – 2 条皮带 2 条输送带用于从 2#施工支洞内的岩渣输送。 ⑶、主输送带 110/210(2 条输送线,而不是 2 段) – 2 条皮带 2 条输送带用于从 2#施工支洞洞口到模萨沟平台的岩渣输送。 ⑷、主输送带 150/250(2 条输送线,而不是 2 段) – 2 条皮带 2 条输送带用于从位于模萨沟洞口区域的模萨沟平台到 1430 高程平台西端的岩渣输送。 ⑸、弃渣场区的输送带 160/260-170/270-180/280-190 – 7 条皮带 根据最终弃渣场的堆渣情况,安装 7 条 240 米的输送带,用于岩渣堆放。

⑹、径向堆渣机 195/295 (备选)- 2 条皮带 在上述弃渣场区域布料皮带的末端,可安装 2 台布料机(17 米长) 。 ⑺、输送带 300 – 1 条皮带 一条输送带用于临时储料场内岩渣的堆放。 ⑻、可逆式移动输送带 310/320 (备选) - 2 条皮带 一条可逆的同时可以移动的输送带,用于临时堆料场的取料。 ⑼、输送带 330 - 1 条皮带 从模萨沟临时储料场到预筛分厂的一条输送带。 ⑽、输送带 340 -1 条皮带 一条输送带,用于从模萨沟临时储料场的预筛分厂将岩渣输送到骨料加工厂。 ⑾、输送带 370 -1 条皮带 模萨沟预筛分厂的一条输送皮带。 ⑿、输送带 380 -1 条皮带 模萨沟预筛分厂的一条输送皮带。 ⒀、骨料仓 405 - 1 条皮带 1 个料斗以及它的输送带,采用卡车从骨料加工厂对其进行装料。 ⒁、骨料输送带 500 - 1 条皮带 一条从 2#交通洞附近的返程皮带 110 末端到 1620 高程的高位混凝土加工厂的输送带。 ⒂、可逆的移动式骨料输送带 510 - 1 条皮带 一条输送带,用于在骨料箱内分配不同类型的骨料。 ⒃、骨料斗 520 - 1 条皮带 1 个料斗以及它的输送带,采用卡车通过 530#皮带向 500#皮带提供骨料到高线混凝土厂。 ⒄、皮带 530 - 1 条皮带 从 520 骨料斗的输送带将骨料输送到 500#皮带。 总共 32 条输送带 2)采用两条输送带的优点: ● 更少的操作人员 ● 更少的维护人员 ● 更少的备件 ● 更少的易损件 ● 更少的电气部件 ● 更低的停机风险 ● 停机后,重新启动系统的时间更短 在我们设计的线路中,只有一个大半径的转弯段,这样可以避免皮带从托滚支撑轴线偏移造成的 任何问题。 关于可靠性,总的来讲,我们的系统能够为上游同时施工的 5 条隧洞提供最可靠的出渣能力。 从我们的流程图中,业主将会注意到在大多数输送带的末端,都有一个出渣口,用于下段输送带不能 正常工作的紧急情况。 根据我们作为隧洞掘进承包商的经验,任何因素都不能影响隧洞掘进的进度。输送带系统应该能 够在任何时间运行。 4、结构设计 输送带系统的设计和静力学计算是根据招标文件的各项技术要求,以及土建工程的技术标准、适 用的规定,特别是根据当地山区特有的气候条件、构造条件以及其他现场条件、适当的中国法律和规 定进行的。 该技术方案是为了保证建设方(二滩水电开发公司)在质量、工期和系统运行效率上的要求。 根据我们已有的经验, 我们设计的系统应是简单、可靠和高效的系统。系统线路沿现有公里布置, 无论在经济上还是施工、运行或维护上都具有很多优势。 1)皮带桥架立柱 (1) 在输送带隧洞内,每隔 24 米采用固定在基础(地面)上的混凝土支座支承输送带桥。 (2) 洞外布置的输送带桥(输送带 110/210 固定在桩基上, 桩基的高度为 6 到 12 米。 在正常的情况下, 桩基横跨道路或至少有 15 米的悬挂高度。跨距为 48 米。

插图:皮带桥独立立柱 位于山坡上或距离公路较远的皮带桥架支柱。

插图:皮带桥龙门架立柱 位于公路上方或距离公路较近的皮带桥架支柱。

2)皮带桥架
输送带布置在一个三维矩形断面的钢框架内(输送带桥)。

3)大跨度斜拉桥在输送带 110/210 路线上,采用缆索固定的桥按照 120 到 220 米的跨距把 5 个大的下 垂支承起来。这些桥的铁塔高度为 40 到 60 米。

4)2#施工支洞皮带桥 在 2#交通洞,采用钢桩把输送带桥支承在轨道的上方。这样,可以在任何时间保证 2#交通洞的 现场交通。钢桩之间的间距为 24 米。

5)钢结构静力学计算的负荷依据 所有的结构设计都是采用瑞士 Cubus 有限公司的设计程序进行计算。 a) 结构的死负荷: 钢结构 木结构 钢筋混凝土 开挖材料 土压力 正常值 水压和负荷 正常值 (2) 设备的死负荷: 输送带 100/200 输送带 110/210 输送带 150/250 输送带 150/250 输送带 160/260 输送带 170/270 输送带 180/280 输送带 190/290 惰轮站, 惰轮, 侧导向惰轮等 (n= 输送带的输量) gS = 79.0 kN/m3 gW = 7.5 kN/m3 gC = 25.0 kN/ m3 gC = 18.0 kN/ m3 gC = 18.0 kN/ m3 gC = 10.0 kN/ m3 b100 = b110 = b110 = b110 = b110 = b110 = b110 = b110 = 0.5 kN/m 0.5 kN/m 0.5 kN/m 0.5 kN/m 0.5 kN/m 0.5 kN/m 0.5 kN/m 0.5 kN/m

in = 0.3 kN/m

(2)可变负荷 通道上的动负荷 输送带的动负荷 输送带 输送带 输送带 输送带 输送带 100/200 110/210 150/250 1X0/2X0 1Y0/2Y0

w = 2.0 kN/m2 q100 = q100 = q100 = q100 = q100 = 2.0 kN/m 2.0 kN/m 2.0 kN/m 2.0 kN/m 2.0 kN/m

输送带 1Z0/2Z0 风力 最终状态 施工期 雪, 冰 最终状态

q100 = 2.0 kN/m w = 1.2 kN/m2 wC = 0.5 kN/ m2 w = 0.9 kN/ m2

(3) 、结构安全和负荷组合(危害评估) 根据所有负荷的重要性,采用以下的负荷系数,对结构上的所有负荷(作用效果)进行了考虑: 永久负荷包括土和水负荷 G,sup. =1.35 考虑主要作用效果 > 不利? G,inf. =0.80 > 有利? 可变负荷 Q = 1.50 考虑主要作用效果 > 不利 Q = 0.90 考虑次要作用效果 > 正常 > 对于设备 ? Q = 1.00

5、土建

1) 、皮带桥基础

插图:大跨度桥基础 采用锚索锚固桥架混凝土基础。

插图:独立皮带桥架基础

插图:龙门架皮带基础 2)皮带隧洞

插图:皮带隧洞断面图 3) 、钻孔和螺栓连接工程 大多数立柱脚都固定在小的基础上。采用锚杆(4 x 0.5―-绞制预应力缆索或 B670 螺纹钢,d = 32 mm)或更为简单地采用岩石锚杆(B500 螺纹钢,d = 22 - 32 mm)。预应力锚索的钻孔直径为 105 到 125mm。钻孔的深度取决于地基的情况以及其他边界条件。在 2007 年 3 月对现场进行调查后同时根 据我们自己的经验,岩石锚杆的长度设定在 12 到 15 米之间,但也有例外。粘结长度大约为 5 到 6 米。 钢筋锚杆和岩石锚杆的钻孔直径为 85mm。 钢筋锚杆(螺纹钢,B670)的长度介于 6 到 10 米之间,而岩石锚杆(螺纹钢,B500)的长度介于 4 到 8 米。 锚杆和岩石锚杆的钻孔工程以及安装和注浆(灌浆)工程将由专业的钻孔队伍实施。 直径小于 50mm 同时长度小于 4 米的岩石锚杆将采用人工安装。 直径更大和长度更长的钻孔将由凿岩台车实施。 大多数钻孔和灌浆工程是在地面实施。对于一些锚杆和岩石锚杆,必须采用工作平台来实施。 4)结构灌浆 将在现场一个集中搅拌站生产混凝土,然后采用混凝土搅拌车运输到适当的地点。所需的用于填 充缝隙、孔洞和裂缝的非合格混凝土(水凝性水泥在 CEMI, 32.5 中的含量小于 150kg/m3)大约为 2000 m3。所需的普通硅酸盐水泥含量为 300 到 350kg/m3 (CEMI,32.5 或 42.5)C25 合格混凝土大约为 3500 m3。 对于每个结构部分,将对混凝土加固措施的内容和布置进行计算,并将在施工图纸中画出来。将 根据材料清单和图纸,在现场之外对钢筋进行预先加工。然后在现场进行组装。用于模板支撑的各种 预制锚杆配件的埋设同样属于混凝土工程。 模板工程的质量要求和模板的数量无关紧要。

6、皮带输送系统主要部件(引水隧洞和洞外) 1)、驱动电机 在输送带的各个位置都采用相同的电机,从而可以进行快速维护同时只需储备少量的备用电机。 所有的电机都采用变频器控制,这样,可以把速度控制在 3.2 到 4.8m/s 之间。

2)、驱动滚筒 采用陶瓷层覆盖驱动滚筒。

3)、回收滚筒 回收滚筒安装在 TBM 后配套的前端或后端。 将与 TBM 制造商一起协商确定两者之间的接口。滚 筒的直径取决于皮带类型。 4)、皮带 所选择的主要皮带如下: (1)1200mm ST 2000 5+5K; (2)1000mmST1400 5+4K; (3) 注: 1200mmST1200 5+5K; -1000mm = 皮带宽度。

用于洞外 110#和 210#输送带。 用于引水隧洞输送带 用于 2#施工支洞 100#和 200#输送带

-ST =钢丝帘线皮带,所选择的皮带 ST 1400 采用直径 4.4mm 的钢丝,其硫化时间在 8-10 小 时,包括冷却时间。硫化时间随皮带张紧力的增加而加长。

-1400 = 皮带上的最大张力。当在 14,700m 的长度上满负荷运行时,安全系数为 5.2。 -5+4:皮带上部橡胶层的厚度为 5 mm,用于抗磨损,而皮带下部橡胶层的厚度为 4 mm,用 于滚动。 -K =隧洞内强制执行的阻燃性(德国工业标准规范)。

5)、托辊 托辊符合欧洲标准。不需要工具就可以更换托辊。在润滑良好的条件下,它们的使用寿命可以达 到 40,000 个小时。 上部和下部托辊的直径为 108mm。 钢托辊的厚度为 3 mm。 轴承类型为 6204 C 3。

6) 、刮泥器 刮泥系统如下: 在斜槽滚筒上:在位于隧洞口处的驱动站的料斗上方安装有 1 个预先刮泥器和 1 个主刮泥器。在加力 站上安装 2 个与料斗处相同的刮泥器。 在下部皮带的回收滚筒前方安装 1 个 V 型刮泥器。刮泥器采用硬金属制作而成。可以从料斗上把它们 拆卸下来。

6) 、皮带清理装置 为了保证系统的可靠性,我们特别注意皮带的清理。 所有皮带均安装由皮带清理装置,其中一套安装在皮带溜曹的切线位置;另一套安装在溜曹鼓的 下方;第三个 V-形清理装置安装在回轮筒的下一段皮带上。 皮带 110 安装了特别的皮带清理装置,共有 3 套清理装置和一套高压喷水装置。皮带清理系统 非常重要。皮带经过合适的清理,工作中能避免很多问题,同时节省大量配件,并避免系统不必要的 中断。

7、模萨沟临时储料系统 1) 、模萨沟临时储料系统 考虑到骨料加工厂的重要功能,我们的方案中包括在模萨沟平台上建立一个临时储料区,这个储 料区位于模萨沟隧洞之上。 这个临时储料区的目的是当从隧洞输送过来的岩渣不能用或当 110/210#输送带停工时,在任何 时间都能够向骨料加工厂供料。储料区的容量超过 26,000 m3。同时,这个储料区可以同时从任何隧 洞获得岩渣。这个系统替代了主输送线路到骨料加工厂之间大于 600 吨/小时的输送带。 可以通过 300 和 310#输送带把岩渣从 150#转输塔输送到这个储料区。310#输送带的长度可以 变化同时可以双向驱动。它可以输送大量的岩渣。 2) 、模萨沟平台临时储料系统的取料并输送到模萨沟骨料加工厂 作为基础方案,有用岩渣从临时储料区到模萨沟骨料加工厂的运输采用卡车运输。 作为备选方案,我们推荐采用两台取料机,通过约 80 米长的输送皮带,将岩渣输送到骨料加工 厂。 根据将来的具体情况,该皮带可以加长。

8、骨料运输系统 1) 、405/520 料仓 这些料仓采用卡车装料。每个料仓的容积为 40m3。从 405 料仓尾部出来的链式输送带把骨料装 载到 110#输送带上。一台安装在模萨沟平台,另一台安装在 2#施工支洞区。 如果已知骨料加工厂的方案,在需要时,可以从骨料仓的底部安装一套自动出料系统。 2) 、530 骨料输送带 该皮带将 520 料斗与 500#皮带相连。 3) 、从 110#皮带的下部皮带卸料并输送到高线混凝土加工厂 在 110#输送带的末端,骨料从下部皮带上卸载下来并输送到 500#输送带。500#输送带把骨料 输送到高线的骨料系统,高线骨料输送系统支撑在位于岩面上的悬臂架上。然后,骨料从 500#输送 带被输送到 510#配料输送带上。 4) 、骨料仓上方的配料输送带 510 输送带 510 从输送带 500 获得骨料,并输送高位混凝土加工厂。输送带 510 为双向输送带,同时 长度可变化,用于向任何骨料仓供料。

三、机电设备与控制系统介绍 1、带式运输机系统 ● 带式运输机系统线 100 ● 带式运输机系统线 200 ● 带式运输机系统 410-700-710-500-510 2、堆料机系统

● 带式运输机系统 160 - 190 ● 带式运输机系统 260 - 290 ● 模萨沟临时存储系统 ● 混凝土设备下层的输送机 ● 紧急刹车扯绳开关 ● 录影监控系统 ● 带式输送机系统照明 每个组件的装载和控制部分由各个必需的变压站开始供应能源(400V) 。各个变压站再由大水沟供 应点(10kV)供给。整个设施计划采用多个变压站来配电。这些变压站为每个设施小组和组件供应能 源。 原则上整个设施以 SPS 西门子 S7(符号程序设计系统)操纵。 为提高设施的可及性,设施被划分成多个小组并由独立的 SPS(符号程序设计系统)单元操纵。这些 设施小组由联结器互联,以保证小组与小组之间的通信。 因此各自设施小组可以独立地被运作。 各自组件通过 SPS(符号程序设计系统)从属设备与设施控制系统结合。各个从属设备由玻璃纤维 电缆连接。 3、主要控制台(操纵位置) 每座 MCC(主要控制台)都适应地安装在一个远洋集装箱内。为了驱散特别是由频率交换器引 起的废热和保证系统运作所需的最适当温度,集装箱内装备了一个闭式循环冷却系统。 每座 MCC(主要控制台)包含以下组分: ● 绝缘供电和主断路器 ● 母线系统 ● ABB ACS 800 频率交换器或马达直接启动器 ● 机电能源和控制组分 ● PLC 母机 CPU 或 PLC 从属设备、电源和外围设备 ● 触感控制板个人计算机或触感控制板 ● 安全和通信外围设备 ● 紧急状态开关 ● 空调装置 4、输电站(TS) 每座输电站(TS)都适应地安装在一个集装箱内。 每座输电站(TS)包含以下组分: ● 母线系统 10kV ● 母线系统 0.4kV ● 变压器 ● 机电能源和控制组分 ● 外围设备保险丝 ● 空调装置 5、传送带设备 ● 驱动装置 ● 回动滚柱速度显示器 ● 启动警告(闪光灯,警笛) ● 监督开关盒带有紧急中止开关 6、紧急中止推挽式连接缆绳开关 推挽式连接缆绳紧急开关沿着传动机安装。 除了两个常闭触点以外,这些开关还拥有一个附加的报告触点,用于标记被开启、触发紧急中止 的推挽式连接缆绳开关。信号触点被供应以一个?Dupline─总线系统’通过一个 Profibus─网关输送到操 纵设备。 紧急中止系统应用 Marti TSS(隧道安全系统)技术构造,符合 EN 954-1 Kat. 4。 7、录影监视系统

位于滑运道的 32 台录影机由 TCP/IP 连接到显示中心。一台双屏幕个人计算机将安置在显示中心, 通过录影机来监视滑运道情况。 8、 照明系统 沿着传送带的通道安装氖光灯。横穿传送带的通道、台阶和下坡路段按照要求单独安装照明。 四、 系统设备操作 1、概要 设施通过触感控制板操作。所有的操作条件、警报等都显示在触感控制板上。 2、操作方式 ● 自动操作 在自动操作中,设施串级式运作,与输送方向相反,在必要时相应地缓慢起动,可以同样地被停止。 所有安全预防措施在运作并全自动地影响着操作! 如果要启动其中的一个自动程序,必须注意以下两点: ★ 操作方式的选择必须是在 AUTO!这项操作方式在触感控制板显示中选择。 ★ 所有需要的机器的保险开关初选位置必须是 FERN! ● 人工操作 在人工操作中,各台机器可以通过显示单独地被控制。控制元件在选用的机器的发动机一边。在 人工操作中,唯一紧急中止开关是活性的。其余的安全装置〔转动频率,装料过满等〕关闭! 如果要通过显示来控制一台机器的运作,必须注意以下两点: ★ 操作方式的选择必须是在 HAND!这项操作方式在触感控制板显示中选择。 ★ 所有选用的机器的保险开关初选位置必须是 FERN! ★ 现场操作 在现场操作中,一台机器可以在现场单独地被控制。操作装置在选用的机器的安全开关旁边。在 现场操作中,唯一紧急中止开关是活性的。其余的安全装置〔转动频率,装料过满等〕关闭! 3、中止方式 ● 正常中止 如果设施在正常运作中被中止,输送带以相应的排空时间和缓停速度串级式排空,运作与输送方向相 同。 ● 排空中止 如果设施在正常运作中被中止,输送带以相应的缓停速度串级式排空,运作与输送方向相同。 ● 紧急中止 一旦发生紧急中止指示,所有的机器在同一紧急中止循环内立刻中止!输入机器也相应地被中止! ● 故障中止 在操作中,一旦一个安全传感器〔转动频率,装料过满等〕被激活,立刻指示机器中止。所以机器将 根据机械条件以最快的速度被中止。输入输送带也相应地被中止。

五、管理显示 整个设施是通过最现代化的自动技术受控的。相应的经授权人员可以检索和记录所有的功能。虽 然操控设备本质上是非常复杂的,但通过显示,它的操纵是简单和直觉的。 例图 显示/设施操作:

1、授权 Depending on the safety level, a password is required to execute certain commands and a LOGIN box appears on the screen. Enter your password and press OK. If you are authorised, you will be able to select the command and it will be executed. If you are not authorised, you will again be prompted for your password when you select the command. 根据安全级别,当某些命令必需通过密码执行时,注册程序出现在 屏幕上。输入您的密码和按 OK。如果您经授权,您可以选择该命 令而它将被执行。如果您未经授权,当您再选择该命令时,您将收到密码提示。

2、警报页 警报页显示所有警报。

新警报显示为红色,并且以 K 来表明它们的状态。 选择的警报显示为灰色。 警报一旦被确认,将显示为浅蓝色,并且以 KQ 来表明它们的状态。

3、档案页 所有警报、所有控制命令和所有被改变的参量都被归档并可以从这页查看。

图例-数据输出:

第五节 施工情况

一、皮带机隧洞开挖与支护 皮带隧洞全长约 1858 米,断面为城门洞型,开挖断面尺寸:主洞为 4.2×4.5m(宽×高) ; 施工支洞为 6.2×5.6m(宽×高)总洞挖石方量约 37323 立方米。布设进口、出口段和施工支洞 开挖工作面。 皮带机隧洞开挖与支护为土建工程的关键线路,施工进度是关键。由此,我方设计了四个工 作面。先开展三个工作面,即出口、进口和施工支洞进口洞段。当施工支洞开挖与支护工作结束 后,并在主洞上、下游各挖 20 米后,开始增加一个工作面,这样,在主洞有四个工作面可同时 施工,以最大能力加快施工进度。

1、组织机构和主要资源 1)人力资 表 序 号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 合计 2)设备资源 表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 设备名称 长气腿钻 装载机 反铲 自卸汽车 作业架子车 电动空压机 混凝土干喷机 混凝土搅拌机 注锚固剂机 全站仪 全站仪

主要施工人力资源表 工种名称 风动钻操作手 装载机操作手 反铲操作手 炮 工 司 机 电 工 修理工 空压工 普 工 测量工 喷浆工 人 7 1 1 3 3 2 2 1 6 3 5 34 人/班/工作面 数 备 注

主要施工设备资源表 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 型 号 数量 24
3





YT-27 30B、40B 2m PC220 10T 2T 21 m /min 6 m /h 0.5 m MZ-1 南方 NTS302B TCR-802
3 3 3

3 2 16 10 4 3 2 1 1 1

2、开挖方案 采用全断面法开挖,YT-27型手风钻钻孔,光面爆破施工方法。用装载机装开挖渣料,运到扩挖 洞段,再装到自卸汽车后运到弃渣场。 1)爆破参数 表 主洞Ⅲ类围岩石方洞挖爆破参数明细表 钻孔参数 Ⅲ类围岩

单位岩体耗药量(kg/m3) 单孔装药量(kg) 工作面总钻孔数(个) 一次开挖循环药量(kg) 掏槽形式 掏槽孔炸药量(kg/孔) 周边孔平均炸药量(kg) 辅助孔平均炸药量(kg) 周边光面爆破孔间距(m) 循环进尺(m) 钻孔深度(m) 炮孔直径(cm) 开挖断面积(m2) 光爆孔线装药密度(g/m) 辅助孔炮孔间距(m)

1.586 1.481 42 62 单孔菱形 1.85 1.155 2.487 0.5 2.5 2.8 4.2 15.8 303 1~1.2

2)循环时间 表 各洞段循环时间表 指标项目 钻孔准备 钻孔 工 作 循 环 时 间 清孔、装药、封孔爆破 通风、排烟 出渣装运 支护及衬砌影响 辅助时间 循环总时间 单位 min min min min min min min min 进出口洞段Ⅳ类围岩段 20 180 50 30 160 120 30 590 支洞Ⅲ类围 岩段 20 180 50 30 240 170 30 720

3、支护工程 皮带机隧洞为临时洞,用于皮带机在运行期间的通道。支护等级按临时支护设计。隧洞进出口开 始30米洞段为锁口段,支护方式:钢筋混凝土洞门,长度约5米、锚杆、挂网、喷锚支护。其它洞段 主要以喷砼支护形式为主。对围岩不稳定的洞段,对顶拱采用锚杆、喷砼支护;对围岩地质条件较差 的洞段,对顶拱和边墙都采用锚杆、挂网及喷混凝土支护方式。锚杆Φ 22长度3m,插入深度2.8m,间 距1.5m,排距1.5m,梅花型布置,挂Φ 6mm钢筋网,钢筋网间距150×150mm,喷C20混凝10~15cm。 1)锚杆施工 砂浆锚杆采用先插锚杆后注锚固剂法。 施工工序为: 测量定位→造孔→洗 (冲) 孔→安装锚杆 (附 加进浆管和排气管)→灌注锚固剂→检测。 岩洞段采用手风钻钻孔,钻孔孔径应大于锚杆直径 25mm 以上,钻孔深度及孔位偏差应符合有关 规定。锚杆安装和注锚固剂的具体施工方法为:先将锚杆插到孔底,用三孔木塞或橡胶塞塞住孔口,

三个孔分别为:中间孔插锚杆,两边孔一个为排气管,一个为进浆管,排气管深入到孔底,注锚固剂 管伸到孔内即可,然后由注锚固剂器通过注锚固剂管向孔内注入砂浆,孔内空气由排气管逐步排出, 直至孔内灌满砂浆,然后缓缓抽出排气管,并继续注锚固剂,直至排气管完全抽出后,停止注锚固剂, 抽出注锚固剂管和排气管后,用小木塞塞住两孔口,待凝。 2)挂设钢筋网 在锚杆达到一定锚固强度后,即可进行钢筋网挂设。施工中,人工将已做好的小片钢筋网沿围岩 开挖轮廓面进行焊接和绑扎,使钢筋网与开挖岩面形状基本一致,并与砂浆锚杆焊接牢固,连成整体。 钢筋网的质量检验与钢筋工程相同,每批材料均应有质量合格证明书,并在现场按监理工程师的 指示取样、检验,合格后方可使用,钢筋网规格也必须在监理工程师验收后方可喷混凝土覆盖。 3)喷混凝土 为施工安全,喷混凝土应尽早进行。先对新开挖岩面进行初喷,以便于封闭岩面裂隙及锚杆施工 孔位布置,然后在主喷混凝土区按设计厚度分层喷射,第二次施喷时,需在第一次喷混凝土终凝后进 行。 喷射混凝土施工采用干喷法。砼干料由洞外拌和站按配比拌和。人工向喷射机内喂料,喷射时掺 入适量的速凝剂和粘稠剂。喷射机选用 OCEMER 型混凝土喷射机, 生产率为 3~6m3/h, 风量消耗 7~ 10m3/min,水平输送距离 200m,垂直输送距离 60m,风压 3-4 大气压。 喷射机安装调试完成后,先注水后通风再上料,根据受喷面和喷出混凝土的情况,调整加水量, 以使喷射到岩面的混凝土易粘着,而且回弹量小,表面有湿润的光泽度。喷射施工时喷嘴略向下倾斜 10°左右,使混凝土喷射在较厚的混凝土顶端,避免料束中的粗骨料直接与岩面撞击,以减少回弹量。 喷射距离一般以看清楚喷射情况,使料束集中,回弹量小为宜,一般以 0.6~1.2m 较好。喷射时应根 据具体情况适当调整。喷射混凝土采用分段分片依次进行,喷射顺序自下而上进行,对岩面不平整部 位,先凹后凸面找平。喷射应分层,一次喷射厚度为 5~6cm。钢筋网的安装应在第一层喷射完成后 布设,再进行第二层喷射。后一层应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝 1h 后再行喷射,应先用风 水清洗喷层面,将原喷层表面的乳膜、浮尘等杂物冲洗干净。 喷射作业时应连续向喷射机供料,保持喷射机工作风压稳定,完成或因故中断喷射作业时,应 将喷射机和输料管内的积料清除干净。喷射结束后,及时将回弹废料清扫干净。考虑到骨料或砂中含 有一定的水份,当与水泥拌和后如不立即喷射使用时,会使水泥产生预先水化,故拌和料一般应在 30min 内用完。 喷射混凝土终凝 2h 后,应喷水养护,14d 内保持湿润,以防干裂,影响质量。喷射混凝土周围空 气湿度达到或超过 85%时,经监理同意,可自然养护,气温低于+5℃时,不得喷水养护。 脚手架搭设便于喷枪手作业,同时也应满足施工安全要求。 二、皮带桥基础 1、施工组织 根据地形条件, 从 2#施工支洞洞前设置的转折塔 100 开始至周家坪隧洞进口处的皮带机隧洞 进口为明线段。长度约 3,983.677m。工程项目主要内容为:施工道路修建,竹条板和浆砌块石挡土 墙防护工程,石方基础开挖和现浇混凝土基础工程。 1)组织机构和主要资源 表 序 号 1 主要施工人力资源表 工种名称 风动钻操作手 人 数 12 备 注

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

装载机操作手 反铲操作手 炮 工 司 机 电 工 修理工 空压工 普 工

1 1 8 4 2 2 4 40 4 5 12

测量工 混凝土工 泥瓦工

合计 表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 设备名称 长气腿钻 装载机 反铲 自卸汽车 作业架子车 柴油空压机 混凝土搅拌机 砂浆搅拌机 柴油发电机 全站仪 主要施工设备资源表 单位 台 台 台 台 台 台 台 台 台 台 150KW 型 号

95 人/4 班

数量 12 1 1 4 20 4 4 4 2 1





YT-27 50C 3m PC220 10T 2T 3.5 m /min 0.5 m
3 3 3

南方 NTS302B

2、石方基础开挖 分三种形式:独立的皮带机桥架基础、公路右侧山坡面明挖和上顶明挖。 1)独立的皮带机桥架基础开挖 基础开挖尺寸不大,采用人工开挖,配合柴油空压机和风镐开挖,按照基础图纸,开挖到稳定 的基岩面为止。 2)公路右侧山坡面明挖 由于开挖面为峭壁,而且均离公路面5米以上,只能采用以爆破为主。爆破钻孔工作难度大。为 了不影响交通堵塞时间过长,和防止山坡崩塌,我方采用水平和垂直方向分层和分段爆破。每层的厚

度和段的长度分别控制在1.5m和5m,这样爆破的石方量控制在10m3,具体炮眼的布置和炸药量在现场试 验后确定。 3) 上顶明挖 主要指大水沟隧洞山顶明挖段, 此段的开挖和施工道路修建结合在一起, 只是开挖的方量较大, 弃土量大。挡土墙修建在离皮带机中心线10m的下山坡处,将弃土夯填在挡土墙内。

3、 皮带机混凝土基础施
1) 施工程序 本部位工程根据其所处位置不同分为高位基础,路面基础,低位基础,整个基础在其开挖结束 后,进行垫层混凝土浇筑,最后进行基础混凝土浇筑。 2) 混凝土配合比 根据施工图纸及工程量清单要求,由试验室提出混凝土配合比。首先,选择各种试配材料,报监 理工程师批准,然后由试验室进行混凝土配合比试验。试验成果经监理工程师确认后,用于混凝土结 构施工。施工中根据骨料的级配和实际含水量做相应调整。基础部位 C25 混凝土配合比如下: C25 常态混凝土配合比 每方各种材料用量(kg) 水灰比 砂率(%) 水 水泥 砂 20-40mm 0.45 40 200 444 719 645 5-20mm 430 碎石

3) 混凝土浇筑 大水沟山上基础及高边坡基础采用 HBT60A 型混凝土泵泵送入仓,混凝土水平运输采用四轮 拖拉机或装载机运混凝土至施工现场进行浇筑。 a 泵送混凝土前,先把储料斗内清水从管道泵出,达到湿润和清洁管道的目的,然后向料斗内加 入与混凝土配比相同的水泥砂浆(或 1:2 水泥砂浆) ,润滑管道后即可开始泵送混凝土。 b 开始泵送时,泵送速度宜放慢,油压变化应在允许范围内,待泵送顺利时,才用正常速度进行 泵送。 c 泵送期间,料斗内的混凝土量应保持不低于缸筒口上 10mm 到料斗口下 150mm 之间为宜。避 免吸入效率低,容易吸入空气而造成塞管,太多则反抽时会溢出并加大搅拌轴负荷。 d 混凝土泵送宜连续作业,当混凝土供应不及时,需降低泵送速度,泵送暂时中断时,搅拌不应 停止。当叶片被卡死时,需反转排队,再正转、反转一定时间,待正转顺利后方可继续泵送。 e 泵送中途若停歇时间超过 20min、管道又较长时,应每隔 5min 开泵一次,泵送小量混凝土,管 道较短时,可采用每隔 5min 正反转 2—3 行程,使管内混凝土蠕动,防止泌水离析,长时间停泵(超 过 45min)气温高、混凝土坍落度小时可能造成塞管,宜将混凝土从泵和输送管中清除。 f 泵送先远后近,在浇筑中逐渐拆管。 g 在高温季节泵送,宜用温草袋覆盖管道进行降温,以降低入模温度。 h 泵送管道的水平换算距离总和应小于设备的最大泵送距离。

4) 低位混凝土浇筑采用在基础与路面间搭设溜槽, 混凝土由拖拉机或装载机运至施工现场, 混凝土 经溜槽入仓。 5) 施工机械设备 根据本项目施工强度及本标段建筑物的结构特点,施工中使用的主要机械设备见下表。 主要机械设备表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 设备名称 混凝土泵 电焊机 混凝土罐车 钢筋弯曲机 钢筋切断机 插入式振捣器 混凝土拌合机 柴油发电机 四轮拖拉机 双排座 装载机 挖掘机 水车 空压机 高速制浆机 灌浆泵 搅拌桶 注浆机 千 斤 顶 电动油泵 SGB6-10 1M
3

型号 HBT60A BX3-500 6 m
3

单位 台 个 辆 台 台

数量 3 8 3 3 3 8 4 7 6 2 3 3 2 6

GW-40

2.2kw JZC350 STC-20

台 台 台 辆 辆

晋工 50 PC220

台 台 辆

W3/5 12m

3



预注纯水泥浆

HU4.8 YC60A YKD18 ZB4-500A

2台 1套 1套 1套

锚杆注砂浆用

施工劳动力组合表 序 1 2 3 4 5 号 工 主管 技术员 安全员 钢筋工 模板工 种 人 2 6 6 16 15 188 数 合 计

6 7 8 9 10 11

混凝土工 电焊工 司机 普工 电工 其它技工

20 4 10 80 4 25

4、 皮带机基础锚杆、锚索灌浆施工
洞外皮带机系统沿线皮带架基础岩石风化、破碎,泥夹石层较多,在造孔施工中出现垮孔、 漏风等现象,难以成孔。为保证皮带机基础稳固,锚杆、锚索孔顺利成型,特对造孔施工中遇上 述现象的孔进行地质缺陷预固结灌浆处理。 施工工艺与方法 : 自由段造孔 注浆 浇墩 预固结灌浆 张拉 锚固段造孔 预固结灌浆 扫孔 下索

1) 预固结灌浆施工技术 A 灌浆埋管:采用人工向孔内埋设 φ 20mm 的 PVC 管,进浆管和回浆管,孔口采用砂浆封堵密 实。 B 灌浆设备:采用高速强制搅拌机制浆, SGB6-10 灌浆泵送浆,自动记录仪检测并记录。 C 灌浆参数:自由段预固结灌浆采用砂浆(水灰砂比 =0.5 : 1 : 1 )灌注,灌注砂浆达 5T 时, 灌浆压力无明显上升,流量不变情况下,则在水泥浆(水灰比 =0.5 :1 )中掺入速凝剂灌注,结束 压力为 0.5Mpa ;锚固段预固结灌浆采用水泥浆(水灰比 =0.5 : 1 )灌注,灌浆量大,灌浆难以结 束时,采取低压、限流、间歇、待凝、加砂、等措施,耗灰量达到 8T 待凝,结束压力为 0.5Mpa。 D 浆。 E 锚索入孔后采用水泥浆(水灰比 =0.45 : 1 )灌注,结束压力达到 0.5Mpa。 灌浆结束标准:灌浆压力达到 0.5Mpa,当注入率小于 1L/min 时继续灌注 5min ,即可结束灌

2) 灌浆遇特殊情况的处理方案
A 灌浆应连续进行,若因故中断,按以下原则处理:①尽可能地缩短中断时间,及早恢复灌 浆;②若中断超过 30min,应立即冲洗管路,防止浆液堵塞管路。 B 遇溶洞、岩溶管道灌浆施工,应查明溶洞或管道充填类型、规模和渗流情况,采用相应技 术:①溶洞内无充填物时,根据溶洞大小,可灌入高掺砂的砂浆或泵入高流态混凝土。② 溶洞、 岩溶管道内有充填物时,根据充填物类型、特征以及充填程度,可采用高压、循环式灌浆方法等 施工措施处理。

5、2#施工支洞岩石锚杆预固结灌浆施工

2 施工支洞洞口段岩石风化、破碎,在造孔施工中出现垮孔、掉块、漏风以及严重不成孔现 象。为保证锚杆孔顺利成型,锚筋锚固于稳定状态,特对造孔施工中遇上述现象的孔段进行地质 缺陷预固结灌浆处理。与此同时,增强岩石的稳定性、均匀性,改善岩石力学性能,提高岩石承 载强度。 1)预固结灌浆施工技术 A 灌浆埋管:采用人工向孔内埋设 φ 25mm 的 PVC 管,空口采用速凝砂浆封堵密实。 B 灌浆设备:采用高速强制搅拌机制浆, SGB6-10 灌浆泵送浆,自动记录仪检测并记录。 C 灌浆工艺:灌浆施工在封堵砂浆达 70% 强度后进行,采用“孔口纯压式施工工艺”。灌浆 水灰比为 0.5 ,压力为 0.3Mpa 。 D 灌浆结束标准:灌浆压力达到 0.3Mpa ,当注入率小于 1L/min 时继续灌注 5min ,即可结束灌 浆。

#

2) 灌浆遇特殊地质段处理技术
A 灌浆应连续进行,若因故中断,按以下原则处理:①尽可能地缩短中断时间,及早恢复灌 浆;②若中断超过 10min,应立即冲洗管路,防止浆液堵塞管路。 B 在有涌水的孔段灌浆时采用以下措施:①灌浆前应测定涌水压力和涌水量;②灌浆结束后 屏浆时间不小于 2h ;③待凝时间不得小于 48h ;④必要时可在浆液中加速凝剂。 C 灌浆量大,灌浆难以结束时,采取低压、浓浆、限流、间歇及灌浆待凝措施。在灌浆耗灰 量特大 , 达 10 余吨时,灌浆压力无明显上升,流量不变情况下,采取待凝 8-12h 后扫孔重新灌注。 D 遇溶洞、岩溶管道灌浆施工,应查明溶洞或管道充填类型、规模和渗流情况,采用相应技 术:①溶洞内无充填物时,根据溶洞大小,可灌入高掺砂的砂浆或泵入高流态混凝土。② 溶洞、 岩溶管道内有充填物时,根据充填物类型、特征以及充填程度,可采用高压、循环式灌浆方法等 施工措施处理。

三、洞内悬挂式皮带桥架安装

100/200 号皮带机的横切面图

1、悬挂装置的吊耳安装。 1.1 准备 相关的锚索承载力必须事先按照相应的技术报告进行检测。 测试载荷要求为 100KN,锚索属于非预应力锚索,垫板和螺母要拆卸开。 1.2 安装(见图 1) 测量锚索的长度,并且根据需要把锚索切除至需要的长度,吊耳的安装需要用到垫板,螺母,还 有防松螺母。待所有部件安装好后锚索应至少露出防松螺母 30-50mm 左右。 同时需要调整螺母,把吊耳调至正确的高度。 吊耳钢板与安装洞顶岩石之间形成的缝隙应至 少为 3cm,再使用 M30 砂浆填充吊耳钢板与 相应隧洞顶之间的空间时,必须保持吊耳与 地面垂直,并且同时也要保证螺栓轴线与皮带机 轴线相互垂直。然后调整螺母对砂浆进行固定。 最后做好连接部位的清理工作。接下来安装好的 吊耳经过 3 天时间后再通过转动螺母进行固定, 接着进行下面的系统试验。 2、垂直悬挂钢管的安装。 安装的时候,我们需要使用 5m 高左右的移动脚手架,同时也需要保证脚手架的稳固性。并且我 们至少需要 3 个工人进行安装。 安装的时候,用手使用两根绳子把钢管吊起来,其中两个工人把钢管移到正确的位置,另一个工 人接着用 M10 型号的螺旋杆插入螺杆孔 每一个悬挂钢管的安装必须要对号进入安装点位。并且保证所有的钢管底部在同一条直线上。 相关的责任监督人必须要保证工人在安装悬挂钢管时, 对不同位点正确的选择对应钢管进行安装。 3、水平杆的安装 水平杆的侧面吊耳的安装和 1.2 安装方式 一样。但是不对其进行系统测试。 从皮带机的走向来看,水平杆的支撑作用 主要发生在左边部分,只是在需要的地方 可以考虑右边部分。 而水平杆的制造和安装随着皮带桥的 安装进程而决定。 更多详细情况请参见第 7 点皮带桥的安装。 4、横梁安装 使用两辆可以移动的脚手架, 每辆脚手架安排 2 名工人施工。 并且脚 手架必须合格,高度一定要达到 5m。 横梁的长度是 7.22 米,安装的时候必须垂直于隧洞轴线进行安装。 期间车辆是不能够通行的。 相关的负责监督人应该在横梁安装时做到 以下 3 点: ① 申请获得施工临时隧洞交通中断的许可。但申请时需要表明的是,我方在横梁安装的过程中, 我们可以根据具体的现场情况随时停止施工,并且在很短的时间内恢复交通。然后我方再行 施工。 ② 安装位点提供充足的照明和各种防护措施,安装时防止非施工人员进入工作区。 ③ 执行相关安全法规,严格禁止在悬挂物下面停留。 用叉式装卸车提起大约 700kg 的横梁离地面 5m 高处。 每个脚手架上必须有 2 名施工人员。由于悬挂的钢管不是固定的,所以第一个施工人员先调整钢 管至与横梁连接处的正确位置。接下来另一个施工人员开始在对于位置套上垫圈,再安装螺母进 行固定。横梁安装的程序是先安装一边,待完成时再安装另一边。 可以根据情况和设计的需要,用螺母调整横梁至需要的高度,最后再用防松螺母进行固定。 不准确的锚索孔位可能会导致不准确的横梁位置, (横梁不与皮带机轴线相互垂直) 。发生此种情 况时,需由相关的责任工程师对现场情况的偏差进行判断,然后可以采取如下解决方案: ① 在锚索之间补充连接叉。 ② 安装补充锚索。

5、插入钢绳 为了固定横梁使其稳固,我们在整个皮带桥的横梁两端贯穿两根 16mm 直径的钢绳。并且我们需 要在每隔 24m 的位置上安装调节拉杆和相应钢绳夹。 横梁就固定在安装时候的位置。在完成所有的皮带桥部件安装后。再对皮带桥进行检查,及时发 现问题,并采取措施对其进行调整。 6、皮带桥的安装 1) 组装平台上的皮带桥组装 在组装平台上进行全部的皮带桥部件的组装 皮带桥护栏和人行走廊,为横梁上皮带桥部件的安装提供了可靠的保证。 2)插入皮带桥 图 4 展示的是在插入皮带桥部件时需要 用到的滚筒图,每条横梁需要配备 2 个滚筒。 图 5 展示的是一个完整的 12m 长,6.372m 宽的皮带桥部件。 在第一个皮带桥部件的前端需安装鸟嘴, 其作用是协助皮带桥部件在横梁上移动。 我们准备借助缆绞车来一次牵引至少 4 到 5 个 已经在平台上组装好的皮带桥。 我们会根据第一次牵引连接组装好的皮带桥 的情况,来决定一次性牵引皮带桥的数量。 我们会尽可能的使用绞车一次性牵引更多的皮带桥, 以避免频繁的更换绞车的位置。

三、110/210 输送系统皮带桥及钢结构安装 1、支撑类型 1)A-F 的支撑架类型

2)门型架的类型

3)特殊设计门型架

2、支架安装 在基础上安装各种支撑构架(立柱/门型架/特殊支撑) 测量员标出轴线点 在支架上安装高度适配件(标有轴线) ,并和相应支架焊接。 安装柱头,并把其焊接在高度调节件 上。 3、48m 桥部件 在公路路面将单无节进行预组装 用高强度的六角形螺栓进行固定。 使用 110-130 吨位的吊车将组装好的皮带桥安装到立柱柱头及支撑头上。

插图:48 米桥架安装示意图

4、皮带隧洞皮带桥安装 1)部件安装准备 需要组装部件包括:托辊支架,托辊,和电缆槽。 把安装好的部件吊起放入滑道。 在部件上安装鸟嘴。 2)托入构架单元 南 1#绞车 4T, 绳长 1200m,安装在施工支洞每托入 12 长的一个单元再联接下一个, 通常是 6 个 12m 长的单元连接在一起再托入洞内。在 600m 长度内不断地托入单元组(6 个一组) 。就这样不断重 复。一直到完成 600m 的长度的部件安装。在洞口外需有 20 米长的组装平台。托辊支撑安装也必 须要和皮带机运行路线一致。 3) 洞内北部 1400 m 的安装程序 皮带隧洞出口处的一些准备工作。2#绞车(北)4T,绳长 1200m,安装在施工支洞。在皮带洞进 口组装 6 个 12m 长的部件。将组装好的单元组托入约 980m,每次一个单元组(六个单元) ,直到剩余 长度达到 450m,以一米的间距临时放置在洞内,余下的 400M 距离用 1#绞车(南)从临时存放地往 南方向托进,并和南侧的单无用螺栓联结。在 1#绞车托进时 2#绞车同时继续工作。托辊的安装必须 要个皮带运行的方向一致。第 70 和 68 断面必须要留出空间。以便于北边隧洞口的皮带安装。 5、2#桥安装

六、输送皮带安 1. 100/200 皮带机的安装 安装皮带机的如下步骤 · 必要条件 。为皮带机准备好相应的皮带桥 。 安装好滚筒 。 事先安装好 010,020,030 皮带机 · 托辊支架的安装(注意托辊支架的方向:中间的托辊必须是在其他配对托辊的前方,并且要和皮 带运行的线路一致) · 托辊的安装 · 参照并且执行安装图纸 07008-0000250 和图纸 07008-0000200 的相关布置 · 安装皮带 。在洞口对皮带卷筒设备进行固定 。在 2#号施工支洞的合适位置对绞车进行固定 。必要的时候在皮带安装入口处安装补充导向滚筒,以利于皮带顺利进入托辊支架。 。安装起牵引作用的钢丝绳

。必要时准备皮带滚筒,并且检查皮带的方向(组装的方向是否与皮带运行的方向一致) 。在皮带疏散设备上安装第一个皮带卷 。把皮带固定在钢丝绳上 。检查牵引皮带前进的空间内是否有障碍。 。拉入皮带 · 准备另一个皮带卷(必要的时候) ,并且检查皮带的方向(组装的方向是否与皮带运行的方向一致) · 在皮带疏散设备上安装另一个皮带卷 · 按照具体的说明用硫化的方式把皮带部件连接起来 · 重复这样的过程,直到皮带安装完毕。 · 皮带安装完成后的工作 。移走皮带安装设备 。安装皮带方向调节开关(按照图纸 07008-0000250) 。安装紧急停止开关(按照图纸 07008-0000250) 。仔细检查皮带机 · 安装按照相关的说明启动安装好的皮带机 。仔细检查安装好的皮带的排列位置,如果发现相应的问题导致皮带不能正常运行,请按照图纸 07008-0000250 的说明进行处理。 2. 皮带机 110/210 的安装 安装皮带机的如下步骤 · 必要条件 。为皮带机安装准备好的皮带桥或者是已经为皮带桥安装准备好的部件(取决于设备能够起重的 能力大小) 。安装滚筒 · 托辊支架的安装(注意托辊支架的方向:中间的托辊必须是在其他相应托辊的前方,并且要和皮 带运行的线路一致) 。在皮带桥安装以前或者以后都可以 · 托辊的安装 。在皮带桥安装以前或者以后都可以 · 参照并且执行安装图纸 07008-0000250 和图纸 07008-0000210 和 07008-0000211 的相关布置 。在皮带桥安装以前或者以后都可以 · 拉入皮带 。在可能的部位对皮带卷设备进行固定(见第 4 部分) 。对绞车进行定位 。必要的时候安装补充导向滚筒为皮带机,以便于皮带顺利进入托辊支架。 。拉入牵引钢丝绳 。准备皮带卷滚筒(必要时候) ,并且检查皮带的方向(组装的方向是否与皮带运行的方向一致) 。在皮带疏散设备上安装第一个皮带卷 。把皮带固定在钢丝绳上 。检查牵引皮带前进的空间内是否有障碍。 。拉入皮带 ·必要的时候再准备另一个皮带滚筒,并且检查皮带的方向(组装的方向是否与皮带运行的方向一致) ·在皮带疏散设备上安装另一个皮带卷。 ·按照具体的说明用硫化的方式把皮带部件连接起来 ·重复这样的过程,直到皮带安装完毕。 ·皮带安装完成后的工作 。移开安装设备 。安装方向调节开关(按照图纸 07008-0000250) 。安装紧急停止开关(安装图纸 07008-0000250) 。仔细检查皮带机 ·安装按照相关的说明启动安装好的皮带机 。仔细检查安装好的皮带的排列位置,如果发现相应的问题导致皮带不能正常运行,请按照图纸 07008-0000250 的说明进行处理。

3. 100/210 皮带机的安装场地和安装顺序 以下是在进行 100/210 皮带机安装是所需要用到的场地 · 100 号塔 · 皮带机洞口(两个方向进行安装) 两个安装场地都需要留出一座皮带桥的位置(在隧道里和 100 号塔与大水沟桥之间的部位分别需要留 出 12m 皮带桥的空间) 接下来就是进行皮带的安装。 安装的顺序如下: · 210 皮带机的上方皮带 · 210 皮带机的下方皮带 · 110 皮带机的上方皮带 · 110 皮带机的下方皮带 4. 进度表 我们会在附件 6 或者 7 中提供相应的进度表,如果要在规定计划表内完成安装,需要使用 3 太压缩机 和 3 台绞车。

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前言 带式输送机作为一种连续运输设备,生产效率高,由于其噪音小,结构简单,在水利水电建设施

工中,作为砂石骨料运输中的常用工具得到广泛应用。带式输送机无论在运输量方面,还是在经济指 标方面,都是一种先进值得推广的运输设备。 2 带式输送机的主要结构

其主要结构如图 1 所示。

图1 1.拉紧装置 6.下托辊 3 2.装载装置 7.机架 3.改向滚筒 8.清扫装置

带式输送机的主要结构 4.上托辊 5.输送带

9.驱动装置

带式输送机常见故障及处理方法 带式输送机是骨料输送系统的主要设备,它的安全稳定运行与否直接影响到整个电站主体工程原

料的供应。 而胶带的跑偏是带式输送机的最常见故障, 对其及时准确的处理是其安全稳定运行的保障。 跑偏的现象和原因很多,要根据不同的跑偏现象和原因采取不同的调整方法,才能有效地解决问题。 造成输送带跑偏的因素很多,有设备安装质量问题(如机身、桁架等结构歪斜不直) ,有输送带质量 问题,输送带接头与中心不垂直,输送带边呈 S 型,转载点处落料位置不在输送带中心等等,这些问 题均可造成输送带跑偏,因此应在空转运行时对其进行调整。本文是根据多年现场实践,从使用者角 度出发,利用力学原理分析与说明此类故障的原因及处理方法。 (1)承载托辊组安装位置与输送机中心线的垂直度误差较大,导致胶带在承载段向一则跑偏。如 下图所示,胶带向前运行时给托辊一个向前的牵引力 Fq,这个牵引力分解为使托辊转动的分力 Fz 和 一个横向分力 Fc,这个横向分力使托辊轴向窜动,由于托辊支架的固定托辊是无法轴向窜动的,它必 然就会对胶带产生一个反作用力 Fy,它使胶带向另一侧移动,从而导致了跑偏。搞清楚了承载托辊组 安装偏斜时的受力情况,就不难理解胶带跑偏的原因了,调整的方法也就明了了,第一种方法就是在 制造时托辊组的两侧安装孔都加工成长孔,以便进行调整。具体调整方法见图二,具体方法是皮带偏 向哪一侧,托辊组的哪一侧朝皮带前进方向前移,或另外一侧后移。如图二所示皮带向上方向跑偏则 托辊组的下位处应当向左移动,托辊组的上位处向右移动。

第二种方法是安装调心托辊组,调心托辊组主要应用有中间转轴式,其原理是采用阻挡或托辊在 水平面内方向转动阻挡或产生横向推力使皮带自动向心达到调整皮带跑偏的目的,其受力情况和承载 托辊组偏斜受力情况相同。一般在带式输送机总长度较短时或带式输送机双向运行时采用此方法比较 合理,原因是较短带式输送机更容易跑偏并且不容易调整。 (2)头部驱动滚筒或尾部改向滚筒的轴线与输送机中心线不垂直,造成胶带在头部滚筒或尾部 改向滚筒处跑偏。如下图所示,滚筒偏斜时,胶带在滚筒两侧的松紧度不一致,沿宽度方向上所受的 牵引力 Fq 也就不一致,成递增或递减趋势,这样就会使胶带附加一个向递减方向的移动力 Fy,导致 胶带向松侧跑偏,即所谓的“跑松不跑紧” 。

其调整方法为:对于头部滚筒如胶带向滚筒的右侧跑偏,则右侧的轴承座应当向前移动,胶带向 滚筒的左侧跑偏, 则左侧的轴承座应当向前移动, 相对应的也可将左侧轴承座后移或右侧轴承座后移。 尾部滚筒的调整方法与头部滚筒刚好相反。经过反复调整直到胶带调到较理想的位置。在调整驱动或 改向滚筒前最好准确安装其位置。

(3)滚筒外表面加工误差、粘料或磨损不均造成直径大小不一,胶带会向直径较大的一侧跑偏。 即所谓的“跑大不跑小” 。其受力情况如图四所示:胶带的牵引力 Fq 产生一个向直径大侧的移动分力 Fy,在分力 Fy 的作用下,胶带产生偏移。

对于这种情况,解决的方法就是清理干净滚筒表面附着物,加工误差和磨损不均的就要更换下来 重新加工包胶处理。

(4)转载点处落料位置不正对造成胶带跑偏,转载点处物料的落料位置对胶带的跑偏有非常大 的影响,尤其在上条输送机与本条输送机在水平面的投影成垂直时影响更大。通常应当考虑转载点处 上下两条皮带机的相对高度。相对高度越低,物料的水平速度分量越大,对下层皮带的侧向冲击力 Fc 也越大,同时物料也很难居中。使在胶带横断面上的物料偏斜,冲击力 Fc 的水平分力 Fy 最终导致皮 带跑偏。如果物料偏到右侧,则皮带向左侧跑偏,反之亦然。

对于这种情况下的跑偏,在设计过程中应尽可能地加大两条输送机的相对高度。在受空间限制的 带式输送机的上下漏斗、导料槽等件的形式与尺寸更应认真考虑。一般导料槽的的宽度应为皮带宽度 的五分之三左右比较合适。为减少或避免皮带跑偏可增加挡料板阻挡物料,改变物料的下落方向和位 置。

(5)胶带本身的的问题,如胶带使用时间长,产生老化变形、边缘磨损,或者胶带损坏后重新 制作的接头中心不正,这些都会使胶带两侧边所受拉力不一致而导致跑偏。这种情况胶带全长上会向 一侧跑偏,最大跑偏在不正的接头处,处理的方法只有对中心不正的胶接头重新制作,胶带老化变形 的给予更换处理。 (6)输送机的张紧装置使胶带的张紧力不够,胶带无载时或少量载荷时不跑偏,当载荷稍大时 就会出现跑偏现象。张紧装置是保证胶带始终保持足够的张紧力的有效装置,张紧力不够,胶带的稳 定性就很差,受外力干扰的影响就越大,严重时还会产生打滑现象。对于使用重锤张紧装置的带式运 输机可添加配重来解决,但不应添加过多,以免使皮带承受不必要的过大张力而降低皮带的使用寿 命。 对于使用螺旋张紧或液压张紧的带式运输机可调整张紧行程来增大张紧力。但是,有时张紧行程 已不够,皮带出现了永久性变形,这时可将皮带截去一段重新进行胶接。 4 结束语 带式输送机是一种连续的运输机械,由于其运输能力大,运行耗能低,运行平稳,运行中对物料

的破碎性小,连续运行容易实现自动控制,因此,在水电建设工程中被广泛应用于砂石骨料的运输, 当然,在设备的使用过程中,也存在许多的问题,掌握带式输送机的基本原理和合理的操作方法,及 时调整各种环节,避免设备故障的发生,那么就会发挥带式输送机其应用的作用。

六、曲线皮带在中国的应用前景 带式输送机具有以下优点: (1)带式输送机可以连续长时间运行。在许多需要对物料进行连续输送的重要的重要场合, 如热电厂煤的输送, 钢铁厂原料的输送和水泥厂散状物料的输送, 以及港口内船舶装卸等均采用 带式输送机。这些场合是不能停机的,如果停机其损失是巨大的。 (2)带式输送机动力消耗低。由于物料与输送带几乎无相对移动,不仅使运行阻力小(约为 刮板输送机的 1/3-1/5),而且对货载的磨损和破碎均小,生产率高。这些均有利于降低生产成 本。 (4)带式输送机的输送线路适应性强又灵活。线路长度根据需要而定。短则几米,长可达 10km 以上。可以安装在小型隧道内,也可以架设在地面交通混乱和危险地区的上空。 (5)根据工艺流程的要求,带式输送机能非常灵活地从一点或多点受料,也可以向多点或 几个区段卸料。当同时在几个点向输送带上加料(如选煤厂煤仓下的输送机)或沿带式输送机长度 方向上的任一点通过均匀给料设备向输送带给料时,带式输送机就成为一条主要输送干线。 (6)带式输送机可以在贮煤场料堆下面的巷道里取料,需要时,还能把各堆不同的物料进 行混合。 物料可简单地从输送机头部卸出, 也可通过犁式卸料器或移动卸料车在输送带长度方向 的任一点卸料。 分析了国内外带式输送机的现状与发展差距, 特别是大型带式输送机的核心技术 (包括带式输送 机动态分析与监测技术、可控软起动技术与功率均衡技术) 、设备性能及其可靠性、寿命等,论 述了带式输送机技术的发展趋势。 1 国外带式输送机技术的现状国外带式输送机技术的发展很快, 其主要表现在 2 个方面: 一方面 是带式输送机的功能多元化、应用范围扩大化,如高倾角带输送机、管状带式输送机、空间转弯 带式输送机等各种机型; 另一方面是带式输送机本身的技术与装备有了巨大的发展, 尤其是长距 离、大运量、高带速等大型带式输送机已成为发展的主要方向,其核心技术是开发应用于了带式 输送机动态分析与监控技术,提高了带式输送机的运行性能和可靠性。目前,在煤矿井下使用的 带式输送机已达到表 1 所示的主要技术指标,其关键技术与装备有以下几个特点: ⑴设备大型化。其主要技术参数与装备均向着大型化发展,以满足年产 300~500 万 t 以上高产高 效集约化生产的需要。 ⑵应用动态分析技术和机电一体化、 计算机监控等高新技术, 采用大功率软起动与自动张紧技术, 对输送机进行动态监测与监控,大大地降低了输送带的动张力,设备运行性能好,运输效率高。 ⑶采用多机驱动与中间驱动及其功率平衡、 输送机变向运行等技术, 使输送机单机运行长度在理 论上已有受限制,并确保了输送系统设备的通用性、互换性及其单元驱动的可靠性。 ⑷新型、高可靠性关键元部件技术。如包含 CST 等在内的各种先进的大功率驱动装置与调速装 置、高寿命高速托辊、自清式滚筒装置、高效贮带装置、快速自移机尾等。如英国 FSW 生产的 FSW1200/(2~3)× 400(600)工作面顺槽带式输送机就采用了液粘差速或变频调速装置,运输 能力达 3000 t/h 以上,它的机尾与新型转载机(如美国久益公司生产的 S500E)配套,可随工作 面推移而自动快速自移、人工作业少、生产效率高。 国外带式输送机的主要技术指标 Tab.1 The main technical parameters of belt conveyer in overseas 国外 300~500 万 t/a 高产高效矿井主参数 顺 槽可伸缩带式输送机 大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距 /m 2000 ~ 3000 ﹥ 3000 带速 /m.s-1 3.5~4 4~5,最高达 8 输送量/t.h-1 2500~3000 3000~4000 驱动总功率/kW 1200~2000 1500~3000,最大达 10100 2 国内带式输送机技术的现状我国生产制造的带式输送机的品种、类型较多。在―八五‖期间,通 过国家一条龙―日产万吨综采设备‖项目的实施,带式输送机的技术水平有了很大提高,煤矿井下 用大功率、 长距离带式输送机的关键技术研究和新产吕开发都取得了很大的进步。 如大倾角长距

施工准备

离带式输送机成套设备、 高产高效工作面顺槽可伸缩带式输送机等均填补了国内空白, 并对带式 输送机的减低关键技术及其主要元部件进行了理论研究和产品开发, 研制成功了多种软起动和制 动装置以及以 PLC 为核心的可编程电控装置,驱动系统采用调速型液力偶合器和行星齿轮减速 器。目前,我国煤矿井下用带式输送机的主要技术特征指标如表 2 所示。表 2 国内带式输送机 的主要技术指标 Tab.2 The main technical parameters of the belt conveyer in China 主参数 顺槽可 伸缩带式输送机 大巷与斜井固定式强力带式输送机 运距 /m 2000 ~ 3000 ﹥ 3000 带速 /m.s-1 3.5~4 4~5,最高达 8 输送量/t.h-1 2500~3000 3000~4000 驱动总功率/kW 1200~2000 1500~ 3000,最大达 10100 查


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