[发明专利]适用钻爆施工隧道连续皮带出碴方法及其实施系统和设备

说明书

技术领域

本发明涉及隧道施工过程中的出碴方法及其实施设备，尤其是一种适合钻爆施工的隧道连续出碴方法以及实施该方法的系统与设备。

背景技术

在多山地、丘陵和高原地区修建铁路和公路时，会修建很多山岭隧道，其中不乏长大隧道和特殊隧道。要想顺利完成这些隧道的修建任务，除必须具备较高的隧道工程设计水平、精湛的工程地质和水文地质勘探设备和技术外，快速、高效的施工能力以及较强的施工机械化配套能力也是必要条件。

隧道施工的工作空间有限，施工环境恶劣，这些都是修建长大隧道工程的主要制约因素，如在施工速度和效率方面不能有所突破，势必影响长大隧道的建设发展。

根据部分国外10km以上长大铁路隧道的施工情况的调查，施工速度与采用的施工技术方法和施工机械化程度有着密切的联系。通常来说TBM施工速度比钻爆法高出很多，但在实际应用中，钻爆法因其具有施工技术成熟，操作灵活的优点，也成为铁路隧道的不可缺少的施工方式。在钻爆法开挖的隧道施工中，主要的工序为钻孔、装药爆破、出碴运输等，而影响钻爆法快速掘进的关键工序则是掌子面的钻孔和出碴运输。其中，出碴运输在钻爆法施工作业循环中，占用时间较长，一般占整个钻爆法循环时间的40％～60％，因此提高出碴运输能力，缩短循环时间，就意味着提高整体施工效率。目前惯用的出碴运输方式，因道路运输、作业循环及设备的限制，想要进一步缩短出碴时间，提高效率则难以实现，由此隧道的出碴作业已成为制约隧道施工进度的关键因素。

钻爆法施工的隧道普遍采用传统的有轨运输或无轨运输方式。其中最为常用的是无轨出碴运输方式，由一定数量的自卸载重汽车承担，运输组织方便、灵活。其次是有轨出碴运输方式，主要用于较长隧道的出碴运输，由内燃机车、电瓶车或架线式电力机车牵引，及多辆梭式矿车等组成的有轨运输系统。

由于隧道工程具有其特殊性，特别是以钻爆法施工的隧道，在专用设备的配套方面还没有得到全面解决，例如：与隧道掘进同步跟进的方法和技术，输送设备行走功能和牵引方式等关键问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有隧道出碴运输技术中的不足，提供一种可较好地改善施工环境，具有快速、高效、节能、环保、安全等多方面特点的钻爆施工隧道连续出碴方法，并且提供用于实施该方法的系统与设备。

本发明的技术方案如下：1、一种钻爆施工隧道连续出碴方法，包括如下步骤：A.爆破；B.装碴，将爆碴装入移动式缓冲料仓；C.料仓联动破碎处理及落料，将移动料仓内的碴块，包括对碴块的分选与二次破碎处理后均匀落料至皮带机；D.连续皮带机输送，并依据以下不同隧道类型采用不同的连续皮带机出碴：a)单洞双线隧道的连续皮带机出碴形式方案对于单洞双线结构型式的大断面隧道，皮带机出碴模式采用下述方式中的一种：(1)隧道独头掘进，采用一条连续皮带机出碴系统；适合于中长距离隧道(2)由斜井辅助施工时，正洞选用连续皮带机输送，斜井通道配套固定皮带机进行转运出碴；适合于长距离隧道。

b)双洞单线隧道的连续皮带机出碴方案形式采用下列形式中的一种：(1)两隧道分别独头掘进，各自采用独立的连续皮带机出碴系统；适合于中长距离隧道。

(2)两座隧道的联合出碴输送模式，即将其中一座隧道的爆碴由横通道转运至另一座隧道，统一由一个连续皮带机系统出碴；适合于长距离隧道。

(3)由斜井辅助施工的双线隧道，均采用皮带机输送，但由斜井的固定皮带机转运出碴；适合于有大坡度斜井的长距离隧道施工。

(4)由斜井辅助施工的双线隧道，两隧道分别采用连续皮带机运输与轮式运输结合的混合出碴方式；适合于长距离隧道。

c)大坡度斜井皮带机出碴形式方案采用一条连续大倾角固定皮带机的斜井出碴，也可或者与正洞皮带机输送系统联合，进行隧道连续出碴运输。对于大坡度斜井辅助正洞的出碴作业方式，当坡度大于15％以上时，已不适宜于无轨运输方式，通常是选用由绞车牵引斗车进行出碴，但该方式的出碴能力非常有限，施工效率也很低，其配套设备复杂，占用场地较大，且存在严重的安全隐患。另一方面由于前述的困难和条件，斜井的选址和设计也受到极大的制约，以致采用靠加大斜井长度来减缓坡度的设计，从而大大增加了隧道工程的造价。因此选用适应性强，且高效、安全的皮带机出碴技术是非常可靠、有效的出碴手段，它不仅能大大提高施工效率，改善施工条件，还能全面克服原有出碴方式的问题和不足，彻底改变落后、低效的出碴作业方法，并能大幅度的降低施工成本。