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      象山鐵路隧道斜井有軌運輸溜車分析及防控措施 -趙喜斌,郭得福

        摘要:防止溜車是斜井有軌運輸施工及運輸安全管理的重中之重,在新建龍巖至廈門鐵路象山隧道斜井有軌運輸施工中,通過運輸管理實踐,總結分析了有軌運輸斜井溜車的各種原因,提出相應的針對性防控措施,確保了斜井有軌運輸的安全。

        關鍵詞:有軌運輸;斜井;溜車;防控措施

        中圖分類號:TD262.1+2 文獻標志碼:B 文章編號:1672-741X(2008)05-0601-04

        Analysis of Mining Car Sliding Problems and Counter measure for Track bound

        Transportation System in Inclined Shaft sin Xiang shan Railway Tunnel

        ZHAO Xi bin ,GUO De fu

        (Long xia Railway ZD I Project Management Department of China

        Railway Tunnel Group Co.,Ltd.,Longyan364000,Fujian,China)

        Abstract: The prevention of mining car sliding is the key of track bound transportation system inclined shaft and the key of safety management. According to the experience of the track bound transportation system in inclined shafts in

        Xiangshan tunnel of Long yan Xia men railway, the author analyses the sliding factors and puts forward corresponding prevention measures so as to ensure the safety of track bound transportation system in inclined shaft.

        Keywords: track bound transportation system; inclined shaft; mining car sliding;Prevention measures.

        1 工程概況

        新建龍巖至廈門鐵路屬國家重點工程項目,設計時速200km,客貨共線。其中象山隧道是全線最長的雙洞單線隧道和最重要的控制性工程,起于福建省龍巖市新羅區曹溪鎮三坑村,止于漳州市南靖縣和溪鎮樂土村,左洞長15898m,右洞長15917m,最大埋深830m。隧道設有5座斜井,其中2#-4#斜井采用有軌運輸,其斜長分別為508.7、905.65和894.28m,坡度分別為22°、23.08°和23.04°。象山隧道通過地區地質條件極其復雜,工期異常緊迫,施工組織及安全管理的難度很大,斜井有軌運輸施工及運輸安全管理尤為突出,也是影響象山隧道工期和成本最主要的客觀因素之一,故對斜井有軌運輸安全管理提出了較高的要求,而“防止溜車”又是安全管理中最重要的工作。

        2#-4#斜井采用的提升機為3m直徑和2.5m直徑的2種國內較為先進的礦用雙滾桶提升機,軌距均為900mm,

        主要技術參數及用途為:

        1)3m直徑提升機主要用于牽引10m3側卸式礦車出碴,提升機采用直徑37mm的鋼絲繩,牽引的礦車自重約9t,裝碴約16t,總重25t,即3m提升機的牽引

        重量為25t。

        2)2.5m直徑提升機主要用于牽引4m3軌行式混凝土運輸車(一般稱為金剛車)運送混凝土;牽引4m3側卸礦車運送其他材料;牽引人車運送施工人員。由于2.5m提升機的用途多,牽引的車輛共計有3種,施工中采用串車和洞口調換兩種方式。在牽引混凝土運輸車時牽引力最大,金剛車自重約9t,裝混凝土約10t,總重19t。

        斜井將承擔自身2308m和隧道正洞13616m的施工運輸任務,其艱巨和繁重程度在我國鐵路建設史上是少有的。在運輸過程中很難做到萬無一失,當發生鋼絲繩斷裂、車輛掉道、車輛相碰撞、調換車輛、安全裝置失靈、操作指揮失誤等異常時,就可能出現溜車等重大事故。因此,防止溜車是運輸安全管理中的首要問題。

        2 溜車原因分析

        2.1 鋼絲繩斷裂

        鋼絲繩是提升運輸中最重要的部件,也是有軌運輸中最重要的安全隱患。運行時鋼絲繩在自身重力的作用下,會落于軌道中心的地輥上而與地輥產生摩擦,其外層鋼絲的直徑就會變小,甚至會出現斷絲。提升機的運輸量大,長期疲勞運行也會出現內層鋼絲的疲勞、屈服、斷裂,當斷絲達到一定程度,在突然外力或緊急變速時就有可能出現鋼絲繩斷裂而導致溜車事故的發生。

        2.2 鋼絲繩繩卡損壞

        鋼絲繩繩頭采用卡子固定連接,卡子在運行過程中會與地輥等發生撞擊、摩擦,造成卡子損壞或螺母松動,可能會突然發生鋼絲繩抽頭而導致溜車事故發生。

        2.3 車輛牽引銷子損壞

        車輛與鋼絲繩采用銷子連接,銷子一般采用圓鋼加工。在長期使用中銷子會出現磨損,在長期突然外力作用下也會因疲勞而出現銷子內部損壞,在運行中銷子也有可能突然上竄。在這些情況下,車輛都會脫離鋼絲繩而出現溜車事故。

        2.4 車輛掉道

        出碴車輛在運行過程中難免會有個別塊石因車輛抖動而掉落于軌道附近,其他車輛運行發生碰撞后,就會出現車輛掉道,掉道后很難及時發現而繼續牽引鋼絲繩,就有可能出現某牽引部件的損壞而導致溜車事故的發生。軌道的養護力度不夠時,提升機的長期運行會使軌道道釘、螺絲等松動出現軌距偏差,軌道兩側高低不平,甚至出現鋼軌接頭等處的損壞,如這些問題不能及時消除,快速運行的車輛就會發生掉道而出現危險。在軌道鋪設時要注意軌道上鋼軌的型號要統一,同一條軌道上不可出現不同型號鋼軌的混連。由于軌道型號的不同,造成兩鋼軌連接處的突變,車輛在快速運行時,對軌道的沖擊荷載較大,尤其在鋼軌連接處,易發生車輛掉道。

        2.5 車輛相碰撞

        為方便車輛的快速裝卸或受裝卸位置的限制,兩股軌道在特定位置上會使用道岔。在道岔處操作過程中,因為操作失誤和機械故障(尖軌與鋼軌不密貼),會出現兩車進入同一軌道,如不能及時發現,兩快速運行的車輛就會相撞,就有可能導致某連接部件的損壞而出現溜車事故。斜井內有軌運輸采用3或4車道,每個車道上均有車輛獨立運行。在運行過程中,由于軌道不平順而導致車輛出現偏斜,在偏斜較大、安全距離不足的情況下,兩相向運行的車輛在錯車時就會出現碰撞,就有可能導致脫軌翻車、掉道及某連接部件的損壞而出現溜車事故。

        2.6 調換車輛

        車輛在長期使用需要進行維修時,為不影響提升運輸,一般會更換一個備用的車輛,而將需維修的車輛進行調換。在有的軌道上,需要多種車輛進行運輸,如車輛不采用串車方式連接,就必須經常進行調換。在調換過程中,牽引鋼絲繩斷開后,就有可能發生溜車事故。

        2.7 安全設施未發揮作用

        在車輛運行的終點一般都會設置防過卷開關等安全裝置,裝置外安裝強制停車的阻車器。當安全裝置失靈而又操作不當時,車輛就會直接碰撞于阻車器。在鋼絲繩牽引方向上出現這種情況時,如阻車器牢固而又沒有及時發現,就有可能拉壞牽引部件而出現溜車事故。在洞口一般都要設安全擋車門,在車輛停止后,關閉擋車門,防止車輛自溜進入洞內發生事故。當擋車門損壞或未及時關閉時,就有可能出現安全事故。車輛上設有斷繩保護裝置,一般為落地抓鉤,抓鉤連接于車輛的牽引頭處,在正常情況下抓鉤搭放于鋼絲繩上,在鋼絲繩等損壞而使車輛出現溜車后,抓鉤就會借助重力落下而鉤住軌枕,阻止礦車下溜。但在抓鉤損壞、抓鉤與車輛連接不牢固、道心內道碴完全覆蓋住軌枕等情況下,抓鉤就會失去作用,無法阻止車輛的下溜。

        2.8 操作失誤

        在軌道上臨時進行礦車檢修、作業、調車等情況時,由于提升機司機和信號工的失誤或沒有聽清、看清信號等,在不具備車輛運行的條件下拉動車輛,造成牽引部件的損壞而可能出現溜車事故。

        3 防控措施

        針對以上8種主要情況,對斜井有軌運輸施工加強了管理,并在技術上采取了一系列行之有效的防控措施和辦法,把出現溜車的可能性最大限度地降到最低,以保證施工及運輸的安全。

        3.1 加強對鋼絲繩的檢查

        鋼絲繩每天必須由專職的檢測人員進行檢測,檢測有人工法和儀器法兩種。人工法以人工查看鋼絲繩外觀斷絲情況和用游標卡尺測量鋼絲繩直徑為主;儀器法為采用TCK.W-BX和TCK.W-RC系列鋼絲繩自動探傷儀來自動檢測鋼絲繩的各參數。兩種方法必須配合使用,現場操作以儀器法為主,人工法為輔,兩種方法互相映證,確保檢測的準確。在鋼絲繩受到突然停車等猛烈拉力的時候,必須進行檢查。當鋼絲繩的磨損和斷絲達到報廢標準后,要及時更換,不得再繼續使用。

        3.2 重視繩卡的日常檢查

        必須使用經技術監督部門檢測合格的重型鋼絲繩卡子,確??ㄗ拥馁|量??ㄗ拥氖褂靡幏?,一個繩頭布置不得少于6個,卡子間的距離應按卡子直徑的6倍控制,擰緊度以壓鋼絲繩三分之一為宜。在使用過程中,必須堅持每天對卡子進行檢查,查看是否松動或損壞,確保不出現鋼絲繩抽頭。

        3.3 嚴防銷子脫

        銷子的直徑和穿孔的直徑要相配合,間隙不宜過大,避免在牽引時銷子與孔壁頻繁相撞而出現損壞。在銷子的上方一定要設置門鎖,防止銷子上跳。銷子的日常檢查一定不能忽視,要仔細查看磨損和損壞情況,發現問題要及時更換。在車輛的牽引頭附近要設置一個備用銷子,在鋼絲繩繩頭上同樣多綁一小段安全鋼絲繩,安全鋼絲繩與備用銷子連接,如出現牽引銷子失效,備用銷子就可以緊急將車拖住,避免出現溜車事故。

        3.4 車輛掉道的防治

        在提升機運行期間,專職的巡道工堅持巡道,巡道工要配置對講機等通訊設備,以便及時聯系。在提升機運行線路上每隔一段安裝一臺攝相頭,對軌道進行適時監控,發現安全隱患及時排除,減少車輛掉道的可能,即使車輛掉道,也能及時發現并緊急停車,避免出現溜車。安排專業的養道人員,配備相應的養護、檢測工具,在運行間歇及時對軌道進行養護維護,確保軌道幾何尺寸的正確。要保證軌道的鋪設質量,同一軌道上一定要采用同一型號的鋼軌。要減少車輛運行中的沖擊,車輛最好要有減震裝置。由于木枕富有彈性,在有條件時,可優先采用木枕而盡量不用鋼枕。

        3.5 車輛相碰撞的消除

        要使車輛不相撞,就必須保證兩輛車不能同時在一條軌道上相向運行,這主要是要加強道岔處的管理。在允許的地方,要盡量使用套線道岔,避免扳道引起的安全隱患。在無法使用套線道岔的地方,要加強道岔的管理,要有專人檢查巡視道岔,避免道岔處出錯而導致車輛相撞。要使車輛在錯車時不出現相碰撞,還須保證軌道的質量和錯車位置的安全距離。軌道在鋪設后,要有專業的檢測工具和專職的人員進行養護,要達到軌道的平、順、直、實。兩車輛錯車的安全距離要滿足相關規范的要求,同一提升機的主副車輛的錯車安全距離不小于30cm,不同提升機的兩相鄰車輛的安全距離不小于50cm[6]。

        3.6 調換車輛的安全

        車輛調換一般要在光線充足的洞口進行,頻繁調換車輛時要有調車線,調車線不能直接對著井口,這樣即便發生溜車,車輛也不會進入洞內。在沒有調車線的軌道上,一般用吊車等直接將車輛吊離軌道,再將另一個車輛吊上軌道。在整個吊車過程中,要先將鋼絲繩與車輛在安全地方連接牢固,以防吊車過程出現問題而發生溜車。在軌道上一定要用阻車器,將出現的溜車車輛擋住。雖然能采取一些措施,但頻繁調換車輛還是存在著極高的安全風險,最好能在施工中加以避免。由于象山隧道的2#-4#斜井均設計為3車道,其中2股道采用雙滾筒提升機提升出碴,只有一股道用來運送材料、人員、用具等,這就要在這股道上頻繁調換車輛。為避免風險,將斜井的開挖斷面進行加大,使之能夠滿足有軌運輸4車道的凈空尺寸,這樣,多個車輛就可以通過串車來實現運輸,避免了頻繁調換車輛帶來的重大安全風險。

        3.7 安全設施的管理

        對于防過卷等安全裝置,在每個作業班接班后,要先檢查防過卷開關是否正常,在確認過卷開關正常后方能運行提升機。防過卷開關要由專職的電工進行維修保養,要真正起到作用。洞口的擋車門要有專人負責啟閉,在車輛停止后及時關閉。發現損壞要及時維修,保證隨時能使用。車輛的抓鉤要與車輛連接牢固,連接部位必須用專制的銷子,不得用鐵絲等簡單綁扎。抓鉤在使用中如出現變形等損壞時要及時修復。軌道道心的道碴要經常清理,做到軌枕高于道碴,不得出現道碴完全覆蓋軌枕的情況。

        3.8 加強操作人員的管理

        提升機系統的操作是一個特殊的工作崗位,對所有操作人員均要進行嚴格的崗前培訓,并取得相應的操作資格證書后方能進行操作。建立健全有軌運輸斜井安全管理體系,完善各項管理制度及相適應的獎懲機制,嚴格貫徹落實各項管理制度和規定,要科學規范、嚴謹細致、扎實認真,不可存在僥幸心理。所有的操作人員要責任明確,各負其責,所使用的工具等落實到人。主管人員在日常操作過程中要進行巡檢。日常操作中遇到一些小的故障、事件等要及時總結,指出并認識到問題的關鍵,拿出相應的糾正措施并及時整改。在提升機運行時,車輛下方不得安排人員作業。在軌道上進行維修和檢查時,要設專人進行守望,發現情況及時躲避或疏散。嚴格交接班制度,工作人員交接班時要清楚詳細情況,要說明注意的問題。采用多種信號制度[7],信號以電鈴+指示燈為主,輔以對講機、電話等,在未聽清楚信號和出現異常情況時可以及時聯系,避免事故發生。

        收稿日期:2008-07-01;修回日期:2008-08-14

        作者簡介:趙喜斌(1968—),男,河南省洛陽人,1990年畢業于蘭州交通大學鐵道工程專業,工學學士,高級工程師。主要從事隧道與地下工程方面

        的工程項目管理及施工技術研究工作。

        第28卷 第5期2008年10月 隧道建設 Tunnel Construction Vol.28 No.50ct.2008

        參考文獻:

        [1] 竇忠孝,茍彪,彭萬平.對烏鞘嶺特長隧道斜井施工的思考[J].鐵道工程學報,2006(4):59-63.

        [2] 劉永紅.陡坡斜井施工方法初探[J].現代隧道技術,2004,41(2):34-40.

        [3] 賈玉芳.大斷面、大角度斜井有軌運輸施工技術[J].西部探礦工程,2007(8):134-136.

        [4] 雷升祥.彭水隧道斜井優化設計與施工[J].鐵道標準設計,2003(5):40-42.

        [5] 陳忠立.淺談隧道施工斜井有軌運輸預防溜車的安全對策[J].建筑安全,1998(3):32-33.

        [6] TB10204-2002鐵路隧道施工規范[S].北京:中國鐵道出版社,2002:50.

        [7] TB10401.1-2003鐵路工程施工安全技術規程[S].北京:中國鐵道出版社,2003.


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      • 序號
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