¿Equipos de apoyo a la tecnología para túneles ferroviarios largos con pendientes pronunciadas y pozos largos inclinados?
1 Descripción general del proyecto
El recién construido Ferrocarril Long-Xiamen es un proyecto clave a nivel nacional con una velocidad de diseño de 200 kilómetros por hora y una línea común para pasajeros y carga. El túnel Xiangshan, construido por China Railway Tunnel Group, es el túnel de vía única con dos orificios más largo de China y es también el proyecto de control más importante. Comienza en la aldea de Sankeng, ciudad de Caoxi, distrito de Xinluo, ciudad de Longyan, provincia de Fujian, pasa por la aldea de Xinci y la aldea de Xiangshan, ciudad de Zhongshi, y termina en la aldea de Letu, ciudad de Hexi, condado de Nanjing, ciudad de Zhangzhou. El hoyo izquierdo tiene 15898 m de largo, el hoyo derecho tiene 15917 m de largo y la profundidad máxima de enterramiento es 830 m. En el túnel hay cinco pozos inclinados. Los ejes inclinados N° 1 y 5 adoptan transporte sin rieles, mientras que los ejes inclinados N° 2, 3 y 4 adoptan transporte ferroviario. Las longitudes inclinadas de los ejes inclinados N° 1, 2, 3, 4 y 5 son 907,15 m, 508,17 m y 905,65 respectivamente.
El Túnel Xiangshan se construye en seis áreas de trabajo, discurriendo por entradas y salidas y cinco pozos inclinados, con un total de 24 superficies de excavación. Durante el período pico de construcción, habrá más de 100 superficies de trabajo paralelas, más de 5.000 trabajadores de la construcción y más de 1.320 equipos de construcción. Utilice túneles auxiliares y tecnología de construcción de soporte mecanizado a gran escala para lograr una construcción rápida y de corta distancia de túneles largos. El período del contrato del Túnel Xiangshan es del 30 de febrero de 2006 al 29 de octubre de 2009, por un total de 1.034 días naturales y 34 meses, de los cuales la línea derecha debe cumplir las condiciones de tendido en un plazo de 28 meses. El túnel Xiangshan (eje inclinado) pasa a través de pozos, embalses, ríos, vetas de carbón, secciones kársticas, al menos 10 zonas de fallas importantes, zonas de desarrollo de aguas subterráneas, estratos de roca blanda, zonas de alta temperatura, zonas de alto estrés, zonas de anomalías radiactivas de rocas y otros geología desfavorable. La geología es extremadamente compleja, el contenido tecnológico es alto, la construcción es difícil y el período de construcción es extremadamente ajustado. Las principales dificultades de este proyecto son la prevención de la intrusión de agua, la irrupción de lodo, el colapso, la gran deformación de la roca blanda, el gas, el estallido de la roca, la radiación y la organización y gestión de la construcción de múltiples frentes de trabajo.
El pozo inclinado número 3 está ubicado en el lado derecho de la línea, en la aldea de Xiangshan, en la ciudad de Shizhong. El ángulo con la dirección de larga distancia de la línea es 17, y el kilometraje de intersección de la línea central del pozo inclinado y la línea izquierda es YDK28 230. La sección mínima de excavación (ancho y alto) del pozo inclinado No. 3 es 706cm-628cm. La conexión entre el pozo inclinado y el túnel principal es un dúplex ortogonal y adopta un método de transporte por vía de cuatro carriles. Tiene las características de pendiente larga y pendiente pronunciada. Es un proyecto de control clave del ferrocarril Xialong y restringe el período de construcción de toda la línea. Su seguridad, calidad y finalización a tiempo son de gran importancia.
2 Principios para seleccionar equipos de elevación de eje inclinado
El principio de selección de equipos de elevación de eje inclinado orbital está determinado principalmente por el progreso de la construcción y la capacidad de elevación. Para garantizar el buen progreso del proyecto de construcción del ferrocarril Xialong y completar las tareas de construcción a tiempo, la capacidad de elevación del eje inclinado de la vía está determinada principalmente por las siguientes condiciones:
1) Velocidad de elevación: inclinada El equipo de elevación del eje se ve afectado por la calidad del tendido de la vía del eje inclinado. Para considerar de manera integral la seguridad de la conducción, la velocidad máxima del cable de acero debe ser de alrededor de 5,0 m/s.
2) Capacidad de elevación: La capacidad de elevación del equipo de elevación está determinada por la potencia del motor. Cuando se fija la velocidad máxima del cable, cuanto mayor sea la potencia del motor, mayor será la capacidad de elevación. En términos de equipamiento, la capacidad del equipo mecánico es mayor que la capacidad del indicador de progreso y existe suficiente reserva de equipo.
3) Capacidad del vagón minero: cuanto mayor sea la capacidad de carga de lastre del vagón minero, mayor será la fuerza de elevación requerida y mayores serán los requisitos para el sistema de elevación. Según diferentes procesos, las líneas de montaje se organizan según la especialización, y las principales líneas de operación como excavación, transporte, fumigación de anclajes, revestimiento y operaciones auxiliares se ensamblan con equipos grandes con buen rendimiento, alta eficiencia y buenas condiciones para realizar el Integración orgánica de cada línea de operación mecanizada. Cooperar entre sí para lograr rendimientos estables y altos en la construcción de túneles con mayor mecanización. La electrohidráulica es la primera opción para la selección de equipos, y el equipo mecánico adopta tecnología de soporte de mecanización sin rieles para permitir capacidades de construcción rápida en toda la línea. Se deberán equipar equipos mecánicos que se adapten a las características de los túneles extralargos. En vista de las características de construcción del pozo inclinado número 3 del túnel Xiangshan del ferrocarril Xialong, cuando se utilizan equipos de elevación de pozo inclinado, se deben considerar los riesgos de seguridad, como medidas antideslizantes para el pozo inclinado y la irrupción de agua y lodo.
3 Configuración del equipo principal
Durante la construcción del pozo inclinado, se utiliza una excavadora PC60 para presionar el lastre y un cabrestante de doble tambor de 2,5 m de diámetro levanta una mina de descarga lateral de 10 m3. Carro para soportar las tareas de transporte de lastre y materiales de construcción.
Cuando se excava el pozo inclinado hasta la cueva principal, durante la construcción de la cueva principal, el vagón minero de descarga lateral de 10 m3 será elevado por un cabrestante de doble tambor de 3,0 m de diámetro para realizar las tareas de eliminación de escoria y transporte de material para la construcción de soporte inicial. ; el cabrestante de doble tambor de 2,5 m de diámetro levantará el camión cisterna de 4 m3 que se encarga de revestir el hormigón y transportar a los trabajadores de la construcción. La descarga de lastre en la boca del pozo adopta una vía curva para descargar el lastre automáticamente, y se utiliza un contenedor de lastre abierto que puede almacenar una cierta cantidad de material de lastre para evitar el problema de coordinación de la recepción de lastre uno a uno entre el camión volquete y el taller minero, de manera que no se afecte la descarga de lastre en boca de pozo. Colocar un cargador ZLC50C en el almacén de lastre para cargar el lastre en un camión volquete y transportarlo al vertedero de desechos. Se instala un embudo en el fondo del pozo y el camión volquete utiliza la diferencia de altura para descargar directamente el lastre del pozo en el vagón de la mina. Cuando el camión volquete y el vagón minero no pueden corresponderse absolutamente, se puede considerar descargar el lastre directamente cerca del embudo, y el cargador alimenta directamente el vagón minero y lo levanta fuera del pozo.
Para facilitar la rápida carga de materiales de soporte inicial y otros materiales, se instala en la vía una pequeña grúa pórtico de 5t. Después de que los materiales se transportan a la vía en automóvil, se elevan directamente al automóvil con una grúa pórtico y se transportan al fondo del pozo. También hay una grúa pórtico en el fondo del pozo y luego se levantan del automóvil. al coche y transportado a la superficie de trabajo. Para facilitar el transporte rápido de hormigón a los vagones cisterna (vagones mineros), la estación de mezcla se instala directamente al lado de la vía para evitar el transporte de hormigón. Para lograr una mezcla continua del mezclador, se instala un silo con una capacidad de almacenamiento de aproximadamente 4 m3 debajo del mezclador para mezclar y rociar el concreto. La lechada pulverizada se almacena temporalmente en el silo después de ser descargada del mezclador. Instalado debajo del silo, la cinta transportadora transporta el lodo pulverizado al vagón minero. El fondo de la mina adopta una transferencia tridimensional. El vagón de la mina de hormigón proyectado se vuelca debido a la diferencia de altura y cae dentro del vagón de la mina subterránea, y luego el vagón de la mina subterránea se transporta sin rieles a la superficie de trabajo. Una vez mezclado el hormigón del revestimiento, se puede enviar directamente al camión cisterna (King Kong Car) a través del conducto. Teniendo en cuenta que el mezclador puede agitarse continuamente cuando el camión King Kong está en marcha, dos camiones King Kong están colgados en un carril. De esta manera, cuando un camión King Kong está conduciendo para descargar materiales, siempre hay un vehículo cargando en la boca del pozo. El camión de diamantes de fondo del pozo utiliza la diferencia de altura para descargar directamente el concreto en el camión de transporte de concreto, y el camión de transporte de concreto lo transporta a la superficie de trabajo. Para realizar la transferencia rápida de materiales y lastre en el fondo del pozo, se utiliza un método relativamente simple para transferir los materiales y lastre usando un método relativamente simple basado en las condiciones topográficas en el fondo del pozo y utilizando la altura. diferencia. El lugar de transferencia debe considerar el lugar de descarga de diversos materiales y el canal de recepción del vehículo.
4 Inspección y cálculo del equipo de elevación
4.1 Selección del contenedor de elevación
Según la sección de diseño del eje inclinado y el equipo de fondo, seleccione una mina grande coche para promoción de construcción. Adopta un gran vagón minero de descarga lateral de 10 m3 y se levanta mediante ganchos dobles.
1) Mejorar el cálculo.
Cálculo del incremento diario de Vmax:
Vmax = volumen máximo de excavación mensual del túnel principal - coeficiente de aflojamiento ÷ días laborables mensuales = 1271m3.
2) Tiempo de elevación t:
Seleccione un polipasto con una velocidad de cable de 4,6m/s. Teniendo en cuenta la influencia de la aceleración y desaceleración antes y después de que el proceso de elevación comience, se detenga y se descargue, se calcula que el tiempo del ciclo de elevación es de 290 s y se calcula el tamaño del contenedor de elevación:
Entre ellos, K1 es el el coeficiente de llenado del contenedor, que se toma como 0,9; K2 es el coeficiente desigual de elevación, es 1,2; Vmax es la capacidad máxima de elevación, m3, se considera el tiempo de elevación, s, se toma como 290; horas, tomadas como 16.
Calculado: gancho en forma de V = 8,53 m3, use un carro de mina de 10 m3 y levante 1 carro de mina cada vez.
4.2 Selección de grúa
1) La tensión estática máxima f es la mayor.
f max = n(q 1 Q2)(sinα f 1 cosα) pkl(sinα f2cosα).
Donde n es el número de vagones que se van a levantar al mismo tiempo; Q1 es el peso muerto del contenedor elevador y el dispositivo de conexión, que es 5870 kg; Q2 es la carga útil del contenedor elevador, que es 15 000 kg; del eje inclinado, 22,86°; F1 es el coeficiente de resistencia del contenedor de elevación, es 0,01; F2 es el coeficiente de resistencia del movimiento del cable metálico, que se toma como 0,25; Pk es el peso por unidad de longitud del cable metálico de elevación; ¿Cuál es el cálculo temporal? 37 cable de acero, 3,446 kg/m; l es la longitud de elevación del cable de acero, que es 900 m·m Calculado:
f max = 1-(5870 15000)-(sin 22,86 0,01). -cos 22,86) 3,446- 900-(sen 22,86 0,25-cos 22,86.
2) Diferencia máxima de tensión estática F diferencia.
Diferencia F = F max-NQ 1(senα-F 1 cosα)= 7329-1-5870-(sen 22,86-0,01-cos 22,86)= 7992,7kg.
3) Selección del polipasto.
El cabrestante xkt 2-3-1.5 b-11.5 está equipado con un motor de 610 kW, la tensión estática máxima es de 13000 kg y la diferencia de tensión estática máxima es de 8000 kg, lo que puede cumplir plenamente con los cálculos de elevación.
4.3 Selección del cable de acero
De acuerdo con las "Normas de seguridad de las minas de carbón", el factor de seguridad del cable de acero es 7,5 y la tensión de rotura total del cable de acero Se requiere cuerda: 7,5-F máx. = 76642,5 kg. ¿elegir? 37 cable de acero, resistencia a la tracción 1700MPa, fuerza de rotura total del cable de acero 82500kg.
4.4 Selección del diámetro del engranaje de la cuenca d
El uso de una polea flotante requiere una cuerda con un diámetro de 40 ~ 60 mm, y una polea con un diámetro de 2500 mm puede cumplir completamente con los requisitos. . El sistema de elevación de pozo inclinado utiliza ganchos dobles para descargar la escoria y un gancho simple para alimentar los materiales, por lo que cada boca de pozo está equipada con cuatro vagones mineros de 8 m3; camiones de transporte de concreto de 3 m3 transportan materiales de concreto y vagones mineros de 4 m3 transportan otros materiales. utilice turismos de 22 asientos de arriba a abajo; la sección principal del túnel adopta transporte sin rieles. Considerando que pueden existir dos operaciones al mismo tiempo, en el fondo del pozo se dispusieron 8 volquetes y 3 cargadores. Teniendo en cuenta el apretado cronograma de construcción, la alta presión y las tareas pesadas, aumentamos adecuadamente la configuración del equipo y reservamos completamente el equipo de construcción principal.
5 Evaluación general de la selección actual de equipos
La configuración del equipo del eje inclinado orbital considera plenamente la influencia de la velocidad de funcionamiento del eje inclinado. En combinación con los requisitos de construcción y producción, se utilizan equipos de elevación de alta potencia y gran capacidad. En el caso de una construcción de pozo inclinado profundo con abundante agua, gran pendiente y alta dificultad, el metraje mensual máximo es de 150 m, lo que básicamente puede satisfacer los requisitos generales del equipo de construcción durante el período de construcción.
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