盾構(gòu)隧道機(jī)車脫軌恢復(fù)技術(shù)研究

濟(jì)南軌道交通工程R3線某標(biāo)段包括2站2區(qū)間，隧道采用盾構(gòu)法施工，為圓形斷面，襯砌采用單層鋼筋混凝土裝配式結(jié)構(gòu)。盾構(gòu)管片型式為平板型。管片外徑6?400?mm，內(nèi)徑5?800?mm，厚300?mm，環(huán)寬1.2?m。濟(jì)南新東站～灘頭站區(qū)間左線全長1?946.561?m，自灘頭站出發(fā)向西南推進(jìn)，經(jīng)半徑700?m曲線段轉(zhuǎn)向東南方向，再經(jīng)半徑1?000?m曲線段轉(zhuǎn)向南推進(jìn)至濟(jì)南新東站。在線路縱斷面上，該區(qū)間呈V字形坡，線路出灘頭站后右線以2‰的坡度下坡，后以6‰的坡度下坡到區(qū)間最低點(diǎn)，隨后以9.241‰和25‰的坡度上坡924.954?m，區(qū)間結(jié)構(gòu)頂部覆土厚6.4~16.5?m。每列機(jī)車編組包含1個(gè)45?t牽引機(jī)車、3個(gè)18?m3碴土車、1個(gè)6?m3砂漿車和2臺管片車。為滿足工期要求每列編組一天需進(jìn)行折返13次以上的長距離彎道運(yùn)輸，致使故障率和脫軌率增加。1、盾構(gòu)隧道機(jī)車隨著盾構(gòu)隧道直徑和坡度的增加，盾構(gòu)隧道常用的牽引機(jī)車多為45?t及以上機(jī)車。本文以鉛蓄電池45?t機(jī)車為例進(jìn)行研究，該機(jī)車包含蓄電池總重約50?t。三塊蓄電池重約12?t，機(jī)車寬1?550?mm，軌距900?mm，正常行駛時(shí)車體距軌面110?mm，車長8?080?mm，車高2?770?mm，軸距2?600?mm。機(jī)車前后端均有連接銷口。2、盾構(gòu)隧道機(jī)車脫軌常用的恢復(fù)方法2.1手拉葫蘆恢復(fù)技術(shù)利用隧道管片螺栓做上部吊點(diǎn)，將倒鏈掛在上部，鋼絲繩掛在機(jī)車兩側(cè)吊點(diǎn)位置。搭設(shè)簡易腳手架平臺，作業(yè)人員在平臺上操作手拉葫蘆。為防止機(jī)車左右擺動，在機(jī)車左右兩側(cè)各用葫蘆水平固定在管片兩側(cè)，隨機(jī)車的拉起松緊水平葫蘆，直至機(jī)車復(fù)位。手拉葫蘆恢復(fù)方法的優(yōu)點(diǎn)是比千斤頂頂起恢復(fù)法平穩(wěn)，兩側(cè)拉起過程可控，安全性較高；缺點(diǎn)是搭設(shè)平臺較費(fèi)時(shí)，對管片螺栓孔傷害較大，復(fù)位中需設(shè)多處吊點(diǎn)，管片螺栓有被拉斷的風(fēng)險(xiǎn)，耗時(shí)較長。2.2千斤頂恢復(fù)技術(shù)將方木平鋪在隧道底部，千斤頂放置在方木上，千斤頂端部偏支在機(jī)車前端，搖起千斤頂，利用偏支作用力使機(jī)車緩慢復(fù)位，復(fù)位過程中需使用多個(gè)千斤頂配合。千斤頂恢復(fù)方法的優(yōu)點(diǎn)是比手拉葫蘆恢復(fù)方法操作簡單，不用搭設(shè)平臺，對管片無傷害，為隧道機(jī)車脫軌常用的方法；缺點(diǎn)是平移過程不平穩(wěn)，平移量不易控制，易導(dǎo)致2次事故，安全隱患極大，有可能出現(xiàn)不能按預(yù)期復(fù)位的情況。2.3盾構(gòu)隧道機(jī)車脫軌恢復(fù)方法比較目前，常用的機(jī)車脫軌恢復(fù)方法，無論采用千斤頂還是手拉葫蘆均存在效率低、安全風(fēng)險(xiǎn)高的問題，操作者需有一定的經(jīng)驗(yàn)。結(jié)合工程實(shí)際，參照倉庫、物流單位常用的叉車，探索一種隧道機(jī)車脫軌恢復(fù)安全高效且操作簡單的新技術(shù)，經(jīng)實(shí)際工程使用證明該法既省時(shí)省力又安全可靠，操作者只需按操作說明即可完成脫軌機(jī)車的恢復(fù)工作。3、盾構(gòu)隧道機(jī)車脫軌恢復(fù)新技術(shù)本技術(shù)通過設(shè)計(jì)一種可在隧道內(nèi)搬運(yùn)機(jī)車的隧道叉車，將原千斤頂改為液壓泵站控制的液壓油缸，將手動操作升級為自動控制。舉升和橫向移動均可由液壓油缸精確控制。該隧道叉車包括底部鎖死機(jī)構(gòu)、舉升機(jī)構(gòu)和行走機(jī)構(gòu)3部分。與常用隧道機(jī)車脫軌恢復(fù)方法相比，本技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)是：（1）隧道水平運(yùn)輸系統(tǒng)均可利用本裝置安全快速地恢復(fù)脫軌機(jī)車，可縮短時(shí)間一半以上；（2）可降低隧道內(nèi)因列車編組脫軌帶來的人員懈怠情緒，操作省力，節(jié)省工期，且不會損壞管片；（3）本裝置可在現(xiàn)場拆卸組合，使用時(shí)占隧道空間小，隧道內(nèi)人工裝卸方便，可降低設(shè)備的搬運(yùn)難度，實(shí)現(xiàn)靈活移動。4、隧道叉車工作原理本設(shè)備使用時(shí)鎖死油缸將舉升梁、墊枕和舉升行走機(jī)構(gòu)鎖為整體，以保證舉升起的機(jī)車不會左右移動。舉升行走機(jī)構(gòu)中的舉升油缸伸出，將隧道機(jī)車頭或車位舉至預(yù)定高度，伸出行走輪，此時(shí)已具備左右移動條件。在鎖死狀態(tài)，2個(gè)油缸為相背放置，另1個(gè)處于伸出狀態(tài)，1個(gè)處于未伸出狀態(tài)，當(dāng)需移動時(shí)，鎖死油缸一伸一縮，同時(shí)緩慢動作，伸到位后更換油缸托架位置，重新操作鎖死油缸，直至隧道機(jī)車移動到入軌位置再收回所有裝置。4.1設(shè)備組成及工作情況（1）將墊枕1水平架設(shè)在兩根軌道上，升降行走裝置2設(shè)在墊枕1上（間隔設(shè)置2個(gè)），起抬梁3設(shè)在2個(gè)升降行走裝置2上，起抬梁通過內(nèi)側(cè)的起抬承托與脫軌車輛連接。油缸托架5可拆卸連接在墊枕1外側(cè)，相背設(shè)置2個(gè)并位于2個(gè)升降行走裝置2之間。反力撐板6可拆卸連接在升降行走裝置2外側(cè)，并與升降行走裝置2一一對應(yīng)設(shè)置。（2）平移油缸4，與油缸托架5一一對應(yīng)設(shè)置，其兩端分別與油缸托架5和反力撐板6連接。2個(gè)平移油缸4相背設(shè)置，1個(gè)處于伸出狀態(tài)，另1個(gè)處于收縮狀態(tài)；通過2個(gè)相背設(shè)置的平移油缸4同步推拉脫軌車輛，保證脫軌車輛運(yùn)動過程平穩(wěn)，行走輪穩(wěn)定地在主撐板1上運(yùn)動。（3）通過升降行走裝置2將脫軌車輛頂升后，通過平移油缸4和行走輪的配合實(shí)現(xiàn)脫軌車輛在墊枕1構(gòu)建的平移軌道上運(yùn)動，使用脫軌車輛快速、安全、平穩(wěn)復(fù)位。（4）升降行走裝置2和平移油缸4均與液壓泵站連接，并通過液壓泵站控制其動作。使用液壓泵站遠(yuǎn)程控制液壓缸的動作，可避免施工人員近距離接觸脫軌車輛，有利于保證安全。采用統(tǒng)一控制可使操作更加便捷，施工快速、平穩(wěn)、精確。5、隧道叉車使用工況5.1隧道叉車操作方法（1）將墊枕鋪設(shè)在軌道上，確保放置平穩(wěn)。（2）將升降行走裝置放置在墊枕上，保證行走輪行進(jìn)方向與墊枕長度方向一致，調(diào)整2個(gè)升降行走裝置間距，與起抬梁的2個(gè)套筒間距一致。（3）將起抬梁架設(shè)在2個(gè)升降行走裝置上，平移墊枕使起抬承托與脫軌車輛連接，并進(jìn)行緊固。（4）將油缸托架插在墊枕上，反力撐板插在升降行走裝置上，平移油缸放置在油缸托架上并將其兩端與油缸托架和反力撐板固定。（5）操作液壓泵站控制2個(gè)頂升油缸同步伸出，將脫軌車輛的輪部頂升至高于軌道。（6）操作液壓泵站控制2個(gè)行走伸縮油缸同步伸出，將行走輪伸至外框架外并與主撐板接觸。（7）操作液壓泵站控制2個(gè)平移油缸同步動作，使伸出狀態(tài)的平移油缸收縮，收縮狀態(tài)的平移油缸伸出，帶動脫軌車輛平移至軌道正上方，脫軌車輛輪部與軌道對齊。（8）操作液壓泵站控制2個(gè)行走伸縮油缸同步收縮，將脫軌車輛放到軌道上，確認(rèn)到位后拆除裝置。若隧道機(jī)車前后輪均脫軌，可使用2套舉升式隧道機(jī)車脫軌快速恢復(fù)裝置，在隧道機(jī)車前部使用1套，后部使用1套，兩者同步進(jìn)行操作即可。5.2隧道叉車適用工況5.2.1隧道機(jī)車一端行走輪脫軌若隧道機(jī)車前輪脫軌，可在機(jī)車前端安裝一套隧道叉車，按隧道叉車操作方法將機(jī)車前輪抬起直至復(fù)位到軌道上，然后拆除隧道叉車即可。若隧道機(jī)車后輪脫軌，可斷開與后部列車的連接，在后端安裝隧道叉車，按隧道叉車操作方法將機(jī)車后輪抬起至復(fù)位到軌道上，然后拆除隧道叉車即可。5.2.2隧道機(jī)車兩端行走輪同時(shí)脫軌遇此情況可斷開隧道機(jī)車與后部列車的連接，在前后端分別安裝隧道叉車，按隧道叉車操作方法將機(jī)車前后輪抬起復(fù)位到軌道上，然后拆除隧道叉車即可。5.2.3渣土車脫軌遇此情況可斷開脫軌部分渣土車與其余列車的連接，在脫軌端安裝叉車，若隧道叉車高度不夠，可在叉車墊枕下方墊方木至滿足要求。按隧道叉車操作方法將渣土車脫軌輪抬起至軌道上方，然后拆除隧道叉車即可。渣土車前后輪均脫軌時(shí)，可參照隧道機(jī)車方法恢復(fù)。5.3隧道叉車的應(yīng)用濟(jì)南軌道交通工程R3線某標(biāo)段施工過程中對第1個(gè)區(qū)間隧道的脫軌列車使用常規(guī)方法進(jìn)行恢復(fù)，平均用時(shí)為3?h，占用生產(chǎn)時(shí)間較長；在第二區(qū)間，應(yīng)用隧道叉車恢復(fù)方法將脫軌列車恢復(fù)時(shí)間縮短到1.5?h，使用過程安