深井洞室(平鲁地下泵站)交通运输及施工组织1.docxVIP

??

?

??

深井洞室（平鲁地下泵站）交通运输及施工组织

?

??

?

?

?

?

?

?

?

???

?

?

?

?

?

摘要：本文万家寨引黄入晋工程对深井洞室（平鲁地下泵站）交通运输及施工组织进行研究分析。

关键词：深井洞室；交通运输；施工组织

一、概况

万家寨引黄入晋工程位于山西省的西北部，从黄河万家寨水库取水，由总干线、南干线、联接段和北干线四部分组成。北干线由下土寨分水闸向东，经偏关、平鲁、朔州、山阴、怀仁至大同，是解决山西省朔州市和大同市工业及城市生活用水的大型引水工程。

北干线包括下土寨分水闸、输水建筑物（包括1#隧洞、1#倒虹、2#倒虹）、大梁水库、耿庄水库、尚希庄水库、墙框堡水库和平鲁地下泵站等主要建筑物。其中，大梁水库是引黄北干线上的一座调节水库，水库位于朔州市平鲁区井坪镇西北约3km的下称沟内，水库总库容2260.0万m3，水库由平鲁地下泵站抽水入库形成。另外，大梁水库放水洞中的进水塔、出水竖井、出水高压平洞兼做平鲁地下泵站出水系统。

1.1平鲁地下泵站

平鲁地下泵站位于北干线大梁水库右岸山体中，在大梁水库右坝肩上游约230m，介于北干1#输水隧洞TBM检修洞室与放水洞之间，埋深约140m。在北干线正常输水月份（每年10月至次年7月）从北干1#输水隧洞将部分水扬入大梁水库，设计抽水流量2.64m3/s；在汛期引黄停止输水时，从大梁水库经放水洞入北干1#输水隧洞向朔州、大同等地区供水，8、9两月下泄流量3.1m3/s。

平鲁地下泵站安装5台单级双吸卧式机组，正常高扬程137m，单机设计流量0.88m3/s，单机容量1700kW，总装机8500kW。主要建筑物包括地下及地面两大部分，地下建筑物主要包括：进水池、厂房、进出水管道系统、主副交通洞、出水高压平洞和出水竖井、电缆井及其交通洞等；地面建筑物主要包括变电站和进水塔。

1.2大梁水库放水洞

大梁水库放水洞由进口引渠、进水塔及交通桥、进口埋涵段、出水竖井、出水高压平洞、高压调流阀室、消力池及无压出水隧洞等组成，其中，进水塔、出水竖井、出水高压平洞与平鲁地下泵站共用。

平鲁地下泵站土建工程除变电站场坪开挖、电缆井及出水竖井前期（井口部分）开挖施工外。其余所有施工交通及开挖出渣均通过大梁交通洞（即主交通洞）进行。该交通洞（主交通洞）进口位于大梁水库主坝右岸下游，进口地面高程1385.356m，分斜坡段和平坡段，长度分别为：518.17m和29.3m，总长547.47m，内径6.0×7.5m（衬砌后），斜坡段纵坡24.59%，换算为角度为13.81°。不具备车辆直接通行条件。故此主交通洞的交通及出渣为本工程的施工瓶颈，直接制约工程的进展。解决主交通洞的出渣及交通问题是本工程的首要任务。

二、轨道运输系统的设计、施工与运行

2.1轨道运输系统设计

由于主交通洞坡度较陡（24.59%），不具备车辆直接通行条件，在主交通洞内铺设轨道，设置运输平台，主交通洞洞口设置卷扬机方式进行出渣及施工交通。

根据主交通洞洞径（6.0X7.5m），铺设双向两车道重轨轨道，重轨查相关资料采用38kg/m标准重轨，轨间距采用铁路标准间距1.435m（净距，考虑轨道运输平台车轮及轮轴购买方便），轨道运输平台宽度2.3m，长度6m，轨道运输平台间距0.2m，平台距离洞壁及人行走廊距离20cm，必要时拆除部分原有右侧人行通道台阶。

考虑出渣效率，洞口设置两台2X1.5快速卷扬机，每台负责一条轨道运输线路，确保同时满足两条线路独立运行。卷扬机额定牵引力61KN，提升速度2m/s。

在洞口及洞内线路终端设置混凝土结构车辆上下平台，回填石渣顺接平台与地面。具体情况详见附图：轨道运输系统设计图。

2.2安全计算

（1）轨道运输平台受力分析

轨道运输平台主要受重力（G），由重力分解为对轨道压力（N）、沿轨道下滑力（F），轨道运输平台提升过程中的摩擦力（F），简图见下图。

自重取值（G）

运输平台（3T）、出渣农用车（4T）、每车的出渣量（10T）、钢缆（2T）自重合计约19T，换算为190KN。

（2）卷扬机牵引能力验算

根据查相关规范及《斜井提升设备》高等教育教材的钢丝绳作用于卷扬机的最大静张力公式为：

式中：Fmax————最大静张力

ng（m1+m2）————提升总重

β————斜井角度，实际13.81°，按14°计算。

mpLg————钢丝绳重量

f1————运输平台摩擦系数，取0.02。

f2————钢丝绳摩擦系数，取0.2。

将自重取值数据代入上式，计算如下：

Fmax=190X（sin14°+0.02Xcos14°）+20X（sin14°+0.2Xcos14°）

=58.386KN61KN

卷扬机牵引能力满足要求。

（3）钢丝绳选择

根据以上计算，钢丝绳计算最大静张力取卷扬机最