大傾角皮帶輸送機在地下車站土方開挖施工中的應用

梁鋒亮

（中鐵十四局集團有限公司　山東　濟南　250014）

大傾角皮帶輸送機在地下車站土方開挖施工中的應用

梁鋒亮

（中鐵十四局集團有限公司山東濟南250014）

目前，地下車站土方開挖一般采用渣土車斜坡道運輸和吊車垂直提升外運，這種傳統(tǒng)運輸方式設(shè)備投資多，占用人員多，且存在極大的安全隱患。本文介紹了大傾角上運帶式輸送機的結(jié)構(gòu)、技術(shù)特點、優(yōu)越性及試用的經(jīng)驗。應用效果證明，在車站開挖中布置傾角57°的大傾角皮帶式輸送機具有推廣價值。

大傾角；皮帶輸送機；地下車站；土方開挖

引言

目前地下車站開挖一般采用前期渣土車斜坡道運輸，后期吊車垂直提升方式施工。由于臨時修建斜坡道質(zhì)量較差，渣土車不能滿載運輸，開挖過程中存在資源浪費、效率低下等現(xiàn)象。另外無論是斜坡道運輸還是垂直提升都存在較大的安全隱患，試用大傾角皮帶輸送可以較好解決這些問題。

1　大傾角輸送機簡介

大傾角輸送機是一種新型的帶式輸送機，又叫波狀擋邊大傾角帶式輸送機，它在連續(xù)輸送散狀物料上效果非常好，采用的是具有波狀擋邊和橫隔板的輸送帶，擋邊帶由基帶、擋邊和隔板組成，基帶外觀同曾通輸送帶。大傾角輸送機特別適用于大傾角狀態(tài)下（最大90°）連續(xù)輸送物料。目前制造生產(chǎn)的大傾角輸送機，輸送物料堆積密度為0.5～2.5t/m3。

大傾角輸送機型號有多種，常見的類型是DJ大傾角輸送機。長株潭城際鐵路樹木嶺車站使用的是DJ型，帶寬B=500mm，擋邊高120mm，帶速0.8～2.0m/s，功率1.5～18.5kW，傾角30°，最大輸送量可達190m3/h，實際使用中因為喂土速度、電機荷載和車輛進出等多種因素影響，一般可實現(xiàn)9車/h，每車松土方量15m3的輸送速度。

2　運行系統(tǒng)結(jié)構(gòu)特點和技術(shù)要求

2.1運行條件

輸送機物料的輸送傾角取決于輸送物料的塊度、硬度、含水量、輸送帶帶速和輸送帶對物料的側(cè)壓力。輸送帶傾角越大，輸送物料的穩(wěn)定性越差，越容易引起物料的滑動和滾動。因此，大傾角上運帶式輸送機的正常運行應滿足以下條件∶破碎后巖石直徑不易過大；運距較短，運、喂土方能力充分；輸送量允許有較大的波動；沿途撒落物料不影響皮帶輸送機運行。

2.2系統(tǒng)構(gòu)成

由于在大傾角工況下運行，大傾角上運帶式輸送機運行系統(tǒng)除具有與普通帶式輸送機一樣的系統(tǒng)構(gòu)成外，對運行系統(tǒng)的主要結(jié)構(gòu)部件有特殊的要求，需采用先進的軟啟動技術(shù)、機尾重錘拉緊裝置、專用清掃裝置、特殊托輥裝置、特種膠帶及防止物料滾落裝置等。

2.3布置形式

為獲得較好的受料和卸料條件，本機采用“Z”形布置形式。即設(shè)有上水平段、下水平段和傾斜段，并在下水平段受料，在上水平段卸料。上水平段與傾斜段之間采用凸弧形段機架連接，下水平段與傾斜段之間采用凹弧段機架相連以實現(xiàn)輸送帶的圓滑過渡。

（1）上水平段：因樹木嶺車站場地狹窄，不可以在場地內(nèi)堆土，需傳送上的土直接落入待運的渣土車內(nèi)。為了保證渣土車通過，上水平段采用高式頭架（頭架高度H0=4000mm）。

（2）傾斜段：無論上水平段采用的是低式、中式、或是高式中間架支腿，傾斜段均采用低式中間架支腿。

（3）下水平段：下水平段采用低式中間架支腿。

圖1　大傾角皮帶輸送機（擋邊帶式輸送機）產(chǎn)品布置示意圖

3　應用效果及效益分析

3.1應用效果

在以往地下車站最后的土方開挖施工中，采用多臺挖機多級翻土方式，存在資源浪費、效率低下等現(xiàn)象。特別在開挖基坑較深的情況下，問題更加明顯。

圖2　樹木嶺車站土方開挖示意圖

大傾角皮帶輸送機試用效果良好。一般可實現(xiàn)9車/h，每車松土方量15m3的輸送量，這個運輸量基本與渣土車斜坡道運輸量相同。且該項技術(shù)在試用過程中未發(fā)生機械和電氣事故，系統(tǒng)運行安全可靠，在大傾角的工況下可完全滿足土方運輸需求。

3.2效益分析

以樹木嶺站土方開挖方式用斜坡道運輸結(jié)合垂直吊土方案與皮帶輸送機輸送方案對比為例，分析大傾角皮帶輸送機的經(jīng)濟效益：

（1）與渣土車斜坡道運輸相比，不會因為雨天影響施工，對工期要求嚴格的項目有較大優(yōu)勢。

（2）皮帶輸送機固定成本約36萬，但可多次循環(huán)使用，每次均攤費用為10萬左右。與挖機多級提土結(jié)合吊車垂直運輸?shù)姆桨赶啾龋隧椏晒?jié)約租賃費15萬。

（3）在挖土量一定的情況下，皮帶輸送機的喂土挖機采用220挖機，而一般渣土車運輸為了保證裝車速度，采用450挖機，每月可以減少4萬元左右挖機租賃費用。

（4）安裝費用3萬左右，而渣土車斜坡的修建費用在6萬左右，此項約可節(jié)約3萬。

（5）無論是斜坡道運輸還是吊車垂直吊土都存在較大安全隱患，皮帶輸送機在此一項存在巨大的潛在優(yōu)勢。

4　大傾角皮帶輸送機在車站土方施工中的優(yōu)缺點分析

4.1優(yōu)點

（1）許用的輸送機傾角大，是大傾角輸送和垂直提升的理想設(shè)備，具有良好的綜合經(jīng)濟效益；

（2）與其他提升設(shè)備相比，具有通用帶式輸送機的結(jié)構(gòu)簡單的優(yōu)點，便于維修和使用；

（3）運行平穩(wěn)、噪聲小；

（4）由于不存在裝料時的挖掘阻力和運行時物料的內(nèi)摩擦、外摩擦力，因而能耗小；

（5）垂直擋邊帶式輸送機還可以在機頭和機尾設(shè)置任意長度的水平輸送段，便于與其他輸送設(shè)備的銜接。

4.2缺點

（1）該機不足之處在于波狀擋邊橡膠帶比普通平面橡膠帶使用壽命短。波狀擋邊橡膠帶一般是在膠帶廠粘接成整圈后出廠，在現(xiàn)場吊裝時較為不便，安裝時應充分考慮起重設(shè)備和安裝空間。

（2）該機的輸送帶有波狀擋邊和橫隔板，形成一連串的匣型容器，物料置于其中較少外溢，在直線輸送的過程中不會散落，但在尾部水平段向上拐彎處容易少量灑料，導料槽與膠帶的波狀擋邊之間有縫隙，容易少量灑料；頭部清掃器下會有少量落料。

（3）對輸送的土方直徑、含水量、松散程度等要求較高。大傾角帶式輸送機在實際施工中對提高輸送效率方面有很多要求，其中較好的處理土體質(zhì)量是一種有效方法。

5　結(jié)束語

采用大傾角帶式輸送機可優(yōu)化基坑內(nèi)土方運輸環(huán)節(jié)，優(yōu)化工期安排，減少天氣等因素影響施工進度，節(jié)約大量人力，節(jié)電節(jié)能，經(jīng)濟效益和社會效益明顯。因此，大傾角皮帶輸送機在地下車站基坑內(nèi)土方開挖中具有推廣價值和應用前景。

U231+.3

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1673-0038（2015）43-0214-02

2015-10-1

梁鋒亮（1983-），男，中級工程師，本科，主要從事高鐵施工工作。