一種新型智能防溜車裝置的研究

李 飛，陳晴煊

（中鐵華隧聯合重型裝備有限公司，廣東 佛山 528308）

1 研究背景

盾構掘進過程中，在下坡階段電瓶車容易發生后溜，造成安全事故。武漢地鐵和寧波地鐵在盾構機施工過程中就發生過電瓶車剎車失靈，導致電瓶車溜車撞壞盾構機，造成正在拼裝管片的工作人員傷亡的重大事故。在當前地下隧道現場施工過程中，通過配備自身制動系統、設置限位器、設置防溜車擋架，增大軌道摩擦力等方法來避免該事故發生。

除以上常規方法，當前施工中，部分工地上還沿用鐵路工作中用到的鐵鞋制動的方法，采用人工的方法在一根或兩根鋼軌上放置鐵鞋（也稱止輪器），向前滾動的車輪壓上鐵鞋后，鐵鞋的鎖閉裝置自動開啟，隨車輛同步運行，輪軌之間由滾動摩擦變為滑動摩擦，阻止掣輪前進，起制動作用；當車輛輪對退下鐵鞋時，鐵鞋封閉裝置將自動鎖閉在軌面上。但人工放置鐵鞋的方式較難控制時間，勞動強度高，效率低，不能起到很好的效果。

2 智能防溜車裝置結構簡述

以開挖直徑6 200mm 的盾構機為例，如圖1所示，智能防溜車裝置通過控制氣缸伸縮夾放鐵鞋將其放置在軌道上，代替人工放置鐵鞋，起到制停電瓶車的作用。

圖1 一號拖車新增防溜車裝置

智能防溜車裝置安裝在一號拖車前端的防溜車擋架上，由夾緊裝置、接近開關、報警裝置等組成。夾緊裝置如圖2 所示，為圖1 的A-A 視圖，該夾緊裝置由一組固定座、上下氣缸、左右氣缸、夾緊氣缸、機械手以及鐵鞋組成，夾緊裝置可實現夾放鐵鞋的作用。

圖2 夾緊裝置示意圖

如圖3 所示，鐵鞋由鞋尖、鞋底、踏面、立板、鞋尾、裙邊等部分組成。

圖3 鐵鞋簡圖

3 智能防溜車裝置的工作流程

本裝置適用于盾構掘進過程中制停裝載管片的電瓶車；特別適用于下坡階段制停電瓶車，防止電瓶車剎車失靈或下坡階段出現溜車現象，造成安全事故。

本裝置分人工及自動兩種工作模式，其大致工作流程如圖4 所示。

圖4 智能防溜車裝置工作流程圖

自動模式工作過程如下。

1）接近開關檢測電瓶車與一號拖車前端距離。

2）若距離小于限定值，接近開關通過PLC發送信號至主控室，同時報警裝置閃燈且鳴笛警報。

3）主控室收到信號，自動啟動程序控制氣缸動作。

4）按照提前測試并設定好的程序，左右氣缸伸出，一定距離后上下氣缸向下伸出，直至鐵鞋與電瓶車軌道接觸，松開機械手，鐵鞋被放置到軌道上，上下氣缸向上回收，左右氣缸縮回至零位。

5）此時電瓶車由于重力作用繼續向前行駛，經過鐵鞋時，車輪被鐵鞋制動，并沿鋼軌面作滑動摩擦來代替原來車輪滾動摩擦。

由于車輪壓上鐵鞋之后產生的強烈摩擦給車輛以阻力，使車輛迅速失去原來的速度，并經過一定的滑動后達到制動的目的，避免了電瓶車與防溜車擋架相撞造成的撞擊傷害。

人工模式工作過程如下。

1）作業人員通過經驗判斷到電瓶車與一號拖車前端距離較近，或通過耳聽目測到報警信號。

2）于本地控制盒一鍵操作，啟動智能防溜車裝置，將鐵鞋放置到軌道上。

3）其他步驟與自動模式下一致，此處不贅述。

4 智能防溜車裝置的優點

1）使電瓶車運行滿足安全要求，防止電瓶車在大坡度軌道上?？繒r由于負荷的變化等原因而出現溜車傷人、損壞機械的事故，確保盾構施工生產的順利進行。

2）配備了報警裝置，能檢測到一定距離內的電瓶車并且發出警報，起到警示作用。

3）通過鐵鞋裝置有效地將電瓶車在一定距離下制停，不會發生溜車危險，更加安全。

4）無需人工放置鐵鞋或人工制停電瓶車，方便快捷，大大節省了人力和效率，通過用機械手代替人工放置鐵鞋，更加方便，精準，減輕工人勞動強度，起到有效防溜車的作用。