铁路隧道施工中的隧道机械清筛施工方案探讨.pdf

中国科技期刊数据库 工业 A 收稿日期：2024 年 01 月 03 日 作者简介：郑良炼（1987），男，汉族，四川成都人，本科，助理工程师，研究方向为铁路线路施工技术，车间副主任。-70-铁路隧道施工中的隧道机械清筛施工方案探讨 郑良炼 成都工务大型养路机械运用检修段，四川 成都 610500 摘要：摘要：随着铁路网络的不断扩大和运输能力的不断提升，人们对线路的维护和养护也提出了更高的要求。而清理和处理隧道中的道砟成为确保铁路线路畅通无阻的必要步骤。传统的人工清筛方式不仅效率低，而且存在作业人员安全风险较大的问题。因此，引入机械化清筛方案成为提高隧道施工效率和安全性的迫切需求。基于此，本文将探讨铁路隧道施工中的隧道机械清筛施工方案，旨在深入剖析如何科学合理地应用机械化手段进行隧道清筛，以达到提高工程效益、降低风险的目的。关键词：关键词：铁路隧道施工；隧道机械清筛；施工方案 中图分类号：中图分类号：U455.4 0 引言 随着交通网络的不断扩展和现代化铁路工程的日益增多，铁路隧道作为重要的交通设施，其施工质量和效率对整个铁路系统的稳定运行具有重要作用。在铁路隧道施工的众多环节中，隧道机械清筛作为地质处理的重要一环，直接关系到施工质量和工程进度。为了更好地应对复杂多变的地质条件，提高施工效率，降低环境影响，需要确保铁路隧道机械清筛施工方案的科学性与实用性。1 工程概况 成都局集团公司所辖线路桥隧比例高，其中正线的高达 49%，这意味着在施工过程中，隧道工程的规模和复杂度较大，对施工组织和技术方案提出了更高要求。尤其是在小半径曲线较多的情况下，施工难度更为突出，需要克服曲线施工的技术难题。同时，线路翻浆板结问题的存在，使得施工中的土石处理更为复杂，需要科学有效的处理方案，这些实际问题的存在，驱使着相关人员对施工模式进行深入的思考和调整。在此背景下，中国铁路成都局集团公司通过使用SQS-300k 型隧道桥梁清筛机，积累了三年的使用经验”。特别值得关注的是，其在襄渝线的大昌隧道、宝成线的火神庙隧道开展了全国铁路首次隧道内清筛机落道清筛施工，这一创新性的尝试，在解决接触网导高超限、工务养护难度大、行车安全隐患极大的问题下，实现了最大标高降低 150mm 的显著效果，这不仅为我国铁路隧道施工带来了新的思路，也在实际应用中产生了积极的社会和经济效益。2 铁路隧道施工中的隧道机械清筛施工方案 2.1 SQS-300k 型隧道桥梁清筛机情况 SQS-300k 型隧道桥梁清筛机作为一种先进的铁路隧道施工设备，具备多项功能，可以适应不同的作业需求，其主要工作职能包括道砟挖掘、输送、筛分、储存、回填，以及前后起拨道、作业后线路横平调整、排风、降尘和发动机尾气净化等，形成了一套高效、全面的机械化清筛作业系统。清筛机采用液压驱动方式，由车体、走行系统、挖掘装置、筛分装置、主辅起拨道装置、道砟输送系统、排水沟挖掘装置、风机、喷淋装置等多个组成部分构成，这些组件协同工作，实现了对隧道和桥梁有砟线路的机械化清筛作业，同时也可用于站线清筛1。其中，SQS-300k 型清筛机通过挖掘耙链完成脏污的道砟挖掘，并将筛分后的洁净道砟回填至道床。同时，污土则通过污土输送带抛送到线路一侧或与清筛车连挂的物料运输车上。这一作业模式相较于传统的人工清筛，大幅减少了人工辅助，有效缩短了辅助作业时间，从而降低了作业成本，大大减少了桥隧清筛作业的安全风险。SQS-300k 型清筛机的优势不仅仅表现在作业效率上，还体现在多个方面。首先，其采用垂直式挖掘装置，可实现最小挖掘宽度为 3100 毫米，适用于型和型枕，拆除底梁时导槽基本不需要向两边张开，从而减小了拆卸所需的空间。其次，挖掘深度较小，仅当道砟厚度不小于 200mm 时需要起道挖掘作业，相较于传统清筛机对300mm厚度道砟的作业要求更为灵活，更适合桥梁清筛作业。通过采用道砟综合回填技术，中国科技期刊数据库 工业 A-71-清筛机作业时无需拆除桥上护轨，大大减少了人工辅助。此外，清筛机具备自动起道功能，使得作业后线路更为平顺，减少了放行路列时需要人工处理的地方，提高了清筛机自身及后续车辆的运行安全性。同时，清筛车自带道砟斗，能够存储清洁道砟，用于止点龙口卸砟，满足龙口顺坡的需要。相较于传统清筛车，SQS-300k 型清筛机的道砟斗设计取消了四轮平车的上道使用，减少了人工操作，提高了安全性。此外，其具备传统清筛车所没有的喷雾设备，喷雾降尘效果显著，对于在隧道及粉尘严重的线路进行作业时，能够有效抑制扬起的粉尘，显著改善了作业环境。具体参数见下表：表 1 SQS-300k 型隧道桥梁清筛机主要技术参数 参数 数值 附挂运行速度/（km/h）100 自运行速度/（km/h）2 最小作业曲线半径/m 250 挖掘效率/（m/h）300 最小挖掘宽度/mm 3100mm（型枕）、3200mm（型枕）挖掘深度/mm 200（枕底以下）2.2 施工前准备工作 在铁路隧道施工中，施工前的准备工作是确保施工进展顺利、安全高效的重要环节，这一阶段的准备工作需要全面考虑施工环境、机械设备、人力资源等多个方面的因素，以确保整个清筛施工过程能够在规定的时间内完成，同时保障施工现场的安全和卫生。首先，需要对隧道施工现场进行全面的勘察和分析，包括对隧道的地质情况、地下水位、空气流通状况等方面的详细了解。地质情况的勘察对于确定清筛机的工作参数、挖掘深度等具体参数至关重要2。同时，在进行勘察时，需要充分考虑隧道尺寸、形状、曲率等因素，以确保清筛机能够灵活适应不同的施工环境。其次，施工前需要进行机械设备的检查和维护。SQS-300k 型清筛机作为主要的施工设备，其状态良好与否直接关系到施工的效果。在施工前，需要对清筛机的发动机、液压系统、输送系统等各个方面进行全面检查。确保设备的正常运转，同时对可能出现的故障进行排查和预防。做好维护工作，有助于提高设备的稳定性和可靠性，减少在施工过程中因设备故障而导致的停工时间。再次，人力资源的准备也是施工前的关键工作。清筛施工需要具备一定的专业技能和操作经验，因此在施工前需要对施工人员进行培训和考核。培训内容包括清筛机的操作规程、安全注意事项、应急处理等方面的知识。在保障人员拥有相应技能的同时，还需要合理安排施工人员的数量，确保人力资源能够满足清筛施工的需要。最后，施工前的准备工作还需对现场环境进行整体规划，包括施工道路的布置、安全防护设施的设置、清理施工现场杂物等。施工道路的规划需要考虑清筛机的进出路线、施工方向等因素，以确保施工机械的顺畅运行。在清理施工现场杂物时，需清除可能影响施工安全的障碍物，确保整个施工过程中没有妨碍设备正常运作的因素。2.3 施工人员组织 在铁路隧道施工中，隧道机械清筛施工方案的成功实施离不开高效有序的施工人员组织。人员组织对于确保施工的科学性和顺利性起着至关重要的作用。在 SQS-300k 型清筛机的施工过程中，人员组织涉及到多个环节，包括施工前准备、机械操作、安全监测等工作。首先，在施工前准备阶段，人员组织需要充分考虑到清筛机械的特点和施工现场的实际情况，需要明确人员的分工和任务，确保每位施工人员都了解自己的责任范围和工作内容。人员组织的合理性将直接影响到整个施工过程的高效进行3。在选择施工人员时，需要考虑到其相关经验和技能，确保施工人员具备操作清筛机械所需的专业知识。此外，培训和交流也是不可忽视的环节，通过培训可以提高施工人员的整体素质，确保他们能够胜任各自的工作。其次，在机械操作阶段，人员组织需要紧密协同，形成高效的施工团队。清筛机械的操作通常需要多人协同作业，例如操作主机、监测设备状态、协助清理作业区域等。人员之间需要保持密切的沟通和协作，确保施工的流程顺畅，减少操作误差。合理分工，高效配合，是人员组织在机械操作阶段的关键，如图 1。最后，在安全监测方面，需要设立专门的安全监测团队，负责监控施工现场的安全状况，包括空气质量的监测、设备运行状态的监测、人员作业情况的监测等。在这个阶段，相关人员需要具备丰富的安全管理经验，能够迅速应对突发情况，确保施工过程的安中国科技期刊数据库 工业 A-72-全进行。图 1 SQS-300k 型清筛机的施工操作 2.4 施工流程设计 铁路隧道施工中，施工流程的设计至关重要，直接关系到整个施工过程的顺利进行和工程质量的保障。使用 SQS-300k 型清筛机进行隧道机械清筛施工时，施工流程设计应充分考虑施工前、施工中和施工后的各个环节，确保施工作业安全、高效、合规。在施工前，应进行施工登记，并确认封锁命令，这一步骤是整个施工过程的开端，也是确保施工能够在封锁条件下安全进行的关键。施工登记包括施工单位的基本信息、施工人员名单、清筛机械设备的检查记录等内容4。同时，需要确认封锁令，确保施工区域得到有效封锁，以保障清筛作业的安全进行。随后，开展封锁点内准备工作，包括排除影响施工的障碍物，拆除可能妨碍清筛机械作业的既有设施设备。对于下方有公路或农田的桥梁，需要采用油布将桥梁两侧盖板围挡，防止石砟掉落造成人员或财产伤害。此外，还需要开挖底梁坑，将起点龙口处的枕木拉开，为清筛机的作业提供必要的空间。接下来，开展清筛车组的准备工作，包括清筛车组运行至作业位置后的分解和施工准备。同时需要开启通风装置，确保施工现场空气流通。洒水车根据线路情况进行洒水，尤其在隧道作业时，提前洒水可以提高清筛效果。施工前清筛车组也需对机械设备进行最后的检查，确保所有设备处于良好状态。机械清筛是整个施工流程的核心步骤。在这个阶段，清筛机械将进行道砟的挖掘、输送、筛分、储存、回填等工作。清筛机在作业过程中需要遵循施工计划，确保清筛的深度和宽度满足工程要求。回填道砟、回填龙口以及清理和处理清筛后丢弃的废砟是此阶段的重要工作。在这过程中，为确保作业人员的人身安全，需要监测作业区域的空气质量。特别是在封闭的隧道内，需要定期检测一氧化碳浓度，以防发生安全事故。在机械清筛后，需要对作业区域进行线路恢复作业，包括几何尺寸的恢复作业，捣固车进行线路捣固作业，稳定车进行线路稳定作业。需要补充道砟，对作业后线路的道砟进行补充，同时恢复拆除的设施设备，并进行质量回检，确保达到开通线路的条件。最后是正式开通线路。机械车联挂并返回车站，进行施工销记。根据计划，开通限速条件逐步提高，确保线路的正常运营，这一步骤需要谨慎操作，确保线路的安全性和稳定性5。2.5 安全措施及应急预案 在铁路隧道施工中，确保安全是至关重要的，特别是在隧道机械清筛施工过程中，制定科学合理的安全措施及应急预案显得尤为重要。安全措施的制定和应急预案的建立是防范事故、保障人员安全的关键步骤。首先，制定安全措施是铁路隧道机械清筛施工中的基础。在施工前，需要进行全面的安全评估，明确潜在的危险因素和风险点，可以建立明确的安全操作规程，此规程应详细阐述设备的正确操作步骤、作业区域的标识与隔离、个人防护装备的使用要求等。其次，建立应急预案是安全管理的重要组成部分。一方面，在预案中应明确突发事件的种类和级别。不同的突发事件需要采取不同的应急措施。例如，对于设备故障，预案应包括设备维修和更换的流程；对于火灾，预案中应包括灭火器材的使用方法和逃生通道的设置。另一方面，突发事件的应急响应团队需要提前确定。在预案中，应明确各个岗位的责任和任务，确保在紧急情况下能够迅速、有序地进行应对6。在人员培训中，应对应急预案进行模拟演练，提高团队协作和应变能力。此外，在安全措施的制定和应急预案的建立过程中，通讯设备和应急联系也至关重要。首先，配置有效的通讯设备，确保各个岗位之间能够及时沟通。其次，建立紧急联系方式，包括紧急联系电话、对讲机频道等。所有作业人员都需要了解这些联系方式，以便在紧急情况下快速联系相关人员。最后，在安全措施和应急预案的实施中，实时监测和评估也是不可忽视的一环。通过实时监测设备运行状态、作业区域的环境情况，及时发现并解决问题，确保整个施工过程处于安全可控的状态。中国科技期刊数据库 工业 A-73-3 结束语 综上所述，铁路隧道机械清筛施工方案的探讨为铁路工程施工带来了新的思路和方法。在现代科技的推动下，机械化清筛不仅提高了施工效率，降低了劳动强度，更为工程建设注入了活力。相信在未来的工程实践中，隧道机械清筛方案将继续为铁路交通发展提供有力支持，为保障线路畅通、提高运输效益发挥着积极作用，我们期待着这一技术方案的不断完善和推广，以期为我国铁路建设贡献更多的智慧和力量。参考文献 1高春雷,徐其瑞,张宝明,陈斌,邢磊,何国华.SQS-300 型隧道桥梁清筛车技术方案及应用J.铁道建筑,2022,62(4):41-44.2孙松.铁路隧道施工机械设备维护保养及管理措施J.设备管理与维修,2021(8):8-9.3倪忠伟,姜雷,何国华.铁路隧道桥梁机械化清筛作业装备研究J.科技视界,2021(3):64-66.4兰刚.刍议铁路隧道施工机械设备维护保养及管理J.建材与装饰,2020(15):219-220.5李峰.铁路隧道施工机械管理方法探究J.中国设备工程,2019(19):216-218.6嵇民,马海建,韩兵.边远支线隧道机械全抛施工组织的探索与实践J.山东工业技术,2018(14):134-135.