專利名稱：隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及隧道工程施工設(shè)備，具體說是一種隧道工程在建過程中被突發(fā)性 涌水淹沒后快速抽水和通過管道排出淤泥，用以搶險(xiǎn)救援的應(yīng)急設(shè)備。
背景技術(shù)：
宜萬(wàn)鐵路馬鹿箐隧道是我國(guó)乃至世界鐵路隧道建造史上瞬間涌水量最大的隧道。 2006年1月21日，隧道出口發(fā)生特大突水事故。涌水在15分鐘內(nèi)將已開挖的隧道空間全 部充滿，并沖出洞外。突水持續(xù)時(shí)間140分鐘，總量約為IlOX 104m3。此次巖溶潰水造成了 重大人員傷亡，隧道內(nèi)所有設(shè)備被淹沒，部分洞外設(shè)施被沖毀。隧道出口方向?yàn)榉雌?，潰?時(shí)正洞已施工2341米，平導(dǎo)已施工3152米，當(dāng)隧道洞口涌水停止后，水位線位于隧道洞口， 經(jīng)估算隧道內(nèi)存水約為18X104m3。為了排干隧道內(nèi)的積水，搜尋遇難人員，恢復(fù)施工生產(chǎn)， 施工單位立即組織從隧道平導(dǎo)和正洞同時(shí)進(jìn)行高強(qiáng)度的抽排水作業(yè)。但是，反坡排水的工程特性給排水工作帶來很大的困擾，主要有以下技術(shù)難題1.馬鹿箐隧道的坡度為15. 3%。，水面向洞內(nèi)每退40m(水位下降約60cm)，就必須 向前移動(dòng)抽水設(shè)備，否則，抽水機(jī)的取水頭，就已經(jīng)露出水面。無(wú)法繼續(xù)作業(yè)。每次移機(jī)，包 括切斷電源、人工移機(jī)、重新接電等工序，反坡隧道內(nèi)抽排水工藝為安裝水泵一接排水管 —抽水一拆除水泵前移至下一抽水位置一延長(zhǎng)排水管路一再次抽水。在人員十分熟練的情 況下需時(shí)約2小時(shí)，嚴(yán)重影響抽水效率。2.人工移機(jī)由于重量的原因不能使用大功率水泵3.反復(fù)在潮濕的環(huán)境下進(jìn)行拆電接電的作業(yè)，安全隱患較大。4.抽水設(shè)備的功率較大，需將高壓電接入隧道內(nèi)，笨重的變壓器等供電設(shè)施需隨 著抽水設(shè)備不斷前移。5.抽水的同時(shí)，還必須排出淤積在隧道底部厚度達(dá)Im左右的淤泥，否則，設(shè)備就 不可能前移。而這些淤泥處于流塑狀態(tài)(半液態(tài)半固態(tài))，使用裝載機(jī)等設(shè)備無(wú)法裝車，只 有人工用桶裝車，且在運(yùn)輸過程中，一部分又流回隧道內(nèi)。如果用車輛裝運(yùn)，按當(dāng)時(shí)的效率， 需時(shí)兩年。6.隧道潰水災(zāi)害發(fā)生后，雖然采取了工程措施，排水期間洞內(nèi)仍存在突涌水風(fēng)險(xiǎn)。 采用常規(guī)的抽水方法在緊急情況下很難保證人員、設(shè)備快速撤離。為了解決上述問題，中鐵十一局集團(tuán)組織技術(shù)人員技術(shù)攻關(guān)，首次設(shè)計(jì)出集供電、 抽水、自動(dòng)前移的整套應(yīng)急設(shè)備。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于反坡追蹤水位排水排淤的，集造 漿、抽水、供電和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)、布管等為一體的應(yīng)急設(shè)備，從而解決反坡隧道排水排淤的技術(shù) 問題。將抽水設(shè)備、供電設(shè)備、稀釋造漿等設(shè)備集成在抽水列車上，能夠快速高效追蹤水位 下降前移。[0012]所述隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是該設(shè)備由可分拆 的各車體及安裝于其上的功能單元構(gòu)成列車，所述功能單元由前向后依次為排水系統(tǒng)、供 電系統(tǒng)、牽引供電系統(tǒng)、后勤保障系統(tǒng)。本實(shí)用新型可有如下的優(yōu)化方案所述排水系統(tǒng)、供電系統(tǒng)，分別位于順次連接的 抽水平臺(tái)車、動(dòng)力電源車上，后勤保障系統(tǒng)位于后勤服務(wù)車上，所述牽引系統(tǒng)采用牽引動(dòng)力 車。在所述排水系統(tǒng)與供電系統(tǒng)之間設(shè)有布管系統(tǒng)，布管系統(tǒng)設(shè)于布管車上。所述抽水平臺(tái)車的車輪為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)矩鋼輪，車體骨架為型鋼，車體骨架的前端和兩 側(cè)分別設(shè)水泵吊架。所述水泵吊架吊裝多臺(tái)污水泵，污水泵的出水口采 用軟管和分布在抽水平臺(tái)車后 部的鋼管前端連接，鋼管的后端采用軟管延伸到布管車。所述抽水平臺(tái)車上安裝有高壓水泵、水箱和空壓機(jī)，所述空壓機(jī)的輸出口連接有 擾水槍，所述水箱經(jīng)過高壓水泵和高壓水槍連接。所述擾水槍前段設(shè)有鉆有梅花狀小孔的高壓鋼管，高壓鋼管通過軟管與空壓機(jī)的 出口連接。所述抽水平臺(tái)車的前端車架上安裝有探照燈和電視攝像機(jī)。所述動(dòng)力電源車采用平板車，其上安裝有箱式變壓器和鎧裝電纜攪盤。所述牽引動(dòng)力車采用礦用電瓶車。本實(shí)用新型能夠快速、大量、靈活的排除積水，同時(shí)可以將隧道底部淤積的淤泥使 用高壓風(fēng)稀釋造漿，采用管道系統(tǒng)高效排除洞外，大大提高了工作效率，在搶險(xiǎn)救援的施工 中發(fā)揮重要作用。

圖1是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是工作平臺(tái)車放大圖，圖3是圖2中I-I向截面示意圖，圖4是擾水槍結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_軟管，2-排水系統(tǒng)，3-布管系統(tǒng)，4-供電系統(tǒng)，5-鎧裝電纜攪盤，6-牽引 系統(tǒng)，7-后勤保障系統(tǒng)，8-污水泵，9-探照燈，10-電視攝像機(jī)，11-手拉葫蘆，12-高壓水 泵，13-水箱，14-空壓機(jī)，15-鋼管，16-配電柜，17-梅花狀小孔，18-高壓鋼管，19-車輪， 20-車體骨架，21-水泵吊架，22-抽水平臺(tái)車，23-布管車，24-動(dòng)力電源車，25-牽引動(dòng)力 車，26-后勤服務(wù)車。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說明如圖1中所示隧道施工中用于反坡追蹤 排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，由可分拆的各車體及安裝于其上的功能單元構(gòu)成列車，所述功能單 元由前向后依次為排水系統(tǒng)2、供電系統(tǒng)4、牽引供電系統(tǒng)6、后勤保障系統(tǒng)7。所述排水系統(tǒng)2、供電系統(tǒng)4，分別位于順次連接的抽水平臺(tái)車22、動(dòng)力電源車24 上，后勤保障系統(tǒng)7位于后勤服務(wù)車26上，所述牽引系統(tǒng)6采用牽引動(dòng)力車25。[0030]在所述排水系統(tǒng)2與供電系統(tǒng)4之間設(shè)有布管系統(tǒng)3，布管系統(tǒng)3設(shè)于布管車23 上。第一列為抽水平臺(tái)車22，其作用是抽水和造漿，其車輪19為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)矩鋼輪，車體 骨架20為型鋼，車體骨架20的前端和兩側(cè)分別設(shè)水泵吊架21。所述水泵吊架21吊裝多臺(tái)污水泵8，污水泵8的出水口采用軟管1和分布在抽水 平臺(tái)車22后部的鋼管15前端連接，鋼管15的后端采用軟管1延伸到布管車23。在實(shí)施例 中水泵吊架21吊裝8臺(tái)污水泵8，污水泵8的數(shù)量可隨作業(yè)空間的大小，隧道斷面或者排水 工程量的大小增減。后端排水鋼管15根據(jù)車體寬度分層布置，采用軟管1和布管車23連 接。所述抽水平臺(tái)車22上安裝有高壓水泵12、水箱13和空壓機(jī)14，所述空壓機(jī)14的 輸出口連接有擾水槍，所述擾水槍前段設(shè)有鉆有梅花狀小孔17的高壓鋼管18，高壓鋼管18 通過軟管1與空壓機(jī)14的出口連接。將擾水槍的鋼管插入淤泥內(nèi)，利用高壓風(fēng)擾動(dòng)淤泥和 水混和，然后可以利用污水泵8抽入管道排出隧道。所述水箱13經(jīng)過高壓水泵12和高壓水槍連接。用于射水清洗隧道被淹沒部分。 車上還安裝有小型抽水機(jī)用于為水箱13補(bǔ)充水。抽水平臺(tái)車22其前端車架上安裝有探照燈9和電視攝像機(jī)10。用于照明、險(xiǎn)情觀 察和記錄。第二列為布管車23，其主要作用是連接抽水平臺(tái)車22和布置于隧道洞壁的排水 管道；同時(shí)還有增加設(shè)備系統(tǒng)的長(zhǎng)度，從而增加抽水平臺(tái)車22的吃水深度，避免牽引動(dòng)力 車25入水過深，增加每循環(huán)排水距離的作用。布管車23上鋼管15按需要分層布置，用帶 鋼絲的高壓軟管和前端的抽水平臺(tái)車22及布置于隧道洞壁的排水管道連接。兩側(cè)采用鋼 絲繩掛動(dòng)力線纜和通訊線纜。第三列為動(dòng)力電源車24采用平板車，其上安裝有箱式變壓器和鎧裝電纜攪盤5。第四列為牽引動(dòng)力車25采用礦用電瓶車。第五列為后勤服務(wù)車26，可用平板車或梭式礦車。運(yùn)輸管道、工具、人員等各相鄰的單元車連接處兩側(cè)設(shè)置電纜支架，用于掛動(dòng)力線。各單元車的連接采用連桿銷接。隧道邊墻上的排水管可采用大口徑鋼管或者工程塑料管。操作過程如下清理抽水平臺(tái)車22前方的障礙物，檢查維護(hù)軌道狀態(tài)，將抽水平臺(tái)車22推行至一 定的吃水深度，將列車上的排水管和布置于隧道邊墻上的排水管連接。啟動(dòng)排污泵，進(jìn)行抽 水。同時(shí)啟動(dòng)高壓風(fēng)造漿。當(dāng)水位下降，露出淤泥時(shí)，啟動(dòng)車上的高壓射水槍造漿稀釋。當(dāng)水位下降至排污泵不能工作時(shí)，停機(jī)。關(guān)閉管頭閥門。解除列車管道和邊墻管 道的連接。開動(dòng)牽引動(dòng)力車25推行抽水平臺(tái)車22至一定吃水深度，連接管道。如此循環(huán)作 業(yè)。抽水作業(yè)時(shí)，牽引動(dòng)力車25可與前端的車輛解除連接，在軌道上運(yùn)行進(jìn)行運(yùn)輸作 業(yè)?；蚍祷厮淼劳獬潆姟0049]進(jìn)行推送作業(yè)時(shí)，當(dāng)一臺(tái)牽引動(dòng)力車25動(dòng)力不足，可使用雙機(jī)推送。當(dāng)發(fā)生涌水量大于排水量的緊急情況時(shí)，可解除布管車23的隧道邊墻排水管的 連接。關(guān)閉高壓動(dòng)力電源，解除動(dòng)力電源車24和隧道邊墻上的電纜連接。啟動(dòng)牽引動(dòng)力車 25，將整機(jī)系統(tǒng)和人員全部撤離至隧道外。遇到特別緊急情況，解除牽引動(dòng)力車25和前端的連接。利用牽引動(dòng)力車25和后 勤服務(wù)車26將人員緊急撤離。
權(quán)利要求一種隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是該設(shè)備由可分拆的各車體及安裝于其上的功能單元構(gòu)成列車，所述功能單元由前向后依次為排水系統(tǒng)(2)、供電系統(tǒng)(4)、牽引系統(tǒng)(6)、后勤保障系統(tǒng)(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是 所述排水系統(tǒng)(2)、供電系統(tǒng)(4)，分別位于順次連接的抽水平臺(tái)車(22)、動(dòng)力電源車(24) 上，后勤保障系統(tǒng)(7)位于后勤服務(wù)車(26)上，所述牽引系統(tǒng)(6)采用牽引動(dòng)力車(25)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征 是在所述排水系統(tǒng)(2)與供電系統(tǒng)(4)之間設(shè)有布管系統(tǒng)(3)，布管系統(tǒng)(3)設(shè)于布管車 (23)上。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是 所述抽水平臺(tái)車(22)的車輪(19)為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)矩鋼輪，車體骨架(20)為型鋼，車體骨架(20) 的前端和兩側(cè)分別設(shè)水泵吊架(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是 所述水泵吊架(21)吊裝多臺(tái)污水泵(8)，污水泵(8)的出水口采用軟管(1)和分布在抽水 平臺(tái)車(22)后部的鋼管(15)前端連接，鋼管(15)的后端采用軟管(1)延伸到布管車(23)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2、4或5所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特 征是所述抽水平臺(tái)車(22)上安裝有高壓水泵(12)、水箱(13)和空壓機(jī)(14)，所述空壓機(jī) (14)的輸出口連接有擾水槍，所述水箱(13)經(jīng)過高壓水泵(12)和高壓水槍連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是 所述擾水槍前段設(shè)有鉆有梅花狀小孔(17)的高壓鋼管(18)，高壓鋼管(18)通過軟管(1) 與空壓機(jī)(14)的出口連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求2、4或5所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特 征是所述抽水平臺(tái)車(22)的前端車架上安裝有探照燈(9)和電視攝像機(jī)(10)。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是 所述動(dòng)力電源車(24)采用平板車，其上安裝有箱式變壓器和鎧裝電纜攪盤(5)。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是 所述牽引動(dòng)力車(25)采用礦用電瓶車。
專利摘要一種隧道施工中用于反坡追蹤排水排淤的應(yīng)急設(shè)備，其特征是該設(shè)備由可分拆的各車體及安裝于其上的功能單元構(gòu)成列車，由前向后依次為排水系統(tǒng)(2)、供電系統(tǒng)(4)、牽引系統(tǒng)(6)、后勤保障系統(tǒng)(7)。本實(shí)用新型能夠快速、大量、靈活的排除積水，同時(shí)可以將隧道底部淤積的淤泥使用高壓風(fēng)稀釋造漿，采用管道系統(tǒng)高效排除洞外，大大提高了工作效率，在搶險(xiǎn)救援的施工中發(fā)揮重要作用。
文檔編號(hào)E02F7/10GK201554497SQ20092029762
公開日2010年8月18日 申請(qǐng)日期2009年12月11日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月11日
發(fā)明者張旭東 申請(qǐng)人:中鐵十一局集團(tuán)有限公司;中國(guó)鐵建股份有限公司