[发明专利]应用于隧道施工的皮带输送装置、隧道出渣系统和方法

说明书

本发明公开了应用于隧道施工的皮带输送装置、隧道出渣系统和方法，皮带输送装置包括：连续皮带机，包括位于隧道内的第一输送段和与第一输送段衔接的第二输送段，第一输送段沿着长度方向设置，第二输送段自隧道朝着车站空间的方向倾斜设置，且第二输送段的末端在长度方向上远离隧道的洞口；折返皮带机，与连续皮带机衔接，折返皮带机自车站空间朝着地表面的方向倾斜设置，且折返皮带机的末端在长度方向上靠近隧道的洞口；转渣皮带机，与折返皮带机衔接，转渣皮带机的末端在长度方向上远离隧道的洞口，转渣皮带机将渣土运送至其末端进行卸料。转渣皮带机的末端在长度方向上远离隧道的洞口，避免了端头长期动荷载情况下，对隧道洞口稳定产生影响。

技术领域

本发明涉及隧道施工技术领域，尤其涉及应用于隧道施工的皮带输送装置、隧道出渣系统和方法。

背景技术

连续皮带机具有运距长、运量大、速度快、污染小等特点，在国内连续皮带机主要用在煤矿、大型露天矿山、散装港口、TBM长距离隧道施工中。连续皮带机是专门用于隧道开挖出渣的连续性物料运输设备，可适应大坡度、实现不停机掘进，具有出渣速度快、施工效率高、操作维护简单、无污染等特点。在我国，皮带运输机最早运用于采矿业中，2002年的辽宁大伙房水库输水工程才首次引进了连续皮带机与配套出渣的皮带机连续出渣系统。我国对于这种连续出渣技术的研究起步较晚，而且目前相较于国外设备和技术都相对落后。

近年来随着连续皮带机在采矿业和隧道施工中的广泛应用，国内学者也从各个方面对连续皮带机做了大量的研究。吴惠明和周文波在2004年对水平与垂直运输系统作了较详细的介绍，并对水平皮带运输机的操作、特殊道岔的应用、垂直皮带运输机的结构作了进一步的阐述。徐道亮介绍了盾构法施工及其出渣方式，并针对连续皮带机渣土流动性过大的问题进行了研究。王可强分析了连续皮带机的皮带特性，研究皮带的张力分布形式并使用仿真软件RecurDyn进行了仿真模拟。曾文宇以神华新街煤矿斜井隧道工程为背景，研究了盾构法隧道施工配套连续皮带机的关键技术，分析了驱动方案和纠偏方案，并计算出连续皮带机最后的设计参数。

在运用连续皮带机出渣时，连续皮带机一般都是大倾角式的设置，从而需要占用较长的距离。而当隧道外空间长度不足时，这种大倾角式的皮带机并不适用，因此有时需要采用折返式的皮带机进行出渣，通过折返来减少对于长度的占用。然而，采用这种折返皮带机出渣时，用于接收渣土的渣土池往往对应折返皮带机的末端进行设置，而折返皮带机的末端通常设置在隧道洞口的正上方附近，使得渣土池也处于隧道洞口的正上方附近，在长期动荷载的情况下，会对隧道洞口的稳定产生影响。

此外，在通过盾构机掘进出渣时，若采用传统方法掘进出渣，容易使卸料斗堵塞，并导致盾构机停工，从而影响生产效率。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种应用于隧道施工的皮带输送装置，设置与折返皮带机衔接的转渣皮带机，转渣皮带机的末端在长度方向上远离所述隧道的洞口，避免了端头长期动荷载情况下，对隧道洞口稳定产生影响。

本发明的另一目的在于提供一种隧道出渣系统，渣土池位于车站空间的长边的一侧，避免了端头长期动荷载情况下，对隧道洞口稳定产生影响。

本发明的又一目的在于提供一种隧道出渣方法，既避免对隧道洞口稳定产生影响，又能有效根治卸料斗堵塞现象，减少盾构机停机时间。

针对本发明的一个目的，本发明采用以下技术方案：

一种应用于隧道施工的皮带输送装置，隧道通过洞口与车站空间连通，所述皮带输送装置包括：

连续皮带机，包括位于隧道内的第一输送段和与所述第一输送段衔接的第二输送段，所述第一输送段沿着长度方向设置，所述第二输送段自所述隧道朝着所述车站空间的方向倾斜设置，且所述第二输送段的末端在长度方向上远离所述隧道的洞口；

折返皮带机，与所述连续皮带机衔接，所述折返皮带机自所述车站空间朝着地表面的方向倾斜设置，且所述折返皮带机的末端在长度方向上靠近所述隧道的洞口；