专利名称：隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及隧道工程施工设备，具体说是一种隧道工程在建过程中被突发性 涌水淹没后快速抽水和通过管道排出淤泥，用以抢险救援的应急设备。
背景技术：
宜万铁路马鹿箐隧道是我国乃至世界铁路隧道建造史上瞬间涌水量最大的隧道。 2006年1月21日，隧道出口发生特大突水事故。涌水在15分钟内将已开挖的隧道空间全 部充满，并冲出洞外。突水持续时间140分钟，总量约为IlOX 104m3。此次岩溶溃水造成了 重大人员伤亡，隧道内所有设备被淹没，部分洞外设施被冲毁。隧道出口方向为反坡，溃水 时正洞已施工2341米，平导已施工3152米，当隧道洞口涌水停止后，水位线位于隧道洞口， 经估算隧道内存水约为18X104m3。为了排干隧道内的积水，搜寻遇难人员，恢复施工生产， 施工单位立即组织从隧道平导和正洞同时进行高强度的抽排水作业。但是，反坡排水的工程特性给排水工作带来很大的困扰，主要有以下技术难题1.马鹿箐隧道的坡度为15. 3%。，水面向洞内每退40m(水位下降约60cm)，就必须 向前移动抽水设备，否则，抽水机的取水头，就已经露出水面。无法继续作业。每次移机，包 括切断电源、人工移机、重新接电等工序，反坡隧道内抽排水工艺为安装水泵一接排水管 —抽水一拆除水泵前移至下一抽水位置一延长排水管路一再次抽水。在人员十分熟练的情 况下需时约2小时，严重影响抽水效率。2.人工移机由于重量的原因不能使用大功率水泵3.反复在潮湿的环境下进行拆电接电的作业，安全隐患较大。4.抽水设备的功率较大，需将高压电接入隧道内，笨重的变压器等供电设施需随 着抽水设备不断前移。5.抽水的同时，还必须排出淤积在隧道底部厚度达Im左右的淤泥，否则，设备就 不可能前移。而这些淤泥处于流塑状态(半液态半固态)，使用装载机等设备无法装车，只 有人工用桶装车，且在运输过程中，一部分又流回隧道内。如果用车辆装运，按当时的效率， 需时两年。6.隧道溃水灾害发生后，虽然采取了工程措施，排水期间洞内仍存在突涌水风险。 采用常规的抽水方法在紧急情况下很难保证人员、设备快速撤离。为了解决上述问题，中铁十一局集团组织技术人员技术攻关，首次设计出集供电、 抽水、自动前移的整套应急设备。
发明内容本实用新型所要解决的技术问题是提供一种用于反坡追踪水位排水排淤的，集造 浆、抽水、供电和动力驱动、布管等为一体的应急设备，从而解决反坡隧道排水排淤的技术 问题。将抽水设备、供电设备、稀释造浆等设备集成在抽水列车上，能够快速高效追踪水位 下降前移。[0012]所述隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是该设备由可分拆 的各车体及安装于其上的功能单元构成列车，所述功能单元由前向后依次为排水系统、供 电系统、牵引供电系统、后勤保障系统。本实用新型可有如下的优化方案所述排水系统、供电系统，分别位于顺次连接的 抽水平台车、动力电源车上，后勤保障系统位于后勤服务车上，所述牵引系统采用牵引动力 车。在所述排水系统与供电系统之间设有布管系统，布管系统设于布管车上。所述抽水平台车的车轮为标准规矩钢轮，车体骨架为型钢，车体骨架的前端和两 侧分别设水泵吊架。所述水泵吊架吊装多台污水泵，污水泵的出水口采 用软管和分布在抽水平台车后 部的钢管前端连接，钢管的后端采用软管延伸到布管车。所述抽水平台车上安装有高压水泵、水箱和空压机，所述空压机的输出口连接有 扰水枪，所述水箱经过高压水泵和高压水枪连接。所述扰水枪前段设有钻有梅花状小孔的高压钢管，高压钢管通过软管与空压机的 出口连接。所述抽水平台车的前端车架上安装有探照灯和电视摄像机。所述动力电源车采用平板车，其上安装有箱式变压器和铠装电缆搅盘。所述牵引动力车采用矿用电瓶车。本实用新型能够快速、大量、灵活的排除积水，同时可以将隧道底部淤积的淤泥使 用高压风稀释造浆，采用管道系统高效排除洞外，大大提高了工作效率，在抢险救援的施工 中发挥重要作用。
图1是本实用新型结构示意图，图2是工作平台车放大图，图3是图2中I-I向截面示意图，图4是扰水枪结构示意图。图中1_软管，2-排水系统，3-布管系统，4-供电系统，5-铠装电缆搅盘，6-牵引 系统，7-后勤保障系统，8-污水泵，9-探照灯，10-电视摄像机，11-手拉葫芦，12-高压水 泵，13-水箱，14-空压机，15-钢管，16-配电柜，17-梅花状小孔，18-高压钢管，19-车轮， 20-车体骨架，21-水泵吊架，22-抽水平台车，23-布管车，24-动力电源车，25-牵引动力 车，26-后勤服务车。
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型进一步说明如图1中所示隧道施工中用于反坡追踪 排水排淤的应急设备，由可分拆的各车体及安装于其上的功能单元构成列车，所述功能单 元由前向后依次为排水系统2、供电系统4、牵引供电系统6、后勤保障系统7。所述排水系统2、供电系统4，分别位于顺次连接的抽水平台车22、动力电源车24 上，后勤保障系统7位于后勤服务车26上，所述牵引系统6采用牵引动力车25。[0030]在所述排水系统2与供电系统4之间设有布管系统3，布管系统3设于布管车23 上。第一列为抽水平台车22，其作用是抽水和造浆，其车轮19为标准规矩钢轮，车体 骨架20为型钢，车体骨架20的前端和两侧分别设水泵吊架21。所述水泵吊架21吊装多台污水泵8，污水泵8的出水口采用软管1和分布在抽水 平台车22后部的钢管15前端连接，钢管15的后端采用软管1延伸到布管车23。在实施例 中水泵吊架21吊装8台污水泵8，污水泵8的数量可随作业空间的大小，隧道断面或者排水 工程量的大小增减。后端排水钢管15根据车体宽度分层布置，采用软管1和布管车23连 接。所述抽水平台车22上安装有高压水泵12、水箱13和空压机14，所述空压机14的 输出口连接有扰水枪，所述扰水枪前段设有钻有梅花状小孔17的高压钢管18，高压钢管18 通过软管1与空压机14的出口连接。将扰水枪的钢管插入淤泥内，利用高压风扰动淤泥和 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经过高压水泵12和高压水枪连接。用于射水清洗隧道被淹没部分。 车上还安装有小型抽水机用于为水箱13补充水。抽水平台车22其前端车架上安装有探照灯9和电视摄像机10。用于照明、险情观 察和记录。第二列为布管车23，其主要作用是连接抽水平台车22和布置于隧道洞壁的排水 管道；同时还有增加设备系统的长度，从而增加抽水平台车22的吃水深度，避免牵引动力 车25入水过深，增加每循环排水距离的作用。布管车23上钢管15按需要分层布置，用带 钢丝的高压软管和前端的抽水平台车22及布置于隧道洞壁的排水管道连接。两侧采用钢 丝绳挂动力线缆和通讯线缆。第三列为动力电源车24采用平板车，其上安装有箱式变压器和铠装电缆搅盘5。第四列为牵引动力车25采用矿用电瓶车。第五列为后勤服务车26，可用平板车或梭式矿车。运输管道、工具、人员等各相邻的单元车连接处两侧设置电缆支架，用于挂动力线。各单元车的连接采用连杆销接。隧道边墙上的排水管可采用大口径钢管或者工程塑料管。操作过程如下清理抽水平台车22前方的障碍物，检查维护轨道状态，将抽水平台车22推行至一 定的吃水深度，将列车上的排水管和布置于隧道边墙上的排水管连接。启动排污泵，进行抽 水。同时启动高压风造浆。当水位下降，露出淤泥时，启动车上的高压射水枪造浆稀释。当水位下降至排污泵不能工作时，停机。关闭管头阀门。解除列车管道和边墙管 道的连接。开动牵引动力车25推行抽水平台车22至一定吃水深度，连接管道。如此循环作 业。抽水作业时，牵引动力车25可与前端的车辆解除连接，在轨道上运行进行运输作 业。或返回隧道外充电。[0049]进行推送作业时，当一台牵引动力车25动力不足，可使用双机推送。当发生涌水量大于排水量的紧急情况时，可解除布管车23的隧道边墙排水管的 连接。关闭高压动力电源，解除动力电源车24和隧道边墙上的电缆连接。启动牵引动力车 25，将整机系统和人员全部撤离至隧道外。遇到特别紧急情况，解除牵引动力车25和前端的连接。利用牵引动力车25和后 勤服务车26将人员紧急撤离。
权利要求一种隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是该设备由可分拆的各车体及安装于其上的功能单元构成列车，所述功能单元由前向后依次为排水系统(2)、供电系统(4)、牵引系统(6)、后勤保障系统(7)。
2.根据权利要求1所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是 所述排水系统(2)、供电系统(4)，分别位于顺次连接的抽水平台车(22)、动力电源车(24) 上，后勤保障系统(7)位于后勤服务车(26)上，所述牵引系统(6)采用牵引动力车(25)。
3.根据权利要求1或2所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征 是在所述排水系统(2)与供电系统(4)之间设有布管系统(3)，布管系统(3)设于布管车 (23)上。
4.根据权利要求2所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是 所述抽水平台车(22)的车轮(19)为标准规矩钢轮，车体骨架(20)为型钢，车体骨架(20) 的前端和两侧分别设水泵吊架(21)。
5.根据权利要求4所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是 所述水泵吊架(21)吊装多台污水泵(8)，污水泵(8)的出水口采用软管(1)和分布在抽水 平台车(22)后部的钢管(15)前端连接，钢管(15)的后端采用软管(1)延伸到布管车(23)。
6.根据权利要求2、4或5所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特 征是所述抽水平台车(22)上安装有高压水泵(12)、水箱(13)和空压机(14)，所述空压机 (14)的输出口连接有扰水枪，所述水箱(13)经过高压水泵(12)和高压水枪连接。
7.根据权利要求6所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是 所述扰水枪前段设有钻有梅花状小孔(17)的高压钢管(18)，高压钢管(18)通过软管(1) 与空压机(14)的出口连接。
8.根据权利要求2、4或5所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特 征是所述抽水平台车(22)的前端车架上安装有探照灯(9)和电视摄像机(10)。
9.根据权利要求2所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是 所述动力电源车(24)采用平板车，其上安装有箱式变压器和铠装电缆搅盘(5)。
10.根据权利要求2所述的隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是 所述牵引动力车(25)采用矿用电瓶车。
专利摘要一种隧道施工中用于反坡追踪排水排淤的应急设备，其特征是该设备由可分拆的各车体及安装于其上的功能单元构成列车，由前向后依次为排水系统(2)、供电系统(4)、牵引系统(6)、后勤保障系统(7)。本实用新型能够快速、大量、灵活的排除积水，同时可以将隧道底部淤积的淤泥使用高压风稀释造浆，采用管道系统高效排除洞外，大大提高了工作效率，在抢险救援的施工中发挥重要作用。
文档编号E02F7/10GK201554497SQ20092029762
公开日2010年8月18日 申请日期2009年12月11日 优先权日2009年12月11日
发明者张旭东 申请人:中铁十一局集团有限公司;中国铁建股份有限公司