在暗挖法地下工程施工中用于松散状施工材料的供给系统的制作方法

本发明涉及地下工程施工，具体而言，本发明涉及一种在暗挖法地下工程施工中用于松散状施工材料的供给系统。

背景技术：

1、暗挖法，是目前城市地下工程施工中应用最为广泛的一种工法。采用浅埋暗挖法开挖作业时，应保证最大限度地减少对地层的扰动，提高周围地层自承能力和减少地表沉降。根据不同的地质条件及隧洞断面，可选用不同的开挖方法，但其总原则是：预支护、预加固一段，开挖一段；开挖一段，支护一段；支护一段，封闭成环一段。初期支护按承担全部基本荷载设计，二次模筑衬砌作为安全储备，两者共同承担特殊荷载。

2、按照通常的暗探法地下工程施工，例如在浅埋暗挖法地铁隧道或车站施工中，尤其是在坑道(隧道或导洞)土方开挖与初期支护期间，利用运输车辆(如目前地铁施工中常用的三轮电动车)执行物料的水平运输，将渣土自掌子面区域运输至竖井处并卸料，以及将施工材料(如喷射混凝土用混合料)自竖井或横通道下料位置运输至掌子面区域。在此过程中，受场地限制，运输车辆需要倒车行驶到竖井-横通道开口进行卸车或者在横通道内多次折返倒车调整掉头，而且每次在竖井或横通道下料位置行驶以及特别是卸车时(此时货斗翻转升高)易于与下料管产生磕碰，故而导致作业效率低下，施工人员及设备安全亦难以保障，碰撞、甚至坠井等事故时有发生；松散状施工材料(特别是喷射混凝土用混合料/干混料)在下料位置释放装车时还会产生严重的扬尘和噪声等污染，对作业环境和人员健康造成巨大损害，这也是传统施工工艺中长期存在的痼疾，对现场文明施工具有很大的不利影响。

3、此外，在实践当中，用于松散状施工材料(特别是喷射混凝土用混合料/干混料)的材料供给系统一直沿用传统方法：在地表设置供给机构，拌混水泥、砂石骨料等原料，预先制备出干混料，然后经由输送管道以重力落料方式将该干混料供应至地下施工现场，并通过设于横通道拱顶的下料管或者说下料口将其装载至运输车辆，其中，地上供给端与地下接收端始终需要专人值守，借助手机或对讲机等通信工具进行人工对话联系，以同步材料供给与接收的启停操作。这种方式技术落后、效率低下、污染严重，已成为整个工程建设中科学管理和技术进步的短板，与现今所倡导的绿色施工理念相悖。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的是，针对暗探法地下工程施工，提出一种优化的用于松散状施工材料的供给系统，以至少部分解决现有技术中存在的上述问题。

2、具体而言，本发明提供一种在暗挖法地下工程施工中用于松散状施工材料的供给系统，包括：给料装置，其包括地上的供给机构和地下的下料口以及将所述供给机构与所述下料口相连输送管道；运输通道，其在地下作业场平面中形成下料口区域与施工作业区域之间的联络通道；运输车辆，其在运输通道上运行，将松散状施工材料自下料口区域运送至施工作业区域；其中，在所述运输通道的侧向设置有附属旁洞，该附属旁洞能够容纳运输车辆的至少部分车身，并在运输通道侧墙上开设有适于运输车辆进入的洞口；所述下料口设置在所述附属旁洞的洞室内部顶壁上，通过该下料口，能够将松散状施工材料装载至所述附属旁洞中处于下料位置的运输车辆；所述附属旁洞在其洞口设有污染阻隔装置。

3、本发明的基本思想在于，将松散状施工材料的下料位置亦即下料口置于附属旁洞的内部，在相对封闭的空间中为运输车辆装载。由于松散状施工材料(特别是喷射混凝土用干混料)的下料装车位置处于较为封闭、狭小的洞室之中，因此能够有效地限制扬尘和噪声等污染的扩散，这样也为采取进一步可能的隔挡措施提供了有利条件。于是，本发明进一步提出：附属旁洞在其洞口设有污染阻隔装置，例如，可以在洞口设置帷幕状降尘防尘装置，诸如橡胶挡尘帘、气帘、水/雾帘等，从而大大改善地下施工环境。

4、可以理解，本技术所说“松散状施工材料”包括但不限于暗探法地下工程施工中喷射混凝土用混合料/干混料，对于其他松散状施工材料，同样适用于本发明提出的供给系统并实现类似的有益技术效果。

5、在此，所述输送管道可以但不限于由从地表垂直贯穿地层而延伸至下料口位置的管道所构成。松散状施工材料(特别是喷射混凝土用混合料/干混料)可通过重力落料或气力落料方式装载于运输车辆。值得注意的是，松散状施工材料一般而言优选以重力落料方式通过下料口向运输车辆装载，而对于输送管道并非全长为垂直/竖直走向的情形(例如从竖井横向或斜向铺设管道连通至附属旁洞顶壁下料口的情形)，可能需要至少在局部区段辅以动力送料，如泵送，例如采取气力落料等方式。

6、根据一种具体的实施形式，所述附属旁洞的深度为运输车辆的整车长度的0.6至1倍，且不小于运输车辆的货斗长度；所述附属旁洞的洞口宽度为运输车辆的整车最大宽度的1.5至2.2倍，便于运输车辆顺畅进出，而不与导引旁洞的侧墙发生碰撞或剐蹭。优选地，所述附属旁洞的底面与运输通道路面的高度相齐平，所述附属旁洞的内部顶壁相对于底面的高度不小于运输车辆的整车最大高度的1.2倍。

7、有益的是，在所述附属旁洞的底面上设置有挡车器，以限定运输车辆在附属旁洞中的停置位置，在该停置位置，运输车辆货斗位于所述下料口的正下方。关于所说“运输车辆货斗位于下料口的正下方”，可以理解为，优选下料口大致正对货斗朝上敞开面的几何中心，如此有利于(例如以重力落料方式)将货斗装满。针对轮式车辆，例如目前地铁施工中常用的三轮(自卸)电动车，所述挡车器可以是固定安装于导引旁洞底面的挡车杆、挡车台等，也可以是在导引旁洞底面上用混凝土构筑的凸垄，用于在车辆倒车到位时限定其后轮。

8、根据一种具体的实施形式，所述下料口的底部具有或接有释料开口，在运输车辆停置于附属旁洞中的状态下，所述释料开口与运输车辆货斗顶缘的竖向距离为300mm-600mm。

9、有益的是，所述污染阻隔装置配有启停机构，该启停机构的操控与运输车辆在附属旁洞中的停置彼此联动，方式为：当运输车辆在附属旁洞中的下料位置停置到位时，触发所述启停机构执行第一动作，将污染阻隔装置置于工作状态用以至少部分封堵附属旁洞的洞口(然后便可通过下料口释料，对运输车辆装载松散状施工材料)；当运输车辆从附属旁洞中的下料位置离开时，触发所述启停机构执行第二动作，将污染阻隔装置置于待命状态而释放附属旁洞的洞口。

10、对此，根据一种具体的实施形式，所述污染阻隔装置可以包括挡尘帘，例如柔性条状的橡胶挡尘帘，在其工作状态下悬垂高度适宜略高于运输车辆的车厢/货斗，基本上不会影响其进出附属旁洞即可。对此优选的是，所述挡尘帘配有升降机构，通过所述启停机构的第一或第二动作，能够控制所述升降机构驱动挡尘帘进行下降(污染阻隔装置被置于工作状态)或者进行上升(污染阻隔装置被置于待命状态)。

11、作为额外的附加措施或者可选的替代措施，根据另一种具体的实施形式，所述污染阻隔装置可以包括气帘或水帘，从而能够实现更优的防尘降尘效果，阻隔扬尘污染。为此，在所述附属旁洞的洞口布设有连接于气源或水源的喷嘴，优选地，通过所述启停机构的第一或第二动作，能够控制所述喷嘴进行开关操作，以打开或者关断喷气或喷水。打开喷气或喷水时，在洞口形成气帘或水帘，污染阻隔装置被置于工作状态；关断喷气或喷水时，污染阻隔装置被置于待命状态。

12、有益的是，所述给料装置配有阀门机构，该阀门机构的操控与运输车辆在附属旁洞中的停置彼此联动，方式为：当运输车辆在附属旁洞中的下料位置停置到位时，触发所述阀门机构开启，将给料装置置于工作状态用以通过下料口向运输车辆装载松散状施工材料；当运输车辆从附属旁洞中的下料位置离开时，触发所述阀门机构关闭，将给料装置置于待命状态。

13、对此优选的是，所述给料装置配有计量机构，通过该计量机构，对所述阀门机构每次开启的下料供给量进行监测和控制，当该下料供给量达到运输车辆的容许装载量时，无论运输车辆是否从附属旁洞中的下料位置离开，立即关闭所述阀门机构。

14、对此优选的是，所述污染阻隔装置配有启停机构，该启停机构的操控与运输车辆在附属旁洞中的停置、以及与所述阀门机构的操控彼此联动，方式是：当运输车辆在附属旁洞中的下料位置停置到位时，触发所述启停机构执行第一动作，将污染阻隔装置置于工作状态用以至少部分封堵附属旁洞的洞口，其中，触发所述阀门机构开启比触发所述启停机构执行第一动作滞后0-5秒；当运输车辆从附属旁洞中的下料位置离开时，触发所述启停机构执行第二动作，将污染阻隔装置置于待命状态而释放附属旁洞的洞口，其中，触发所述启停机构执行第二动作比触发所述阀门机构关闭滞后2-5秒。

15、有利的是，根据一种实施形式，污染阻隔装置启停机构的操控和/或给料装置阀门机构(必要时还有其计量机构)的操控可以自动化进行。为此，所述供给系统配置有控制器和传感设备、信号传输与通信设备以及致动设备，用于运输车辆的位置和状态检测，以及在此基础上操纵污染阻隔装置启停机构和/或给料装置阀门机构(必要时还有其计量机构)执行一系列动作，本领域技术人员可依据本发明提出的过程逻辑和功能模式进行相应的装备设计并予以实施。随着5g技术以及全球定位系统和传感器等技术的成熟与应用，机械施工已逐步走向智能化、无人化、标准化，本发明正是顺应于行业发展的这一新趋势，并为全面推行绿色施工创造了有利条件。