謝波

摘要：結合南京地鐵10號線大直徑泥水盾構修建工程，闡述了目前隧道施工洞內常用的有軌和無軌兩種主要運輸方式。從運輸效率、靈活性和經濟性等三個方面分析了有軌運輸和無軌運輸各自的優(yōu)缺點，通過對比證明：南京地鐵10號線為單洞雙線隧道，運輸?shù)目臻g極為有限，選擇無軌洞內運輸方式更高效、更經濟。

關鍵詞：泥水盾構；有軌運輸；無軌運輸；對比分析

中圖分類號：U455文獻標志碼：B

Abstract： Combined with the construction of Line 10 Metro of Nanjing with largediametered slurry shield， two major transfer modes in tunnels including tracked and trackless were both mentioned. A comparison of the transfer modes was conducted in aspects of efficiency， flexibility and economy. The comparison and analysis shows that since there is limited room for transfer in the tunnel of Line 10 Metro， the trackless mode is more effective and economic.

Key words： slurry shield； tracked transfer； trackless transfer； comparison analysis

0引言

南京地鐵10號線為單洞雙線隧道，采用大直徑泥水盾構修建，中間風井至江心洲站區(qū)間全長3 600 m，江中隧道長2 300 m，其水平運輸系統(tǒng)是整個系統(tǒng)的瓶頸。隧道下部結構采取中間預制“口”字件+兩側現(xiàn)澆的結構形式，雙線間設置現(xiàn)澆中隔墻，頂部設置預制煙道，中隔墻中部設置緊急疏散平臺。隧道結構復雜，運輸?shù)目臻g極為有限，如何實施快速施工技術將是本工程的難點之一。

目前，隧道施工常用的洞內運輸方式主要分有軌和無軌運輸兩種。兩種洞內運輸方式哪一種更適用于南京地鐵10號線的問題，文章從三方面進行對比分析，選擇出了適合本工程特點的洞內運輸方式。

1常用隧道洞內運輸方式

1.1無軌運輸

隨著大型隧道施工機械的引進和發(fā)展，在雙線隧道施工中采用無軌運輸帶來了有軌運輸無法比擬的高速度、高工效，因而受到施工人員的普遍歡迎。近幾年，在單線鐵路隧道及小斷面水工隧洞施工中無軌運輸也得到了推廣應用。雖然在單線隧道施工中使用無軌運輸具有一定的優(yōu)點，但也存在一些目前難以妥善解決的問題。以膠輪卡車運輸為例，運輸?shù)缆沸枰佋O簡易路面，車道寬度、車道設置及回車距離等也有要求，且隨著隧道掘進的長度增加，其不利因素也更加突出，故業(yè)界對無軌運輸推廣應用存在較大分歧[14]。

1.2有軌運輸

有軌運輸就是鋪設小型軌道，用蓄電池電機車或窄軌礦車運輸材料及渣土的方式。采用有軌運輸時，洞外應根據需要設置調車、編組、出渣、進料、設備整修等作業(yè)線路。有軌運輸根據軌道形式的不同，可以分為單軌制、四軌三線制和復合式三種。

單軌制的優(yōu)點為鋼軌和軌枕材料需要量少， 軌面標高低，有利于在盾構機后布置配套設備，列車運行管理較為簡單。缺點為只適用于短區(qū)間隧道施工，否則列車運行的脫節(jié)將會使盾構機掘進發(fā)生停機等待現(xiàn)象。

四軌三線制需要在洞內鋪設2條線路，分別用于機車駛入和駛出，在盾構機后配套處合并為單軌。由于隧道空間所限，軌距一般為762 mm，左右線分別為重車和輕車運輸線。在盾構機后配套后部設1副浮放雙開道岔，可由盾構機或由機車拖移。其優(yōu)點為左右兩線的運輸互不干涉，運輸是連續(xù)的，與區(qū)間隧道的長度無關。配置的靈活性大，列車調度較為靈活，易于應對突發(fā)性故障和事件； 工序適應性較強，當工序臨時變動或脫節(jié)時，便于調度。缺點為軌道需要量增大一倍，軌枕要求的長度長，需要量較大。

復合式主運輸軌線仍為單線制軌線，在后配套后部設2副浮放雙開道岔組成會車點。當隧道特長時，在隧道中部可增設雙線會車點，可以是固定的或可移動式的。會車點間隔距離根據運輸系統(tǒng)參數(shù)計算確定。復合式軌線既節(jié)省鋼軌和軌枕材料又滿足特長盾構區(qū)間施工運輸需要。當隧道區(qū)間長度短時，復合式軌線相當于四軌三線制軌線，利用盾構機掘進時間，另一組空的編組列車可駛入在后配套后部等待。復合式軌線制兼有單線制軌線和四軌三線制軌線的優(yōu)點。缺點為道岔位置需要根據掘進長度不斷調整，機車需要在道岔處等待來車交會，降低了運輸效率。

2兩種隧道洞內運輸方式的比選

比選無軌運輸和有軌運輸，需要立足于工程需求，從本工程特點出發(fā)，著重從運輸效率、靈活性和經濟性方面經行比較。

2.1運輸效率

無軌運輸砂漿車、管片車和箱涵車均為單個車輛，不同的物料分別由不同車送入洞內，砂漿車車速較快，管片和箱涵車車速較慢。有軌運輸列車由電力機車牽引，后部設置多節(jié)車廂，運輸?shù)奈锊陌ㄉ皾{、管片和箱涵等，不同的物料由同組列車送入洞內。

運輸效率的最好情況應為盾構不會因等待后續(xù)物材而停機。泥水盾構隧道的施工速度主要取決于盾構完成單環(huán)管片掘進循環(huán)的時間，包括盾構掘進一環(huán)長度的時間、停機拼裝一環(huán)管片的時間、等待管片和泥漿等物料送入的時間。其中物料送入和盾構掘進及管片拼裝同步進行，因此以一環(huán)為一個循環(huán)，對運輸效率的最高要求可用下式表達

以隧道全長3 600 m為最長單向行駛距離代入式（2），計算得到砂漿車完成一個循環(huán)時間為43 min，管片車為51 min，箱涵車為71 min，列車為782 min。盾構機正常施工階段時掘進一環(huán)（2 m）大約需要60～100 min，管片拼裝大約35～50 min，完成一個掘進循環(huán)時間大約為95～150 min，說明有軌運輸和無軌運輸均能達到最高運輸效率要求，砂漿車可在一個掘進循環(huán)內運送兩次，保證盾構機內砂漿充足。endprint

在滿足最高運輸效率的同時，還應盡量保證盾尾處有充分的卸車時間。無軌運輸快車和慢車分離，砂漿車最早到達時間為一個循環(huán)開始后的15 min，管片車為28 min，箱涵車為38 min；有軌運輸列車為416 min，無軌運輸優(yōu)于有軌運輸，但兩種運輸方式均留有充足的裝卸時間。

2.2靈活性

無軌運輸?shù)撵`活性明顯高于有軌運輸，主要表現(xiàn)在以下4點。

（1） 無軌運輸對不同物料采用不同的運輸車輛，盾尾處物料卸車順序可調，對物料進洞順序沒有嚴格要求。有軌運輸單組列車內車廂位置固定，為了卸車方便，一般從前到后開始卸車，物料卸車順序不易改變。

（2） 無軌運輸砂漿車運量小，速度快。一輛車一個循環(huán)內可運送兩次，單環(huán)砂漿總運輸量可根據需求實時調節(jié)，不夠時可進行二次運送，運多時車輛可在盾尾等候下環(huán)注漿，其他空罐砂漿車可正常出洞。而有軌運輸列車運量大，速度慢，單環(huán)砂漿總運輸量不易調節(jié)。

（3） 除了安排一組車輛用于盾尾處的物料運送，還要安排一組車輛用于運送混凝土澆筑主體結構。無軌運輸時，不同組車輛錯車方便，兩組不會互相干擾。有軌運輸?shù)膬山M車輛共用同一軌道，容易造成交通堵塞。

（4） 無軌運輸?shù)能囕v發(fā)生故障時，可緊急停于通道兩側空隙處進行故障排除，對其他車輛運輸影響小。有軌運輸?shù)牧熊嚢l(fā)生故障時，其所處軌道將無法使用，整個運輸系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

2.3經濟性

運輸系統(tǒng)的成本可以分為人工費，機具材料費和配套設施費等，兩種運輸方式的成本可以從以下幾點比較。

（1） 人工費。無軌運輸需要的司機數(shù)量遠大于有軌運輸，但是有軌運輸需要考慮增加軌道鋪設和拆除人員及道岔工，因此兩者人工費用相近。

（2） 機具材料費。無軌運輸?shù)目傑囕v數(shù)和有軌運輸總車廂數(shù)相近，有軌運輸還需要考慮軌道及相關設施費用，因此有軌運輸?shù)臋C具材料費較高。

（3） 配套設施費。有軌運輸對洞內環(huán)境影響小，無需另設相關設施；無軌運輸廢氣排放量大，需要增加風機數(shù)量，因此無軌運輸?shù)呐涮自O施費較高。

另外還要考慮發(fā)生事故的間接經濟損失，根據上節(jié)分析，無軌運輸車輛發(fā)生故障對運輸系統(tǒng)影響較小。有軌運輸機車發(fā)生故障將導致運輸系統(tǒng)癱瘓，進而延誤工期，造成的經濟損失較大。綜上，無軌運輸?shù)慕洕砸院糜谟熊夁\輸。

3結語

通過對無軌運輸和有軌運輸各方面的比較，無軌運輸更優(yōu)，因此南京地鐵10號線泥水盾構隧道施工的洞內運輸方式選擇無軌運輸。對于盾構隧道內運輸方式的選擇，既要考慮洞內空間的大小及不同運輸方式的運輸效率和經濟費用，也要結合施工作業(yè)環(huán)境和施工方法，通過綜合比較和辯證選擇來確定運輸方式， 實現(xiàn)洞內運輸方式的高效經濟。

參考文獻：

[1]張路剛.單線隧道施工運輸方式經濟比較[J].鐵路工程造價與管理，2006，21（3）：79.

[2]張寧川.地鐵盾構法施工軌道運輸系統(tǒng)方案優(yōu)化[J].隧道建設，2005，25（3）：2729.

[3]張雪剛.斜井有軌運輸設備選型與正洞無軌運輸配套技術[J].隧道建設，2009，29（3）：334338.

[4]蔚艷慶.隧道快速出碴運輸合理方式探討[J].公路隧道，2008（4）：3135.

[責任編輯：杜衛(wèi)華]endprint

在滿足最高運輸效率的同時，還應盡量保證盾尾處有充分的卸車時間。無軌運輸快車和慢車分離，砂漿車最早到達時間為一個循環(huán)開始后的15 min，管片車為28 min，箱涵車為38 min；有軌運輸列車為416 min，無軌運輸優(yōu)于有軌運輸，但兩種運輸方式均留有充足的裝卸時間。

2.2靈活性

無軌運輸?shù)撵`活性明顯高于有軌運輸，主要表現(xiàn)在以下4點。

（1） 無軌運輸對不同物料采用不同的運輸車輛，盾尾處物料卸車順序可調，對物料進洞順序沒有嚴格要求。有軌運輸單組列車內車廂位置固定，為了卸車方便，一般從前到后開始卸車，物料卸車順序不易改變。

（2） 無軌運輸砂漿車運量小，速度快。一輛車一個循環(huán)內可運送兩次，單環(huán)砂漿總運輸量可根據需求實時調節(jié)，不夠時可進行二次運送，運多時車輛可在盾尾等候下環(huán)注漿，其他空罐砂漿車可正常出洞。而有軌運輸列車運量大，速度慢，單環(huán)砂漿總運輸量不易調節(jié)。

（3） 除了安排一組車輛用于盾尾處的物料運送，還要安排一組車輛用于運送混凝土澆筑主體結構。無軌運輸時，不同組車輛錯車方便，兩組不會互相干擾。有軌運輸?shù)膬山M車輛共用同一軌道，容易造成交通堵塞。

（4） 無軌運輸?shù)能囕v發(fā)生故障時，可緊急停于通道兩側空隙處進行故障排除，對其他車輛運輸影響小。有軌運輸?shù)牧熊嚢l(fā)生故障時，其所處軌道將無法使用，整個運輸系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

2.3經濟性

運輸系統(tǒng)的成本可以分為人工費，機具材料費和配套設施費等，兩種運輸方式的成本可以從以下幾點比較。

（1） 人工費。無軌運輸需要的司機數(shù)量遠大于有軌運輸，但是有軌運輸需要考慮增加軌道鋪設和拆除人員及道岔工，因此兩者人工費用相近。

（2） 機具材料費。無軌運輸?shù)目傑囕v數(shù)和有軌運輸總車廂數(shù)相近，有軌運輸還需要考慮軌道及相關設施費用，因此有軌運輸?shù)臋C具材料費較高。

（3） 配套設施費。有軌運輸對洞內環(huán)境影響小，無需另設相關設施；無軌運輸廢氣排放量大，需要增加風機數(shù)量，因此無軌運輸?shù)呐涮自O施費較高。

另外還要考慮發(fā)生事故的間接經濟損失，根據上節(jié)分析，無軌運輸車輛發(fā)生故障對運輸系統(tǒng)影響較小。有軌運輸機車發(fā)生故障將導致運輸系統(tǒng)癱瘓，進而延誤工期，造成的經濟損失較大。綜上，無軌運輸?shù)慕洕砸院糜谟熊夁\輸。

3結語

通過對無軌運輸和有軌運輸各方面的比較，無軌運輸更優(yōu)，因此南京地鐵10號線泥水盾構隧道施工的洞內運輸方式選擇無軌運輸。對于盾構隧道內運輸方式的選擇，既要考慮洞內空間的大小及不同運輸方式的運輸效率和經濟費用，也要結合施工作業(yè)環(huán)境和施工方法，通過綜合比較和辯證選擇來確定運輸方式， 實現(xiàn)洞內運輸方式的高效經濟。

參考文獻：

[1]張路剛.單線隧道施工運輸方式經濟比較[J].鐵路工程造價與管理，2006，21（3）：79.

[2]張寧川.地鐵盾構法施工軌道運輸系統(tǒng)方案優(yōu)化[J].隧道建設，2005，25（3）：2729.

[3]張雪剛.斜井有軌運輸設備選型與正洞無軌運輸配套技術[J].隧道建設，2009，29（3）：334338.

[4]蔚艷慶.隧道快速出碴運輸合理方式探討[J].公路隧道，2008（4）：3135.

[責任編輯：杜衛(wèi)華]endprint

在滿足最高運輸效率的同時，還應盡量保證盾尾處有充分的卸車時間。無軌運輸快車和慢車分離，砂漿車最早到達時間為一個循環(huán)開始后的15 min，管片車為28 min，箱涵車為38 min；有軌運輸列車為416 min，無軌運輸優(yōu)于有軌運輸，但兩種運輸方式均留有充足的裝卸時間。

2.2靈活性

無軌運輸?shù)撵`活性明顯高于有軌運輸，主要表現(xiàn)在以下4點。

（1） 無軌運輸對不同物料采用不同的運輸車輛，盾尾處物料卸車順序可調，對物料進洞順序沒有嚴格要求。有軌運輸單組列車內車廂位置固定，為了卸車方便，一般從前到后開始卸車，物料卸車順序不易改變。

（2） 無軌運輸砂漿車運量小，速度快。一輛車一個循環(huán)內可運送兩次，單環(huán)砂漿總運輸量可根據需求實時調節(jié)，不夠時可進行二次運送，運多時車輛可在盾尾等候下環(huán)注漿，其他空罐砂漿車可正常出洞。而有軌運輸列車運量大，速度慢，單環(huán)砂漿總運輸量不易調節(jié)。

（3） 除了安排一組車輛用于盾尾處的物料運送，還要安排一組車輛用于運送混凝土澆筑主體結構。無軌運輸時，不同組車輛錯車方便，兩組不會互相干擾。有軌運輸?shù)膬山M車輛共用同一軌道，容易造成交通堵塞。

（4） 無軌運輸?shù)能囕v發(fā)生故障時，可緊急停于通道兩側空隙處進行故障排除，對其他車輛運輸影響小。有軌運輸?shù)牧熊嚢l(fā)生故障時，其所處軌道將無法使用，整個運輸系統(tǒng)處于癱瘓狀態(tài)。

2.3經濟性

運輸系統(tǒng)的成本可以分為人工費，機具材料費和配套設施費等，兩種運輸方式的成本可以從以下幾點比較。

（1） 人工費。無軌運輸需要的司機數(shù)量遠大于有軌運輸，但是有軌運輸需要考慮增加軌道鋪設和拆除人員及道岔工，因此兩者人工費用相近。

（2） 機具材料費。無軌運輸?shù)目傑囕v數(shù)和有軌運輸總車廂數(shù)相近，有軌運輸還需要考慮軌道及相關設施費用，因此有軌運輸?shù)臋C具材料費較高。

（3） 配套設施費。有軌運輸對洞內環(huán)境影響小，無需另設相關設施；無軌運輸廢氣排放量大，需要增加風機數(shù)量，因此無軌運輸?shù)呐涮自O施費較高。

另外還要考慮發(fā)生事故的間接經濟損失，根據上節(jié)分析，無軌運輸車輛發(fā)生故障對運輸系統(tǒng)影響較小。有軌運輸機車發(fā)生故障將導致運輸系統(tǒng)癱瘓，進而延誤工期，造成的經濟損失較大。綜上，無軌運輸?shù)慕洕砸院糜谟熊夁\輸。

3結語

通過對無軌運輸和有軌運輸各方面的比較，無軌運輸更優(yōu)，因此南京地鐵10號線泥水盾構隧道施工的洞內運輸方式選擇無軌運輸。對于盾構隧道內運輸方式的選擇，既要考慮洞內空間的大小及不同運輸方式的運輸效率和經濟費用，也要結合施工作業(yè)環(huán)境和施工方法，通過綜合比較和辯證選擇來確定運輸方式， 實現(xiàn)洞內運輸方式的高效經濟。

參考文獻：

[1]張路剛.單線隧道施工運輸方式經濟比較[J].鐵路工程造價與管理，2006，21（3）：79.

[2]張寧川.地鐵盾構法施工軌道運輸系統(tǒng)方案優(yōu)化[J].隧道建設，2005，25（3）：2729.

[3]張雪剛.斜井有軌運輸設備選型與正洞無軌運輸配套技術[J].隧道建設，2009，29（3）：334338.

[4]蔚艷慶.隧道快速出碴運輸合理方式探討[J].公路隧道，2008（4）：3135.

[責任編輯：杜衛(wèi)華]endprint