摘要:由于城市地鐵的施工，盾構掘進成為地鐵建設的重要施工工法，盾構掘進中出土電機車在隧道中的運行尤為重要，本文根據電機車牽引噸位與速度和坡度關系從安全保障措施、管理措施及應急預案方案等分析了電機車防溜車的方法。
　　關鍵詞：盾構，電機車，爬坡，防溜車
　　一、工程概況
　　廣州市軌道交通五號線三溪～東圃站區間從三溪站出發后，先后以33.857‰、8‰的坡度下降，然后以9.8‰和33‰的坡度上升到達東圃站，本段共有一個曲線段，曲線半徑為1500m，線間距為13m。東圃站～車陂南站區間，出了東圃站后，以31.885‰、4‰的坡度下降，然后先以坡度29‰、5‰上升、然后以坡度2‰下降到達車陂南站，本段共有兩個曲線段，曲線半徑分別為650m和300m，線間距為13m。三溪站～東圃站線路長度1428.943m，東圃站～車陂南站線路長度1065.392m,隧道線路總長度4988.67延米。
　　二、隧洞掘進水平運輸分析
　�。�1）列車編組模式
　　本工程采用蓄電池式，工程用電機編組列車進行隧洞內水平運輸，將盾構掘出的渣土從隧洞內運出至始發井出土口，而掘進所需的管片和砂漿等其他材料通過電機車從始發井運至洞內。每個隧洞采用三列編組列車進行洞內運輸，其中40T牽引機車一列，25T牽引機車兩列。
　�。�2）電機車牽引重量計算
　　40T電機車牽引重量計算；隧道掘進運輸時，40T電機車牽引4節滿箱渣土，牽引重量為190T，計算如下：一節渣土車自重：12.1T，4節共48.4T；一斗渣土17M3，4斗合計68M3，比重按2T/M3計，計136T；合計184.4T按190T進行計算。25T電機車牽引重量計算；情況一，進洞時,牽引重量為60T，計算如下：一節空渣土車自重12.1×1＝12.1T砂漿車自重5.2T，砂漿5M3比重1.5計7.5T，因此砂漿車重量為12.7T；管片車兩節自重7.2T，管片重量為20.2T，因此管片車（2節）重量為27.4T；合計52.2T按60T進行考慮。情況二：出洞時，牽引重量為80T，計算如下：一節渣土車（滿箱渣土），計算值按上計算為46.1T；砂漿車自重5.2T；管片車兩節自重7.2T，管片重量為20.2T（考慮管片在洞內損壞需重新運出情況），因此管片車（2節）重量為27.4T；合計78.7T按照80T進行考慮。綜合25T電機車牽引重量情況一、情況二兩種情況，25T電機車牽引重量最大為80T，按最不利情況考慮，故25T列車牽引重量為80T，40T列車牽引重量為190T。
　�。�3）電機車性能
　�、�40T電機車主要技術參數
　　粘著重量(t)400+10％機車控制方式;計算機智能牽引控制，機車傳動方式直-交，機車功率（kw）110×2起動牽引力（kN）109.8持續牽引力（kN）95.4持續速度（km/h）7.8構造速度（km/h）22通過最小曲線半徑（m）25
　�、�25T電機車主要技術參數
　　粘著重量(t)250+130％機車控制方式；計算機智能牽引控制，機車傳動方式直-交機車功率（kw）65×2起動牽引力（kN）68.59持續牽引力（kN）52.67持續速度（km/h）7.8構造速度（km/h）20通過最小曲線半徑（m）25
　　（4）電機車牽引噸位與速度和坡度關系
　　40T電機車牽引噸位與速度和坡度關系曲線；本標段曲線坡度有33.857‰、33‰、31.887‰、29‰，其他坡度均小于10‰。在坡度小于10‰情況下面，由25T以及40T電機車牽引噸位與速度和坡度關系曲線圖可知，25T電機車以及40T電機車以機車設計最大速度（分別為20km/h、22km/h）運行牽引重量（噸位）大大超過25T和40T電機車實際牽引重量（分別為80T和190T），故在電機車設計性能方面，在坡度小于10‰情況下無論機車以何種速度運行機車不會發生溜車問題。在曲線坡度為33.857‰、33‰、31.887‰、29‰（本方案將這四種坡度統稱為大坡度）情況下，根據表2.3有關線路坡度內容，四種坡度統計長度為1100m，占整個線路長度的47％，比較長，從提高機車運行安全可靠程度防止溜車方面考慮，本方案將四種坡度均按35‰坡度情況進行考慮。由25T以及40T電機車牽引噸位與速度和坡度關系曲線圖可知，25T機車牽引重量80T、坡度在35‰情況下，機車理論限速為13km/h；40T機車牽引重量190T、坡度在35‰情況下，機車理論限速為9km/h�？紤]現場實際情況以及其他兄弟單位機車實際運行經驗，在35‰坡度情況下，一般爬坡速度控制在6～8km/h以內，盡量采用低速大牽引力運行。
　　三、電機車防溜車措施
　�。�1）安全保障措施
　�、俣扰榔挛恢迷O置限速標示牌；洞內水平運輸分析可知，洞內水平運輸電機車性能主要與坡度、速度、牽引重量等因素相關，經過分析，在本標段大坡度前提下，電機車爬坡必須采取小速度大牽引力行駛，機車爬坡限速為6km/h。因此在隧道大坡度位置，設置限速標示牌，使電機車司機清楚機車已經進入大坡度位置，必須按照規定速度要求運行電機車，采取小速度大牽引力行駛，從而預防溜車事故的發生。②置緊急制動裝置；機車車頭位置設置緊急制動錨鉤（見右圖），緊急制動錨鉤由空氣制動系統控制，在正常制動不能滿足要求的情況下或溜車的情況下按下緊急按鈕啟動緊急制動錨鉤，使錨鉤放下勾住軌枕，將列車強制停下。此裝置在機車剛開始溜車或有溜車苗頭而機車本身剎車系統不能較好控制機車下滑情況時使用，在大學城
　　四號線使用時起到了比較好的效果，因此本區間繼續采用此裝置預防溜車事故的發生。
　�、鄯职l揮機車本身制動性能；車制動分為電制動、空氣制動和機械彈簧制動。電制動為常用制動，機車下坡道或減速運行，交流異步牽引電動機處于發電狀態，將機車動能轉化為電能通過變流器向蓄電池充電，當蓄電池充滿電的情況下可自動轉換成電阻制動將能量消耗掉。壓縮空氣作為動力的閘瓦制動僅作為緊急制動使用。因此機車在運用過程中閘瓦消耗極少。機械彈簧制動為駐車時防止溜車使用。因此，在機車運行時，必須充分發揮機車本身制動性能，為預防溜車起到最基本的保障作用。要求在平時的運行過程中加強機車的日常維護保養，保障各項制動性能的完好性。④置輔助制動裝置；電機車上安裝沙箱，設置撒沙裝置，行駛中在軌面進行撒沙，以增加車輪與軌道間摩擦力，增強制動能力。在軌道上設置軌擋器（軌擋器隨車攜帶），當列車向前溜動時用以卡住車輪，阻止其溜車。
　　（2）管理措施
　　①加強電機車司機的培訓，提高司機操作水平。所有電機車司機均需通過理論與實操考核，合格者即持證方能上崗，嚴禁無證人員上崗操作。同時還需提高司機操作人員的安全意識，對大坡度行駛機車需具備一定的安全防溜車意識，發現溜車苗頭必須按照規定程序采取應急措施如啟動錨鉤等。②加強電機車指揮調度。本標段電機車指揮調度由專人完成，指揮以規定的鳴哨指令進行指揮，動作必須規范協調。司機必須按照規定指令進行操作，嚴防誤操作造成溜車事故的發生。③嚴禁超載行駛。本工程列車編組在大坡度位置限速標示為6km/h，前提條件為列車牽引重量為目前現有列車配置。所以洞內列車編組一旦確定，不得無故增加列車牽引設備造成超載，如需增加必須經項目部機電總工程師嚴格復核確認后方可。④加強電機車維護保養，確保機車各項性能滿足運行要求。機車司機必須密切注意電機車電壓情況變化，發現電壓達到警戒值時必須及時更換機車蓄電池，不得有僥幸心理認為運行距離較短或憑借經驗認為可以再運行一段時間的問題發生，防止機車在大坡度爬坡過程突然出現斷電問題造成溜車事故的發生。⑤在盾構機10#臺車尾部按照攝像頭，該攝像頭可監視往洞外300m左右的距離，盾構實際操作室可以隨時進行監控。當發生溜車事故時，司機可立即啟動洞內警鈴，提醒洞內人員立即撤往安全地帶。保障洞內人員安全。⑥做好軌道泥漿的清理，保證軌道面干凈，經常清洗列車車輪保持車輪干凈，同時保證軌面和車輪干燥，使機車剎車系統不受泥漿和水污染，保證其剎車所需要的摩擦力。洞內掘進班人員必須按照規定要求做好軌道鋪設，同時洞內軌道維修人員必須做好軌道日常維護保養工作，發現軌枕松動或軌道壓板、連接桿螺栓松動必須切實做好緊錮工作，嚴防機車運行過程脫軌造成翻車或溜車事故的發生。
　　(3)事故應急措施
　�、侔l生溜車事故時，司機必須長鳴喇叭警示所有洞內軌道上作業人員必須馬上撤離，避免造成人員傷亡。②在10#臺車堆放沙包，當溜車事故發生而其他保障措施得不到保障時，由10#臺車機修人員或軌道維修人員迅速在離10#臺車尾部約50位置軌道上投放袋裝沙包，人為造成機車脫軌，以防機車沖進盾構機頭造成人員傷亡或造成盾構機致命損壞，將溜車損失降至最低。③建立健全隧道防溜車應急預案，發生溜車事故時必須及時報告并搶救現場受傷人員，按照“四不放過”原則進行事故調查，同時將調查結果報予上級領導進行處理。
　　參考文獻
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