机械法联络通道电瓶车轮距加宽的适用性分析

2025-11-25 09:26:00

摘要：宁波市轨道交通3号线鄞州区政府站-南部商务区站区间联络通道项目施工过程中，电瓶车承担了主要运输任务，有着不可替代的地位。本文主要结合国内首条机械法联络通道施工实例，阐述电瓶车轮距加宽的经济性。

关键词：机械法联络通道；轮距；共轨；经济性分析

0引言

 

通过对宁波市首条机械法联络通道施工经验的总结，我发现虽然盾构机掘进过程比人力掘进快很多，但是盾构机掘进前的施工准备及掘进完毕的撤场工作确花费了大量时间，总工期历时近三个月。联络通道采用机械法施工，总工期并没有比传统工艺缩短多少。究其原因是因为，准备工作堪比大盾构，尤其是轨道铺设及拆除，花费了大量人力、物力。铺轨工艺是否可以优化，需深入分析。

1 首先介绍一下机械法联络通道专用轨道形式

由中铁装备集团研制的547号盾构机台车轮距为1300mm，我公司自有电瓶车轮距为900mm。同其他区间盾构一样，两车不能共用轨道，但联络通道与区间盾构不同的是，区间盾构，电瓶车需要在台车中间穿行，而联络通道施工时，电瓶车不必穿行通过台车。

图1  电瓶车及台车轨道横断面图

 

作者简介：李帅（1983-），男，工程师。

          E-mail：750148225@qq.com

2 取消电瓶车轨道，电瓶车与台车共用轨道的可行性

2.1  电瓶车与台车的位置关系

图2  电瓶车与台车位置关系图

与区间盾构不同，机械法联络通道的电瓶车不能在盾构机1、2、3、4、5号台车中间穿行，从台车进洞到出洞，电瓶车一直在台车后方运行，没有重叠部分。而且，台车下井后，通过台车轨道被托运至盾构机始发或接收停车位，直到联络通道贯通，台车撤场时，再通过台车轨道被托运至吊装井口。台车轨道铺设好后，仅仅被使用两次，所以电瓶车。

所以，如果我们把电瓶车轮距加宽到1300mm，就可以使用台车轨道，继而取消两条

电瓶车钢轨。

2.2  钢轨承载力计算

2.2.1  一、二、四号台车轮距一样，轮对数量一样，取最重的四号台车计算，四号台车共有4个轮对，8个钢轮，每个钢轮平均承载39.12/8=4.89吨的重量。

2.2.2  三、五号台车轮距一样，轮对数量一样，取最重的三号台车计算，三号台车共有4个轮对，16个钢轮，每个钢轮平均承载178.38/16=11.15吨的重量。

2.2.3  电瓶车车头重35t，共四个轮子，每个钢轮平均承载35/4=8.75吨的重量。

台车车号	重量（t）
一号	22.12
二号	20.12
三号（含盾构机、钢套筒）	178.38
四号（含活载）	39.12
五号（含盾构机、钢套筒）	173.1
电瓶车	35

表1  台车重量表

2.2.4  比较四组数据后，取单轮承载力最大的三号台车计算；

图3  三号台车车轮弯矩示意图

查《机械设计手册》（第五版，单行本）P3-142得，截面特性：W上部=208.3cm3=208.3x10-6m3，43轨屈服强度：[σ]=375Mpa，求轨枕许用最大间距L；

钢轨的最大弯矩：

Mmax=PL/4=11.15x1000x10xL/4=27875L；

最大压应力：

σ=Mmax/W上部=27875L/(208.3×10-6)＜ [σ]/2=187.5Mpa；

求得L=1401.1mm≈1.4m＞0.6m（轨枕实际间距），满足使用要求。

3铺四轨施工流程经济性分析

3.1  铺轨过程相关费用汇总

以南-鄞区间联络通道项目为例，联络通道中心位于区间隧道第450环，联络通道中心往里还有一、二号台车，需要30m左右，管片环宽1.5m，大概是25环，隧道内铺轨合计至少475环，再加上端头井需要铺轨18.75m，这样，始发端需要铺轨588.75m，核算成我们现有的钢轨，需要      95x4=380根，也意味着每条隧道要多铺190根钢轨。根据施工经验，平均一个班可以铺轨45根，可以拆轨54根，这样一条隧道铺轨需要4.5个班，拆轨需要3.5个班，合计8个班。

现将铺、拆钢轨所需配置的人员、机械费用汇总如下：

	普工工资	25t汽车吊	运费	水电住宿费	伙食
数量	8	1	8	2	8
单价	140	1400	600	15	25
台班	8	8		8	8
总价	8960	11200	4800	240	1600

表2  铺、拆钢轨费用汇总

3.2  周转材料占用资本

以南-鄞区间联络通道项目为例，两条隧道多铺380根钢轨，每根6.25米43轨采购单价2000元，一个联络通道需占用资本为76万元。

3.3  灯带耗电量计算

每米灯带12w，每小时耗电12/1000=0.012度，灯带长度（475x1.2+100）x2=1340m，8个台班按4天计算总耗电量：4x24x1340x0.012=1543.7度，电费1543.7x0.568=876.8元。

南-鄞区间联络通道铺四轨需多花27676.8元。

3.4  电瓶车轮宽改造项目

JXKB45机车轮距从现有900mm轮距改成1300mm轮距，且后期再改回900mm。由于轮距一改，所有机车的横向连接都发生了改动，因而整车的改造工作量很大，具体改造内容如下：

可保留部件	需改造部件
变频柜	新制整个车体（含司机室）
操作台	减速机需要更换主轴（含轴上车轮）并重新组装
车体内电机	新制4个车轮及悬挂系统
空压机总成	新制基础制动系统
联轴器	新制整车电路、气路系统

表3  电瓶车轮距改造项目清单

现有机车，除了变频柜、操作台、电机等外购件能共用外，结构部分都要重做，且还有大量拆除组装的工作，改造的成本不亚于新制一台机车。

而与我公司长期合作的中铁科工电瓶车机头报价为275万，新制一台管片小车报价为4.9万。

4  结论

通过上述对电瓶车轮距改造方案的深入研究分析，可以得出以下结论：

（1）改造后可以加快施工进度，缩短工期，节省周转材料投入，提高周转材料使用效率。

（2）可以积累电瓶车改装经验。

（3）在投标时，突显企业的唯一性，提升竞争力。

（4）电瓶车与台车共用轨道，铺轨费用暂且都以南-鄞区间铺轨费用计算，每个联络通道大约可以节约2.77万元，宁波26个联络通道累计可节约72.0万元。新制电瓶车及管片小车一套需279.9万元，每条联络通道施工需配两台电瓶车及管片小车，费用总计为559.8万元，减去周转材料节约的成本76万元，还需投入480余万元。通过对比可见，花费数额巨大。

对于企业而言，成本至上，仅从经济性方面考虑，轮距加宽的方案可以直接否定，但从长远看，轮距加宽带来的时间效益及对企业的竞争力水平提升确有无法量化的好处。