CN108561177B - 水利陡坡小断面施工运输系统及运输方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水利陡坡小断面施工运输系统，包括牵引装置以及主控中心，牵引装置用于基于主控中心的牵引指令执行对应的牵引动作，所述运输系统还包括：承载装置，通过牵引绳与牵引装置连接，用于承载运渣设备并通过牵引装置的牵引动作带动运渣设备在隧道内沿导向装置的铺设方向做往返运动，其中运渣设备与承载装置相互独立；导向装置，包括引导结构以及导向结构，引导结构用于引导运渣设备移动到承载装置上，导向结构用于为承载装置在隧道中的往返运动进行导向；主控中心与牵引装置和承载装置电连接，用于获取牵引装置和承载装置的反馈信息，并基于反馈信息向牵引装置输出对应的控制指令。本发明还公开了一种水利陡坡小断面施工运输方法。

Description

水利陡坡小断面施工运输系统及运输方法

技术领域

本发明属于隧道施工技术领域，具体涉及一种水利陡坡小断面施工运输系统及运输方法。

背景技术

随着工程技术的不断发展，人们对于地下施工的能力在不断提高，进一步地，隧洞建设需求也越来越多。

在小断面引水隧洞长距离施工过程中，施工人员在对隧洞进行开挖过程中会产生很多工程垃圾，例如挖出来的泥土、废弃的混凝土、从周围围岩渗透出来的泥水或泥沙等，为了更好的推进项目进度以及保证施工人员的人身安全，往往需要在施工过程中将这些工程垃圾不断地运出隧洞倒掉。

在目前的隧洞施工过程中，由于施工导致的工程垃圾往往数量较多、重量较大，因此往往采用专门的运输工具来运输工程垃圾，例如施工人员首先将车开入隧洞中，并开到预定的堆积工程垃圾的地点，然后装载工程垃圾，并在装载完成后再开出来倒掉，但在小断面长距离隧洞中，需要开车的施工人员具有较高的驾驶技术，危险性较高，同时大型运渣车在隧道内行驶可能导致擦碰或震动，从而导致隧道环境的改变，造成极大的潜在危险。

在另一种现有方案中，施工人员在隧洞内设置有轨运渣工具，隧洞中的施工人员将工程垃圾装入有轨运渣工具，并控制该有轨运渣工具运行到隧洞口，然后将该有轨运渣工具中的工程垃圾倒入运渣车，并由运渣车开到指定倒渣点倒掉，但在本方案中，一方面有轨运输工具往往运载量不高，需要多次往返运输，另一方面需要在隧洞口再次进行翻倒操作，耗费额外的人力，因此效率低下。

发明内容

为了克服现有技术中小断面长隧道的施工过程中工程垃圾的运输安全性低以及运输效率低的技术问题，本发明实施例提供一种水利陡坡小断面施工运输系统及运输方法，通过在隧洞中设计独立的牵引装置，根据预设的轨道对运渣设备进行牵引，从而使得运渣设备能够安全、平稳地运行到设定的运渣点，并对工程垃圾进行装载操作，并在完成装载后再自动牵引回到隧洞口，然后行驶至倒渣点倾倒工程垃圾，由于不需要再对工程垃圾进行中转工作，因此提高了运输效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种水利陡坡小断面施工运输系统，包括牵引装置以及主控中心，所述牵引装置用于基于所述主控中心的牵引指令执行对应的牵引动作，所述运输系统还包括：承载装置，通过牵引绳与所述牵引装置连接，用于承载运渣设备并通过所述牵引装置的牵引动作带动所述运渣设备在隧道内沿导向装置的铺设方向做往返运动，其中所述运渣设备与所述承载装置相互独立；导向装置，包括引导结构以及导向结构，所述引导结构用于引导所述运渣设备移动到所述承载装置上，所述导向结构用于为所述承载装置在所述隧道中的往返运动进行导向；所述主控中心与所述牵引装置和所述承载装置电连接，用于获取所述牵引装置和所述承载装置的反馈信息，并基于所述反馈信息向所述牵引装置输出对应的控制指令。

优选地，所述承载装置包括：支撑主体，用于支撑所述运渣设备；滑动结构，设置于所述支撑主体与所述导向装置的导向结构之间并与所述导向结构互相卡和，用于支撑所述支撑主体并使所述支撑主体沿所述导向结构进行滑动；减振结构，设置于所述支撑主体下方，用于减小所述承载装置运动过程中的振动强度；阻挡结构，设置于所述支撑主体上方的前后两侧，用于固定所述运渣设备并阻挡所述运渣设备在所述承载装置运动过程中向前窜动。

优选地，在所述隧道的进出方向上，所述引导结构的进隧道侧为上车口，所述引导结构的出隧道侧为下车口，所述引导结构为所述上车口宽度小于所述下车口宽度的扇形结构。

优选地，所述导向装置还包括：缓冲结构，设置于所述引导结构的隧道进出方向的两侧，用于为上下所述承载装置的运渣设备提供缓冲。

优选地，所述主控中心包括：限位装置，与所述承载装置电连接，用于获取所述承载装置的限位状态，在所述承载装置发生限位故障的情况下，向所述牵引装置输出限位控制指令；断绳保护装置，用于获取所述牵引绳的牵引状态，在所述牵引绳断开的情况下，向所述承载装置输出断绳控制指令；通信装置，包括固定电话模块、视频通信模块、对讲通信模块以及警报模块，用于获取用户的通信信息，并基于所述通信信息向所述牵引装置输出运行或停止的控制指令。

相应的，本发明还提供一种水利陡坡小断面施工运输系统的运输方法，所述运渣设备为运渣车，所述运输方法包括：在执行运渣任务时，控制所述运渣车通过所述引导结构移动到所述承载装置上并固定于所述承载装置上，与所述承载装置一起沿着所述导向结构从隧道口运动到隧道内的运渣点以进行运渣动作；在执行倒渣任务时，控制所述运渣车与所述承载装置一起沿着所述导向结构从所述运渣点运动到所述隧道口，解除与所述承载装置的固定状态后，行驶到隧道外的倒渣点以进行倒渣动作。

优选地，所述运输方法还包括：铺设运输轨道；检验所述运输轨道以及所述承载装置，并生成检验结果；基于所述检验结果，获取当前运输模式；通过所述主控中心基于所述运输模式输出对应的控制指令。

优选地，所述铺设运输轨道包括：在隧道中设置轨道中线以及轨道顶部的标高，以及设置所述运输轨道的边线；按照所述轨道中线、所述标高以及所述边线铺设所述运输轨道；对所述运输轨道进行固定操作；对所述运输轨道的错头点进行打磨。

优选地，所述检验所述运输轨道以及所述承载装置，并生成检验结果，包括：通过所述主控中心控制所述承载装置沿所述运输轨道往返运动两次，并生成初步检查结果；在所述初步检查结果为正常的情况下，通过所述主控中心控制所述承载装置搭载空载的运渣设备沿所述运输轨道分别以低速和高速往返运动两次，并生成初步运行结果；在所述初步运行结果为正常的情况下，通过所述主控中心控制所述承载装置搭载满载的运渣设备沿所述运输轨道分别以低速和高速往返运动两次，并生成检测结果。

优选地，所述运输方法还包括：获取用户的通信信息；判断所述通信信息是否为故障信息或报警信息；在所述通信信息为故障信息或报警信息的情况下，通过所述主控中心向所述牵引装置输出停止运行的控制指令；在所述通信信息不为故障信息或报警信息的情况下，保持当前控制指令直到完成当前运输任务。

通过本发明提供的技术方案，本发明至少具有如下技术效果：

通过在隧洞中设计独立的牵引装置，根据预设的轨道对运渣设备进行牵引，从而使得运渣设备能够安全、平稳地运行到设定的运渣点，并对工程垃圾进行装载操作，并在完成装载后再自动牵引回到隧洞口，然后行驶至倒渣点倾倒工程垃圾，由于不需要再对工程垃圾进行中转工作，因此提高了运输效率。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

图1为本发明实施例提供的水利陡坡小断面施工运输系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的水利陡坡小断面施工运输系统中承载装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的水利陡坡小断面施工运输系统中引导结构的俯视图；

图4为本发明实施例提供的水利陡坡小断面施工运输系统中在导向装置两侧设置缓冲装置的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的水利陡坡小断面施工运输系统中主控中心的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的水利陡坡小断面施工运输方法的具体实现流程图。

附图标记说明

10牵引装置 20主控中心

21限位装置 22断绳保护装置

23通信装置 30承载装置

31支撑主体 32滑动结构

33减振结构 34阻挡结构

40导向装置 41引导结构

42导向结构 43缓冲结构

具体实施方式

为了克服现有技术中小断面长隧道的施工过程中工程垃圾的运输安全性低以及运输效率低的技术问题，本发明实施例提供一种水利陡坡小断面施工运输系统及运输方法，通过在隧洞中设计独立的牵引装置，根据预设的轨道对运渣设备进行牵引，从而使得运渣设备能够安全、平稳地运行到设定的运渣点，并对工程垃圾进行装载操作，并在完成装载后再自动牵引回到隧洞口，然后行驶至倒渣点倾倒工程垃圾，由于不需要再对工程垃圾进行中转工作，因此提高了运输效率。

以下结合附图对本发明实施例的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明实施例，并不用于限制本发明实施例。

本发明实施例中的术语“系统”和“网络”可被互换使用。“多个”是指两个或两个以上，鉴于此，本发明实施例中也可以将“多个”理解为“至少两个”。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，字符“/”，如无特殊说明，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。另外，需要理解的是，在本发明实施例的描述中，“第一”、“第二”等词汇，仅用于区分描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性，也不能理解为指示或暗示顺序。

如图1所示，本发明公开一种水利陡坡小断面施工运输系统，包括牵引装置10以及主控中心20，牵引装置10用于基于主控中心20的牵引指令执行对应的牵引动作，所述运输系统还包括：承载装置30，通过牵引绳与牵引装置10连接，用于承载运渣设备(未标出)并通过牵引装置10的牵引动作带动所述运渣设备在隧道内沿导向装置40的铺设方向做往返运动，其中所述运渣设备与承载装置30相互独立；导向装置40，包括引导结构41以及导向结构42，引导结构41用于引导所述运渣设备移动到承载装置30上，导向结构42用于为承载装置30在所述隧道中的往返运动进行导向；主控中心20与牵引装置10和承载装置30电连接，用于获取牵引装置10和承载装置30的反馈信息，并基于所述反馈信息向牵引装置10输出对应的控制指令。

由于在小断面长隧道中，运输隧道工程垃圾的独立运渣设备往往很难运动到隧道中需要运输工程垃圾的地方，而自动运渣设备，例如类似于采矿运输机的设备的运输效率很低下，每次仅能运输少量的工程垃圾出来，且需要在隧道口再次进行翻倒操作，以将工程垃圾转移到运渣设备例如运渣车上，因此运输难度大，运输效率低下，无法满足现有的施工要求。

在本发明实施例中，通过在隧道中铺设移动轨道，并辅助的有轨承载装置30，通过承载装置30将运渣车牵引到隧道中的运渣点装载工程垃圾，从而不需要施工人员手动进行驾驶操作，避免了施工人员的人身安全受到威胁，提高了运输安全性，同时不需要再进行工程垃圾的翻倒操作，且每次运输的运输量大大提高，因此极大的提高了在小断面长距离隧道中的工程垃圾的运输效率。

请参见图2，在本发明实施例中，承载装置30包括：支撑主体31，用于支撑所述运渣设备；滑动结构32，设置于支撑主体31与导向装置40的导向结构42之间并与导向结构42互相卡和，用于支撑所述支撑主体31并使支撑主体31沿导向结构42进行滑动；减振结构33，设置于支撑主体31下方，用于减小承载装置30运动过程中的振动强度；阻挡结构34，设置于支撑主体31上方的前后两侧，用于固定所述运渣设备并阻挡所述运渣设备在承载装置30运动过程中向前窜动。

在一种可能的实施方式中，运渣车需要进入隧道内装载工程垃圾，并运输到隧道外的倒渣点进行倾倒，因此首先由施工人员将运渣车开上承载装置30上并固定住，在本发明实施例中，阻挡结构34为可转动结构，当运渣车开上承载装置30后，阻挡结构34可以自动或人工手动转动到汽车前轮的前方以及汽车后轮的后方，并将汽车轮胎夹紧以对汽车产生固定作用，然后施工人员通过主控中心20控制牵引装置10，并经过牵引装置10引导承载装置30进入隧道，承载装置30通过滑动结构32沿着导向装置40运动，在运动过程中，由于坡度或导向装置40不平整导致承载装置30发生抖动，抖动经过滑动结构32向支撑主体31传递，并在传递过程中经过减振结构33以减轻抖动效果，同时由于当前坡度过大，因此承载装置30上固定的运渣车有往前倾斜的趋势，但由于阻挡结构34的阻挡作用，因此不会产生前倾的动作，保证了在承载装置30上固定的运渣车的运输安全以及运输稳定性。

在本发明实施例中，通过将独立运动的运渣设备固定于有轨运动的承载装置30上，并通过承载装置30牵引带动到隧道内部，从而将隧道中独立运动的运渣设备改进为有轨运动方式，同时并不影响运渣设备在隧道外的独立运动能力，从而结合了有轨运输和无轨运输的优点，在保证隧道内运输的安全性以及灵活性的前提下，还避免了工程垃圾的反复倾倒，提高了小断面长距离隧道内的工程垃圾的运输效率。

请参见图3，为本发明实施例提供的引导结构41的俯视图，在本发明实施例中，在所述隧道的进出方向上，引导结构41的进隧道侧为上车口，引导结构41的出隧道侧为下车口，引导结构41为所述上车口宽度小于所述下车口宽度的扇形结构。

请参见图4，在本发明实施例中，导向装置40还包括：缓冲结构43，设置于引导结构41的隧道进出方向的两侧，用于为上下承载装置30的运渣设备提供缓冲。

在本发明实施例中，通过在导向结构41的前后两侧设置缓冲结构43，为运渣设备提供一定的坡度，从而便于运渣设备稳定地行驶到承载装置30上，同时减轻了运渣设备在行驶到承载装置30上的过程中对导向结构41造成的冲击作用，降低了使用过程中导向结构41的损坏程度以及损坏速度，延长了导向结构41的使用寿命，提高了隧道运输过程中的施工成本，提高了工作效率。

请参见图5，在本发明实施例中，主控中心20包括：限位装置21，与承载装置30电连接，用于获取承载装置30的限位状态，在承载装置30发生限位故障的情况下，向牵引装置10输出限位控制指令；断绳保护装置22，用于获取所述牵引绳的牵引状态，在所述牵引绳断开的情况下，向承载装置30输出断绳控制指令；通信装置23，包括固定电话模块、视频通信模块、对讲通信模块以及警报模块，用于获取用户的通信信息，并基于所述通信信息向牵引装置10输出运行或停止的控制指令。

在一种可能的实施方式中，牵引装置10在隧道中的运输过程中，由于下坡坡度较大，同时牵引绳使用时间较长，磨损较严重，因此在运输的过程中导致断绳事故的发生，此时主控中心20立即接收到断绳保护装置22的断绳信息，因此立即向承载装置30输出断绳控制指令，控制承载装置30立即与当前的导轨相固定，以停止继续运行，同时主控中心20收到运渣设备上的施工人员通过对讲通信模块发出的求救信息以及警报模块发出的报警信息，因此主控中心20立即对相关负责人发出报警信息并接通该负责人与运渣设备上的施工人员之间的通讯功能。

在本发明实施例中，通过在主控中心20中集成多角度的防护装置，以保护在牵引过程中运渣设备以及上面的施工人员、隧道环境以及隧道中的施工人员的安全性，在发生任何运输故障的时候立即采取安全措施，并接通通讯功能，能够达到安抚隧道中的施工人员的作用，避免隧道中的施工人员因惊慌而做出不安全的行为，因此通过本发明实施例，进一步提高了在小断面长距离的隧道中运输的安全性、可操控性，提高了运输效率。

下面结合附图对本发明实施例提供的水利陡坡小断面施工运输系统的运输方法进行说明。

请参见图6，基于同一发明构思，本发明实施例提供一种水利陡坡小断面施工运输系统的运输方法，所述运渣设备为运渣车，所述运输方法包括：

S10)在执行运渣任务时，控制所述运渣车通过所述引导结构移动到所述承载装置上并固定于所述承载装置上，与所述承载装置一起沿着所述导向结构从隧道口运动到隧道内的运渣点以进行运渣动作；

S20)在执行倒渣任务时，控制所述运渣车与所述承载装置一起沿着所述导向结构从所述运渣点运动到所述隧道口，解除与所述承载装置的固定状态后，行驶到隧道外的倒渣点以进行倒渣动作。

在本发明实施例中，所述运输方法还包括：铺设运输轨道；检验所述运输轨道以及所述承载装置，并生成检验结果；基于所述检验结果，获取当前运输模式；通过所述主控中心基于所述运输模式输出对应的控制指令。

在本发明实施例中，所述铺设运输轨道包括：在隧道中设置轨道中线以及轨道顶部的标高，以及设置所述运输轨道的边线；按照所述轨道中线、所述标高以及所述边线铺设所述运输轨道；对所述运输轨道进行固定操作；对所述运输轨道的错头点进行打磨。

在本发明实施例中，优选地，所述固定操作包括：在有隧道地梁支护的地段，轨道托梁与隧道地梁焊接牢固以形成一个整体，在无隧道地梁支护的地段轨道托梁由50cm深锚杆固定，最后浇筑包边混凝土以形成一个整体结构。

在本发明实施例中，所述检验所述运输轨道以及所述承载装置，并生成检验结果，包括：通过所述主控中心控制所述承载装置沿所述运输轨道往返运动两次，并生成初步检查结果；在所述初步检查结果为正常的情况下，通过所述主控中心控制所述承载装置搭载空载的运渣设备沿所述运输轨道分别以低速和高速往返运动两次，并生成初步运行结果；在所述初步运行结果为正常的情况下，通过所述主控中心控制所述承载装置搭载满载的运渣设备沿所述运输轨道分别以低速和高速往返运动两次，并生成检测结果。

在本发明实施例中，所述运输方法还包括：获取用户的通信信息；判断所述通信信息是否为故障信息或报警信息；在所述通信信息为故障信息或报警信息的情况下，通过所述主控中心向所述牵引装置输出停止运行的控制指令；在所述通信信息不为故障信息或报警信息的情况下，保持当前控制指令直到完成当前运输任务。

以上结合附图详细描述了本发明实施例的可选实施方式，但是，本发明实施例并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明实施例的技术构思范围内，可以对本发明实施例的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明实施例的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明实施例对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明实施例的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施例的思想，其同样应当视为本发明实施例所公开的内容。

Claims (9)

1.一种水利陡坡小断面施工运输系统，包括牵引装置以及主控中心，所述牵引装置用于基于所述主控中心的牵引指令执行对应的牵引动作，其特征在于，所述运输系统还包括：

承载装置，通过牵引绳与所述牵引装置连接，用于承载运渣设备并通过所述牵引装置的牵引动作带动所述运渣设备在隧道内沿导向装置的铺设方向做往返运动，其中所述运渣设备与所述承载装置相互独立；所述承载装置包括：支撑主体，用于支撑所述运渣设备；滑动结构，设置于所述支撑主体与所述导向装置的导向结构之间并与所述导向结构互相卡和，用于支撑所述支撑主体并使所述支撑主体沿所述导向结构进行滑动；减振结构，设置于所述支撑主体下方，用于减小所述承载装置运动过程中的振动强度；阻挡结构，设置于所述支撑主体上方的前后两侧，用于固定所述运渣设备并阻挡所述运渣设备在所述承载装置运动过程中向前窜动；

导向装置，包括引导结构以及导向结构，所述引导结构用于引导所述运渣设备移动到所述承载装置上，所述导向结构用于为所述承载装置在所述隧道中的往返运动进行导向；

所述主控中心与所述牵引装置和所述承载装置电连接，用于获取所述牵引装置和所述承载装置的反馈信息，并基于所述反馈信息向所述牵引装置输出对应的控制指令。

2.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，在所述隧道的进出方向上，所述引导结构的进隧道侧为上车口，所述引导结构的出隧道侧为下车口，所述引导结构为所述上车口宽度小于所述下车口宽度的扇形结构。

3.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，所述导向装置还包括：

缓冲结构，设置于所述引导结构的隧道进出方向的两侧，用于为上下所述承载装置的运渣设备提供缓冲。

4.根据权利要求1所述的运输系统，其特征在于，所述主控中心包括：

限位装置，与所述承载装置电连接，用于获取所述承载装置的限位状态，在所述承载装置发生限位故障的情况下，向所述牵引装置输出限位控制指令；

断绳保护装置，用于获取所述牵引绳的牵引状态，在所述牵引绳断开的情况下，向所述承载装置输出断绳控制指令；

通信装置，包括固定电话模块、视频通信模块、对讲通信模块以及警报模块，用于获取用户的通信信息，并基于所述通信信息向所述牵引装置输出运行或停止的控制指令。

5.根据权利要求1-4中任一权利要求所述的运输系统的运输方法，其特征在于，所述运渣设备为运渣车，所述运输方法包括：

在执行运渣任务时，控制所述运渣车通过所述引导结构移动到所述承载装置上并固定于所述承载装置上，与所述承载装置一起沿着所述导向结构从隧道口运动到隧道内的运渣点以进行运渣动作；

在执行倒渣任务时，控制所述运渣车与所述承载装置一起沿着所述导向结构从所述运渣点运动到所述隧道口，解除与所述承载装置的固定状态后，行驶到隧道外的倒渣点以进行倒渣动作。

6.根据权利要求5所述的运输方法，其特征在于，所述运输方法还包括：

铺设运输轨道；

检验所述运输轨道以及所述承载装置，并生成检验结果；

基于所述检验结果，获取当前运输模式；

通过所述主控中心基于所述运输模式输出对应的控制指令。

7.根据权利要求6所述的运输方法，其特征在于，所述铺设运输轨道包括：

在隧道中设置轨道中线以及轨道顶部的标高，以及设置所述运输轨道的边线；

按照所述轨道中线、所述标高以及所述边线铺设所述运输轨道；

对所述运输轨道进行固定操作；

对所述运输轨道的错头点进行打磨。

8.根据权利要求6所述的运输方法，其特征在于，所述检验所述运输轨道以及所述承载装置，并生成检验结果，包括：

通过所述主控中心控制所述承载装置沿所述运输轨道往返运动两次，并生成初步检查结果；

在所述初步检查结果为正常的情况下，通过所述主控中心控制所述承载装置搭载空载的运渣设备沿所述运输轨道分别以低速和高速往返运动两次，并生成初步运行结果；

在所述初步运行结果为正常的情况下，通过所述主控中心控制所述承载装置搭载满载的运渣设备沿所述运输轨道分别以低速和高速往返运动两次，并生成检测结果。

9.根据权利要求6所述的运输方法，其特征在于，所述运输方法还包括：

获取用户的通信信息；

判断所述通信信息是否为故障信息或报警信息；

在所述通信信息为故障信息或报警信息的情况下，通过所述主控中心向所述牵引装置输出停止运行的控制指令；

在所述通信信息不为故障信息或报警信息的情况下，保持当前控制指令直到完成当前运输任务。

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