一种新型智能防溜车装置的研究

李 飞，陈晴煊

（中铁华隧联合重型装备有限公司，广东 佛山 528308）

1 研究背景

盾构掘进过程中，在下坡阶段电瓶车容易发生后溜，造成安全事故。武汉地铁和宁波地铁在盾构机施工过程中就发生过电瓶车刹车失灵，导致电瓶车溜车撞坏盾构机，造成正在拼装管片的工作人员伤亡的重大事故。在当前地下隧道现场施工过程中，通过配备自身制动系统、设置限位器、设置防溜车挡架，增大轨道摩擦力等方法来避免该事故发生。

除以上常规方法，当前施工中，部分工地上还沿用铁路工作中用到的铁鞋制动的方法，采用人工的方法在一根或两根钢轨上放置铁鞋（也称止轮器），向前滚动的车轮压上铁鞋后，铁鞋的锁闭装置自动开启，随车辆同步运行，轮轨之间由滚动摩擦变为滑动摩擦，阻止掣轮前进，起制动作用；当车辆轮对退下铁鞋时，铁鞋封闭装置将自动锁闭在轨面上。但人工放置铁鞋的方式较难控制时间，劳动强度高，效率低，不能起到很好的效果。

2 智能防溜车装置结构简述

以开挖直径6 200mm 的盾构机为例，如图1所示，智能防溜车装置通过控制气缸伸缩夹放铁鞋将其放置在轨道上，代替人工放置铁鞋，起到制停电瓶车的作用。

图1 一号拖车新增防溜车装置

智能防溜车装置安装在一号拖车前端的防溜车挡架上，由夹紧装置、接近开关、报警装置等组成。夹紧装置如图2 所示，为图1 的A-A 视图，该夹紧装置由一组固定座、上下气缸、左右气缸、夹紧气缸、机械手以及铁鞋组成，夹紧装置可实现夹放铁鞋的作用。

图2 夹紧装置示意图

如图3 所示，铁鞋由鞋尖、鞋底、踏面、立板、鞋尾、裙边等部分组成。

图3 铁鞋简图

3 智能防溜车装置的工作流程

本装置适用于盾构掘进过程中制停装载管片的电瓶车；特别适用于下坡阶段制停电瓶车，防止电瓶车刹车失灵或下坡阶段出现溜车现象，造成安全事故。

本装置分人工及自动两种工作模式，其大致工作流程如图4 所示。

图4 智能防溜车装置工作流程图

自动模式工作过程如下。

1）接近开关检测电瓶车与一号拖车前端距离。

2）若距离小于限定值，接近开关通过PLC发送信号至主控室，同时报警装置闪灯且鸣笛警报。

3）主控室收到信号，自动启动程序控制气缸动作。

4）按照提前测试并设定好的程序，左右气缸伸出，一定距离后上下气缸向下伸出，直至铁鞋与电瓶车轨道接触，松开机械手，铁鞋被放置到轨道上，上下气缸向上回收，左右气缸缩回至零位。

5）此时电瓶车由于重力作用继续向前行驶，经过铁鞋时，车轮被铁鞋制动，并沿钢轨面作滑动摩擦来代替原来车轮滚动摩擦。

由于车轮压上铁鞋之后产生的强烈摩擦给车辆以阻力，使车辆迅速失去原来的速度，并经过一定的滑动后达到制动的目的，避免了电瓶车与防溜车挡架相撞造成的撞击伤害。

人工模式工作过程如下。

1）作业人员通过经验判断到电瓶车与一号拖车前端距离较近，或通过耳听目测到报警信号。

2）于本地控制盒一键操作，启动智能防溜车装置，将铁鞋放置到轨道上。

3）其他步骤与自动模式下一致，此处不赘述。

4 智能防溜车装置的优点

1）使电瓶车运行满足安全要求，防止电瓶车在大坡度轨道上停靠时由于负荷的变化等原因而出现溜车伤人、损坏机械的事故，确保盾构施工生产的顺利进行。

2）配备了报警装置，能检测到一定距离内的电瓶车并且发出警报，起到警示作用。

3）通过铁鞋装置有效地将电瓶车在一定距离下制停，不会发生溜车危险，更加安全。

4）无需人工放置铁鞋或人工制停电瓶车，方便快捷，大大节省了人力和效率，通过用机械手代替人工放置铁鞋，更加方便，精准，减轻工人劳动强度，起到有效防溜车的作用。