一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法

摘要

本发明公开了一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法，包括铺设于隧道地面上的单行轨道、中央处理器以及单行轨道上通过滚轮滚动设置的隧道轨迹车头组件和隧道轨迹车板，所述隧道轨迹车头组件的一侧通过固定铰链与隧道轨迹车板的一侧固定连接，涉及隧道施工技术领域。该小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法，可实现通过将运输系统的扩展设计在外部进行组装，很好的达到了既快速又方便的对运输系统组件进行扩展搭建的目的，大大简化了运输系统的扩展搭建工作，无需花费大量时间将搭建结构运输到洞内，很好的节省了大量人力物力，大大提高了了施工效率，同时大大提高了运输系统的自动化程度。

权利要求

1.一种小断面特长隧道的稳定运输系统，包括铺设于隧道地面上的单行轨道(1)、中央处理器(2)以及单行轨道(1)上通过滚轮滚动设置的隧道轨迹车头组件(3)和隧道轨迹车板(4)，所述隧道轨迹车头组件(3)的一侧通过固定铰链与隧道轨迹车板(4)的一侧固定连接，其特征在于：所述隧道轨迹车头组件(3)和隧道轨迹车板(4)的顶部均固定安装有护栏架(5)，所述隧道轨迹车头组件(3)和隧道轨迹车板(4)的顶部且位于护栏架(5)的内侧固定安装有抽泥箱(6)，且抽泥箱(6)的内部通过安装架固定安装有抽泥管(7)，所述抽泥箱(6)的顶部铺设有渣车轨道(8)，且渣车轨道(8)上通过滚轮滚动设置有渣车(9)，所述单行轨道(1)上通过滚轮滚动设置有隧道运输扩展组件(10)；

所述隧道运输扩展组件(10)包括扩展隧道轨迹车板(101)、扩展抽泥箱(102)和扩展渣车轨道(103)，所述扩展隧道轨迹车板(101)的底部通过滚轮与单行轨道(1)滚动连接，且扩展抽泥箱(102)的底部与扩展隧道轨迹车板(101)的顶部固定连接，所述扩展渣车轨道(103)铺设于扩展抽泥箱(102)的顶部。

2.根据权利要求1所述的一种小断面特长隧道的稳定运输系统，其特征在于：所述扩展抽泥箱(102)的内部通过安装架固定安装有扩展抽泥管(108)，且扩展抽泥管(108)的一端与抽泥管(7)的一端之间通过连接装置(109)进行固定连接。

3.根据权利要求2所述的一种小断面特长隧道的稳定运输系统，其特征在于：所述连接装置(109)包括内连接罩(1091)、外连接罩(1092)和连接凸环(1093)，所述内连接罩(1091)的一侧固定安装于扩展抽泥管(108)的一端，且外连接罩(1092)和连接凸环(1093)的一侧固定安装于抽泥管(7)的一端，所述内连接罩(1091)和外连接罩(1092)之间通过连接螺栓(1094)进行固定连接，且内连接罩(1091)与连接凸环(1093)之间安装有密封垫圈(1095)，所述内连接罩(1091)的一侧开设有与连接凸环(1093)相适配的通料孔(1096)。

4.根据权利要求1所述的一种小断面特长隧道的稳定运输系统，其特征在于：所述渣车(9)包括渣车车头驱动组件(91)、渣车电磁制动组件(92)和渣车车厢(93)，所述渣车车厢(93)的数量至少为四个，且渣车车头驱动组件(91)的数量为两个，四个所述渣车车厢(93)之间通过铰接装置(94)进行活动链接，且渣车车厢(93)与渣车车头驱动组件(91)之间也通过铰接装置(94)进行活动链接。

5.根据权利要求4所述的一种小断面特长隧道的稳定运输系统，其特征在于：所述铰接装置(94)包括两个固定板(941)和两个连接耳(942)，两个所述固定板(941)分别通过连接螺栓固定安装于渣车车厢(93)和渣车车头驱动组件(91)上，且两个连接耳(942)之间通过铰接杆(943)进行铰接。

6.根据权利要求1所述的一种小断面特长隧道的稳定运输系统，其特征在于：所述中央处理器(2)的输出端分别与传感器检测单元(11)、数据比较单元(12)、红外定位传感器组件(13)、渣车电磁制动组件(92)、渣车车头驱动组件(91)、声光报警器(14)和隧道轨迹车头组件(3)的输入端电性连接，且中央处理器(2)的输入端分别与反馈模块(15)和电源模块(16)的输出端电性连接，所述电源模块(16)的输出端与传感器检测单元(11)的输入端电性连接，且数据比较单元(12)的输出端与反馈模块(15)的输入端电性连接，所述中央处理器(2)通过无线通讯模块(17)与远程监控终端(18)实现无线双向连接。

7.根据权利要求6所述的一种小断面特长隧道的稳定运输系统，其特征在于：所述传感器检测单元(11)包括距离传感器(111)和称重传感器(112)，且数据比较单元(12)包括第一数据比较模块(121)和第二数据比较模块(122)，所述距离传感器(111)的输出端与第一数据比较模块(121)的输入端电性连接，且称重传感器(112)的输出端与第二数据比较模块(122)的输入端电性连接。

8.一种根据权利要求1‑7任意一项所述的小断面特长隧道的稳定运输系统的操作方法，其特征在于：具体包括以下步骤：

S1、隧道运输组件的搭建：首先通过钻机钻出5‑10m的隧道开端缺口，然后将预制的单行轨道(1)铺设于隧道开端缺口的地面上，然后通过吊机将预先组装好的隧道轨迹车头组件(3)、隧道轨迹车板(4)、抽泥箱(6)、护栏架(5)、渣车(9)以及配电控制系统搭建于单行轨道(1)上；

S2、运输系统的校准：经过步骤S1的搭建完成后，通过电源模块(16)分别为中央处理器(2)和传感器检测单元(11)通电，首先中央处理器(2)控制隧道轨迹车头组件(3)带动隧道轨迹车板(4)上组装的这个运输系统向隧道内部缓慢前行，此时通过安装于隧道轨迹车头组件(3)前脸的距离传感器(111)检测隧道轨迹车头组件(3)与隧道内部挖掘墙壁之间的距离，并将检测的距离传送至数据比较单元(12)的第一数据比较模块(121)内与预设的校准距离值进行比较，当等于或小于标准距离值时，通过反馈模块(15)将校准指令传送至中央处理器(2)，然后中央处理器(2)控制隧道轨迹车头组件(3)停止运行并制动，即可完成运输系统的校准；

S3、渣车的自动定位：之后中央处理器(2)控制渣车车头驱动组件(91)带动渣车车厢(93)在渣车轨道(8)上前行，当第一个渣车车厢(93)上的红外定位传感器组件(13)接收到渣车轨道(8)上红外发射端发射的红外信号时，中央处理器(2)控制渣车电磁制动组件(92)进行制动，使第一个渣车车厢(93)停靠在挖掘设备的指定位置，此时隧道内部的挖掘设备会将隧道内的渣土装入渣车车厢(93)内；

S4、渣车的装填：设置于渣车车厢(93)内的称重传感器(112)会实时检测渣车车厢(93)内的重量，并将检测的重量值传送至第二数据比较模块(122)内，与预设的标准重量值进行比较，当大于或等于标准重量值时，通过反馈模块(15)反馈给中央处理器(2)，然后中央处理器(2)控制渣车车头驱动组件(91)工作，进行下一个渣车车厢(93)的定位和填装，直至所有渣车车厢(93)装填完成后，中央处理器(2)控制渣车车头驱动组件(91)沿着渣车轨道(8)将渣土运输到隧道外部，然后进行卸货，卸货完成后，渣车(9)沿着渣车轨道(8)运行一圈回到隧道内进行再次装填；

S5、运输系统的扩展：当隧道向内挖掘更深时，先向隧道内部继续铺设单行轨道(1)，再重复步骤S2进行重新校准，然后分别通过隧道运输扩展组件(10)进行扩展隧道轨迹车板(101)、扩展抽泥箱(102)和扩展渣车轨道(103)的组装，之后重复步骤S3和S4进行渣土的运输；

S6、运输报警：单次运输完成后，中央处理器(2)控制声光报警器(14)进行报警，来警告施工人员注意避让。

9.根据权利要求8所述的一种小断面特长隧道的稳定运输系统的操作方法，其特征在于：在整个所述步骤S1‑S5的运输系统工作过程中，中央处理器(2)通过无线通讯模块(17)将施工运输数据信息实时传送至控制室的远程监控终端(18)内，来供监控人员进行远程实时监控管理。

说明书

一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法

技术领域

[0001] 本发明涉及隧道施工技术领域，具体为一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法。

背景技术

[0002] 隧道是埋置于地层内的工程建筑物，是人类利用地下空间的一种形式，隧道可分为交通隧道、水工隧道、市政隧道、矿山隧道，隧道的结构包括主体建筑物和附属设备两部
分。主体建筑物由洞身和洞门组成，附属设备包括避车洞、消防设施、应急通讯和防排水设
施，长的隧道还有专门的通风和照明设备，隧在进行挖掘施工过程中，需要将隧道内的渣土
运输到外部，以确保隧道的正常施工。

[0003] 参考中国专利公开号为CN105221162B的小断面特长隧道运输系统及运输方法分为洞内运输线路和洞外运输线路，洞内运输线路为单轨运输线路并在单轨运输线路的轨道
上设置有多个会车道，这使得洞内运碴车装碴完毕后能够快速驶离出洞，空载的运输车能
够快速地补充至挖装机下方装碴，解决了安全隧道因断面下而存在的会车宽度需求问题，
洞外运输线路的功能分区， 保证了运输车的快速卸碴和使用维护，为隧道内施工产生的碴
土快速运输提供了基础，然而，该专利存在以下缺陷：

[0004] 1）、运输系统扩展搭建较为繁琐，随着隧道更深入的挖掘，需要在隧道内搭建更长的轨道，来保证运输车的运行，洞内搭建需要花费大量时间将搭建结构运输到洞内，再在昏
暗的灯光下进行扩展组装，大大浪费了人力物力，降低了施工效率，不能实现通过将运输系
统的扩展设计在外部进行组装，无法达到既快速又方便的对运输系统组件进行扩展搭建的
目的。

[0005] 2）、自动化程度较低，通过设计组合渣车进行运输，仍然需要施工人员进行人为控制渣车的启动和停止，以及控制运输系统的校准，不能实现通过采用智能传感器，来进行自
动定位和校准，无法达到通过提高运输设备的智能化程度，来方便施工人员进行施工的目
的，从而给施工人员的隧道施工工作带来极大的不便。

发明内容

[0006] （一）解决的技术问题

[0007] 针对现有技术的不足，本发明提供了一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法，解决了现有的隧道运输系统扩展搭建较为繁琐，且自动化程度较低的问题。

[0008] （二）技术方案

[0009] 为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种小断面特长隧道的稳定运输系统，包括铺设于隧道地面上的单行轨道、中央处理器以及单行轨道上通过滚轮滚
动设置的隧道轨迹车头组件和隧道轨迹车板，所述隧道轨迹车头组件的一侧通过固定铰链
与隧道轨迹车板的一侧固定连接，所述隧道轨迹车头组件和隧道轨迹车板的顶部均固定安
装有护栏架，所述隧道轨迹车头组件和隧道轨迹车板的顶部且位于护栏架的内侧固定安装
有抽泥箱，且抽泥箱的内部通过安装架固定安装有抽泥管，所述抽泥箱的顶部铺设有渣车
轨道，且渣车轨道上通过滚轮滚动设置有渣车，所述单行轨道上通过滚轮滚动设置有隧道
运输扩展组件。

[0010] 所述隧道运输扩展组件包括扩展隧道轨迹车板、扩展抽泥箱和扩展渣车轨道，所述扩展隧道轨迹车板的底部通过滚轮与单行轨道滚动连接，且扩展抽泥箱的底部与扩展隧
道轨迹车板的顶部固定连接，所述扩展渣车轨道铺设于扩展抽泥箱的顶部。

[0011] 优选的，所述扩展隧道轨迹车板一侧的正面和背面均通过大紧固螺栓和大连接板与隧道轨迹车板的一侧固定连接，且扩展渣车轨道一侧的正面和背面均通过小紧固螺栓和
小连接板与渣车轨道的一侧固定连接。

[0012] 优选的，所述扩展抽泥箱的内部通过安装架固定安装有扩展抽泥管，且扩展抽泥管的一端与抽泥管的一端之间通过连接装置进行固定连接。

[0013] 优选的，所述连接装置包括内连接罩、外连接罩和连接凸环，所述内连接罩的一侧固定安装于扩展抽泥管的一端，且外连接罩和连接凸环的一侧固定安装于抽泥管的一端，
所述内连接罩和外连接罩之间通过连接螺栓进行固定连接，且内连接罩与连接凸环之间安
装有密封垫圈，所述内连接罩的一侧开设有与连接凸环相适配的通料孔。

[0014] 优选的，所述渣车包括渣车车头驱动组件、渣车电磁制动组件和渣车车厢，所述渣车车厢的数量至少为四个，且渣车车头驱动组件的数量为两个，四个所述渣车车厢之间通
过铰接装置进行活动链接，且渣车车厢与渣车车头驱动组件之间也通过铰接装置进行活动
链接。

[0015] 优选的，所述铰接装置包括两个固定板和两个连接耳，两个所述固定板分别通过连接螺栓固定安装于渣车车厢和渣车车头驱动组件上，且两个连接耳之间通过铰接杆进行
铰接。

[0016] 优选的，所述中央处理器的输出端分别与传感器检测单元、数据比较单元、红外定位传感器组件、渣车电磁制动组件、渣车车头驱动组件、声光报警器和隧道轨迹车头组件的
输入端电性连接，且中央处理器的输入端分别与反馈模块和电源模块的输出端电性连接，
所述电源模块的输出端与传感器检测单元的输入端电性连接，且数据比较单元的输出端与
反馈模块的输入端电性连接，所述中央处理器通过无线通讯模块与远程监控终端实现无线
双向连接。

[0017] 优选的，所述传感器检测单元包括距离传感器和称重传感器，且数据比较单元包括第一数据比较模块和第二数据比较模块，所述距离传感器的输出端与第一数据比较模块
的输入端电性连接，且称重传感器的输出端与第二数据比较模块的输入端电性连接。

[0018] 本发明还公开了一种小断面特长隧道的稳定运输系统的操作方法，具体包括以下步骤：

[0019] S1、隧道运输组件的搭建：首先通过钻机钻出5‑10m的隧道开端缺口，然后将预制的单行轨道铺设于隧道开端缺口的地面上，然后通过吊机将预先组装好的隧道轨迹车头组
件、隧道轨迹车板、抽泥箱、护栏架、渣车以及配电控制系统搭建于单行轨道上；

[0020] S2、运输系统的校准：经过步骤S1的搭建完成后，通过电源模块分别为中央处理器和传感器检测单元通电，首先中央处理器控制隧道轨迹车头组件带动隧道轨迹车板上组装
的这个运输系统向隧道内部缓慢前行，此时通过安装于隧道轨迹车头组件前脸的距离传感
器检测隧道轨迹车头组件与隧道内部挖掘墙壁之间的距离，并将检测的距离传送至数据比
较单元的第一数据比较模块内与预设的校准距离值进行比较，当等于或小于标准距离值
时，通过反馈模块将校准指令传送至中央处理器，然后中央处理器控制隧道轨迹车头组件
停止运行并制动，即可完成运输系统的校准；

[0021] S3、渣车的自动定位：之后中央处理器控制渣车车头驱动组件带动渣车车厢在渣车轨道上前行，当第一个渣车车厢上的红外定位传感器组件接收到渣车轨道上红外发射端
发射的红外信号时，中央处理器控制渣车电磁制动组件进行制动，使第一个渣车车厢停靠
在挖掘设备的指定位置，此时隧道内部的挖掘设备会将隧道内的渣土装入渣车车厢内；

[0022] S4、渣车的装填：设置于渣车车厢内的称重传感器会实时检测渣车车厢内的重量，并将检测的重量值传送至第二数据比较模块内，与预设的标准重量值进行比较，当大于或
等于标准重量值时，通过反馈模块反馈给中央处理器，然后中央处理器控制渣车车头驱动
组件工作，进行下一个渣车车厢的定位和填装，直至所有渣车车厢装填完成后，中央处理器
控制渣车车头驱动组件沿着渣车轨道将渣土运输到隧道外部，然后进行卸货，卸货完成后，
渣车沿着渣车轨道运行一圈回到隧道内进行再次装填；

[0023] S5、运输系统的扩展：当隧道向内挖掘更深时，先向隧道内部继续铺设单行轨道，再重复步骤S2进行重新校准，然后分别通过隧道运输扩展组件进行扩展隧道轨迹车板、扩
展抽泥箱和扩展渣车轨道的组装，之后重复步骤S3和S4进行渣土的运输；

[0024] S6、运输报警：单次运输完成后，中央处理器控制声光报警器进行报警，来警告施工人员注意避让。

[0025] 优选的，在整个步骤S1‑S5的运输系统工作过程中，中央处理器通过无线通讯模块将施工运输数据信息实时传送至控制室的远程监控终端内，来供监控人员进行远程实时监
控管理。

[0026] （三）有益效果

[0027] 本发明提供了一种小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法。具备以下有益效果：

[0028] （1）、该小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法，通过在单行轨道上通过滚轮滚动设置有隧道运输扩展组件，隧道运输扩展组件包括扩展隧道轨迹车板、扩展抽泥箱
和扩展渣车轨道，扩展隧道轨迹车板的底部通过滚轮与单行轨道滚动连接，且扩展抽泥箱
的底部与扩展隧道轨迹车板的顶部固定连接，扩展渣车轨道铺设于扩展抽泥箱的顶部，可
实现通过将运输系统的扩展设计在外部进行组装，很好的达到了既快速又方便的对运输系
统组件进行扩展搭建的目的，大大简化了运输系统的扩展搭建工作，无需花费大量时间将
搭建结构运输到洞内，很好的节省了大量人力物力，大大提高了了施工效率。

[0029] （2）、该小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法，通过在中央处理器的输出端分别与传感器检测单元、数据比较单元、红外定位传感器组件、渣车电磁制动组件、渣车
车头驱动组件、声光报警器和隧道轨迹车头组件的输入端电性连接，且中央处理器的输入
端分别与反馈模块和电源模块的输出端电性连接，电源模块的输出端与传感器检测单元的
输入端电性连接，且数据比较单元的输出端与反馈模块的输入端电性连接，中央处理器通
过无线通讯模块与远程监控终端实现无线双向连接，可实现通过采用智能传感器，来进行
自动定位和校准，很好的达到了通过提高运输设备的智能化程度，来方便施工人员进行施
工的目的，大大提高了运输系统的自动化程度，无需施工人员进行人为控制渣车的启动和
停止，以及控制运输系统的校准，从而大大方便了施工人员的隧道施工工作。

[0030] （3）、该小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法，连接装置包括内连接罩、外连接罩和连接凸环，内连接罩的一侧固定安装于扩展抽泥管的一端，且外连接罩和连接
凸环的一侧固定安装于抽泥管的一端，内连接罩和外连接罩之间通过连接螺栓进行固定连
接，且内连接罩与连接凸环之间安装有密封垫圈，内连接罩的一侧开设有与连接凸环相适
配的通料孔，可实现将扩展抽泥管快速安装在原有抽泥管上，安装牢固，密封性好，且安装
方便。

[0031] （4）、该小断面特长隧道的稳定运输系统及其操作方法，铰接装置包括两个固定板和两个连接耳，两个固定板分别通过连接螺栓固定安装于渣车车厢和渣车车头驱动组件
上，且两个连接耳之间通过铰接杆进行铰接，可实现将渣车车厢之间进行很好的活动连接，
使渣车的各渣车车厢之间均可拆卸，从而方便施工人员对渣车的扩展和维修。

附图说明

[0032] 图1为本发明的结构示意图；

[0033] 图2为本发明结构的侧视图；

[0034] 图3为本发明隧道运输扩展组件结构的剖视图；

[0035] 图4为本发明图3中A处的局部放大图；

[0036] 图5为本发明铰接装置的结构示意图；

[0037] 图6为本发明扩展隧道轨迹车板结构的俯视图；

[0038] 图7为本发明抽泥箱和渣车轨道结构的俯视图；

[0039] 图8为本发明扩展抽泥箱和扩展渣车轨道结构的俯视图；

[0040] 图9为本发明系统的结构原理框图；

[0041] 图10为本发明操作方法的流程图。

[0042] 图中，1单行轨道、2中央处理器、3隧道轨迹车头组件、4隧道轨迹车板、5护栏架、6抽泥箱、7抽泥管、8渣车轨道、9渣车、91渣车车头驱动组件、92渣车电磁制动组件、93渣车车
厢、94铰接装置、941固定板、942连接耳、943铰接杆、10隧道运输扩展组件、101扩展隧道轨
迹车板、102扩展抽泥箱、103扩展渣车轨道、104大紧固螺栓、105大连接板、106小紧固螺栓、
107小连接板、108扩展抽泥管、109连接装置、1091内连接罩、1092外连接罩、1093连接凸环、
1094连接螺栓、1095密封垫圈、1096通料孔、11传感器检测单元、12数据比较单元、13红外定
位传感器组件、14声光报警器、15反馈模块、16电源模块、17无线通讯模块、18远程监控终
端。

具体实施方式

[0043] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0044] 请参阅图1‑10，本发明实施例提供一种技术方案：一种小断面特长隧道的稳定运输系统，包括铺设于隧道地面上的单行轨道1、中央处理器2以及单行轨道1上通过滚轮滚动
设置的隧道轨迹车头组件3和隧道轨迹车板4，中央处理器2的型号为MSP430，隧道轨迹车头
组件3为大功率伺服电机驱动装置配备配电控制保护系统的驱动组件，能够为整个运输系
统提供动力，提供动力，隧道轨迹车板4主要起到承载组件的作用，隧道轨迹车头组件3的一
侧通过固定铰链与隧道轨迹车板4的一侧固定连接，隧道轨迹车头组件3和隧道轨迹车板4
的顶部均固定安装有护栏架5，护栏架5能够防护运输系统组件免受隧道内部渣土的撞击，
起到很好的保护作用，隧道轨迹车头组件3和隧道轨迹车板4的顶部且位于护栏架5的内侧
固定安装有抽泥箱6，且抽泥箱6的内部通过安装架固定安装有抽泥管7，抽泥管7位于隧道
内侧的一端贯穿抽泥箱6并延伸至抽泥箱6的外部，延伸至抽泥箱6外部的抽泥管7与隧道地
面接触，通过将抽泥管7位于隧道外部的一端连接负压泵，能够实现将隧道地面上的淤泥和
污水抽出，抽泥箱6的顶部铺设有渣车轨道8，且渣车轨道8上通过滚轮滚动设置有渣车9，渣
车9包括渣车车头驱动组件91、渣车电磁制动组件92和渣车车厢93，渣车车头驱动组件91内
部为伺服电机和配电控制保护电路组成的驱动组件，能够为渣车9提供动力，渣车电磁制动
组件92为电磁控制制动机构，能够将渣车车头驱动组件91快速刹车，渣车车厢93的数量至
少为四个，可根据隧道的深度进行扩展安装，且渣车车头驱动组件91的数量为两个，一个渣
车车头驱动组件91为主要动力车头，而另一个渣车车头驱动组件91为辅助预备车头，避免
出现一个渣车车头驱动组件91损坏，整个渣车9不能正常工作的情况发生，四个渣车车厢93
之间通过铰接装置94进行活动链接，且渣车车厢93与渣车车头驱动组件91之间也通过铰接
装置94进行活动链接，铰接装置94包括两个固定板941和两个连接耳942，两个固定板941分
别通过连接螺栓固定安装于渣车车厢93和渣车车头驱动组件91上，且两个连接耳942之间
通过铰接杆943进行铰接，铰接杆943是采用碳钢合金材料制成，具有很好的强度和抗疲劳
性能，单行轨道1上通过滚轮滚动设置有隧道运输扩展组件10。

[0045] 隧道运输扩展组件10包括扩展隧道轨迹车板101、扩展抽泥箱102和扩展渣车轨道103，扩展隧道轨迹车板101的底部设置有与单行轨道1相适配的滚轮，扩展隧道轨迹车板
101的底部通过滚轮与单行轨道1滚动连接，且扩展抽泥箱102的底部与扩展隧道轨迹车板
101的顶部固定连接，扩展渣车轨道103铺设于扩展抽泥箱102的顶部，扩展隧道轨迹车板
101一侧的正面和背面均通过大紧固螺栓104和大连接板105与隧道轨迹车板4的一侧固定
连接，且扩展渣车轨道103一侧的正面和背面均通过小紧固螺栓106和小连接板107与渣车
轨道8的一侧固定连接，扩展抽泥箱102的内部通过安装架固定安装有扩展抽泥管108，且扩
展抽泥管108的一端与抽泥管7的一端之间通过连接装置109进行固定连接，连接装置109包
括内连接罩1091、外连接罩1092和连接凸环1093，内连接罩1091的一侧固定安装于扩展抽
泥管108的一端，且外连接罩1092和连接凸环1093的一侧固定安装于抽泥管7的一端，内连
接罩1091和外连接罩1092之间通过连接螺栓1094进行固定连接，且内连接罩1091与连接凸
环1093之间安装有密封垫圈1095，密封垫圈1095具有很好的密封效果，内连接罩1091的一
侧开设有与连接凸环1093相适配的通料孔1096。

[0046] 中央处理器2的输出端分别与传感器检测单元11、数据比较单元12、红外定位传感器组件13、渣车电磁制动组件92、渣车车头驱动组件91、声光报警器14和隧道轨迹车头组件
3的输入端电性连接，红外定位传感器组件13是采用型号为SE2470的收发式红外定位传感
器，声光报警器14的型号为TGSG01‑‑100，且中央处理器2的输入端分别与反馈模块15和电
源模块16的输出端电性连接，反馈模块15的型号为6DR4004‑6J，电源模块16为外接220V电
源，电源模块16的输出端与传感器检测单元11的输入端电性连接，且数据比较单元12的输
出端与反馈模块15的输入端电性连接，中央处理器2通过无线通讯模块17与远程监控终端
18实现无线双向连接，无线通讯模块17为局域网或4G通信网络进行无线通讯，远程监控终
端18设置于隧道施工控制室内，传感器检测单元11包括距离传感器111和称重传感器112，
距离传感器111是采用型号为SPT‑JCS2002的超声波测距传感器，称重传感器112的型号为
FAS‑A4，且数据比较单元12包括第一数据比较模块121和第二数据比较模块122，第一数据
比较模块121和第二数据比较模块122均是采用型号为74LS866的数据比较器，距离传感器
111的输出端与第一数据比较模块121的输入端电性连接，且称重传感器112的输出端与第
二数据比较模块122的输入端电性连接。

[0047] 本发明还公开了一种小断面特长隧道的稳定运输系统的操作方法，具体包括以下步骤：

[0048] S1、隧道运输组件的搭建：首先通过钻机钻出5‑10m的隧道开端缺口，然后将预制的单行轨道1铺设于隧道开端缺口的地面上，然后通过吊机将预先组装好的隧道轨迹车头
组件3、隧道轨迹车板4、抽泥箱6、护栏架5、渣车9以及配电控制系统搭建于单行轨道1上；

[0049] S2、运输系统的校准：经过步骤S1的搭建完成后，通过电源模块16分别为中央处理器2和传感器检测单元11通电，首先中央处理器2控制隧道轨迹车头组件3带动隧道轨迹车
板4上组装的这个运输系统向隧道内部缓慢前行，此时通过安装于隧道轨迹车头组件3前脸
的距离传感器111检测隧道轨迹车头组件3与隧道内部挖掘墙壁之间的距离，并将检测的距
离传送至数据比较单元12的第一数据比较模块121内与预设的校准距离值进行比较，当等
于或小于标准距离值时，通过反馈模块15将校准指令传送至中央处理器2，然后中央处理器
2控制隧道轨迹车头组件3停止运行并制动，即可完成运输系统的校准；

[0050] S3、渣车的自动定位：之后中央处理器2控制渣车车头驱动组件91带动渣车车厢93在渣车轨道8上前行，当第一个渣车车厢93上的红外定位传感器组件13接收到渣车轨道8上
红外发射端发射的红外信号时，中央处理器2控制渣车电磁制动组件92进行制动，使第一个
渣车车厢93停靠在挖掘设备的指定位置，此时隧道内部的挖掘设备会将隧道内的渣土装入
渣车车厢93内；

[0051] S4、渣车的装填：设置于渣车车厢93内的称重传感器112会实时检测渣车车厢93内的重量，并将检测的重量值传送至第二数据比较模块122内，与预设的标准重量值进行比
较，当大于或等于标准重量值时，通过反馈模块15反馈给中央处理器2，然后中央处理器2控
制渣车车头驱动组件91工作，进行下一个渣车车厢93的定位和填装，直至所有渣车车厢93
装填完成后，中央处理器2控制渣车车头驱动组件91沿着渣车轨道8将渣土运输到隧道外
部，然后进行卸货，卸货完成后，渣车9沿着渣车轨道8运行一圈回到隧道内进行再次装填；

[0052] S5、运输系统的扩展：当隧道向内挖掘更深时，先向隧道内部继续铺设单行轨道1，再重复步骤S2进行重新校准，然后分别通过隧道运输扩展组件10进行扩展隧道轨迹车板
101、扩展抽泥箱102和扩展渣车轨道103的组装，分别通过大紧固螺栓104和大连接块105将
扩展隧道轨迹车板101与隧道轨迹车板4进行固定连接，并通过小紧固螺栓106和小连接块
107将扩展渣车轨道103与渣车轨道8进行固定连接，同时通过连接装置109将扩展抽泥管
108与原有的抽泥管7进行固定连接，将之后重复步骤S3和S4进行渣土的运输；

[0053] S6、运输报警：单次运输完成后，中央处理器2控制声光报警器14进行报警，来警告施工人员注意避让。

[0054] 本发明，在整个步骤S1‑S5的运输系统工作过程中，中央处理器2通过无线通讯模块17将施工运输数据信息实时传送至控制室的远程监控终端18内，来供监控人员进行远程
实时监控管理。

[0055] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。

[0056] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。