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悬臂式掘进机在软岩隧道施工中的应用

[08-22 12:13:38]   来源:http://www.67jzw.com  地铁遂道   阅读:8528

概要:6 施工方法黄塘隧道为带中墙双跨连拱结构,开挖采用三导坑断面先墙后拱法。中导坑先行贯通,并按设计进行中墙永久性砼衬砌,左侧导坑施工略滞后一段时间,再进行右侧导坑及右侧隧道施工。拱部采用环形短台阶开挖,并且在拱部初期支护完成后进行中墙上方围岩加固,拱部开挖时,中导坑应予以回填。开挖步骤见图2。图2 黄塘隧道开挖步骤图6.1中导洞开挖方法中导洞的断面尺寸(5.32×6.3M),S100型悬臂式掘进机一次定位切削断面为(5.3×4.6M),故中导洞采取分上下两个台阶开挖(见图4),上部选用S100型悬臂式掘进机进行掘进及装碴,自卸车运输。上部贯通后,再进行下部开挖,下部采用钻爆法施工。6.2施工工艺流程(见图3) 图3 悬臂式掘进机施工工艺流程图 图4 切削顺序图6.3切削方法悬臂式掘进机就位后,开始从掌子面底部A点到B点水平切削出一条槽,向前移动掘进机再一次就位,就位后截割头采取自下而上、左右循环切削,参见图3。在切削同时铲板部耙爪将切削下来的碴装入第一运输机,第一运输机转运至第二运输机,第二运输机直接装入出碴车运出洞外,参见图5。从

悬臂式掘进机在软岩隧道施工中的应用,标签:工程设计,http://www.67jzw.com

6 施工方法

黄塘隧道为带中墙双跨连拱结构,开挖采用三导坑断面先墙后拱法。中导坑先行贯通,并按设计进行中墙永久性砼衬砌,左侧导坑施工略滞后一段时间,再进行右侧导坑及右侧隧道施工。拱部采用环形短台阶开挖,并且在拱部初期支护完成后进行中墙上方围岩加固,拱部开挖时,中导坑应予以回填。开挖步骤见图2。

图2 黄塘隧道开挖步骤图

6.1中导洞开挖方法

中导洞的断面尺寸(5.32×6.3M),S100型悬臂式掘进机一次定位切削断面为(5.3×4.6M),故中导洞采取分上下两个台阶开挖(见图4),上部选用S100型悬臂式掘进机进行掘进及装碴,自卸车运输。上部贯通后,再进行下部开挖,下部采用钻爆法施工。

6.2施工工艺流程(见图3)

  图3  悬臂式掘进机施工工艺流程图                图4  切削顺序图

6.3切削方法

悬臂式掘进机就位后,开始从掌子面底部A点到B点水平切削出一条槽,向前移动掘进机再一次就位,就位后截割头采取自下而上、左右循环切削,参见图3。在切削同时铲板部耙爪将切削下来的碴装入第一运输机,第一运输机转运至第二运输机,第二运输机直接装入出碴车运出洞外,参见图5。从底部开挖到顶部完成后,进行二次休整以达到准确的设计断面。当局部遇有硬岩时,可先掘周围软岩,使大块硬岩坠落,采用改炮方式另行处理,以降低掘进难度及截齿消耗量。

7 施工效果

悬臂式掘进机于2000年7月1日正式进洞掘进,10月26日顺利实现了黄塘隧道中导洞贯通。进口II类围岩(共155米)施工中,扣除其他因素影响,实际施工时间为56天,综合平均日进尺2.75米;III类围岩为120米,实际施工时间为20天,平均日进尺5.9米,最高日进尺10.1米。掘进初期,由于刚进洞,洞室地质条件差,司机操作不熟练,机器本身存在不足,如出碴系统不完善,卡链故障频繁发生等原因,平均日进尺仅为0.5米。随着掘进施工的进行,虽然围岩类别仍旧为II类,但由于工人操作熟练程度提高,机器故障减少,平均日进尺有所提高,施工进入III类围岩区段后掘进速度迅速提高。

经过近四个月的施工,S100型悬臂式掘进机试验取得了初步成果:

(1)初步摸索出了S100型悬臂式掘进机在II类、III类围岩条件下的掘进参数:II类围岩施工中,扣除其他因素影响,开挖(包括:切削、故障排除、维修保养、换截齿、测量等)占总体作业时间的64.3%,其中切削占开挖总体作业时间的66%。支护占总体作业时间的27.8%;III类围岩开挖占总体作业时间的70%,其中切削占开挖总体作业时间的90%。支护占总体作业时间的22%。

(2)悬臂式掘进机机械配套模式:S100型悬臂式掘进机一台,配OPZ150型皮带常转载机一台和三台黄河自卸运输车。供电系统为一台移动式变电站。

(3)施工管理模式:掘进施工队实行三班四倒制,每班6小时轮流上班,每班六人,其中包括悬臂式掘进机操作手1人,运输车司机3人,配合2人。

(4)初步完成了S100型悬臂式掘进机施工的维修保养操作规程,总结出一套较为成功的掘进机施工维修保养操作方法,为今后施工积累了一定的经验。

(5)最后对掘进机掘进施工各种经济指标进行了初步测算。采用悬臂式掘进机施工(不包括支护成本)比传统钻爆法施工费用高出10%,如考虑支护成本,采取提高功效等措施,悬臂式掘进机施工费用肯定要低于钻爆法施工。

8 悬臂式掘进机的设备选型

悬臂式掘进机的设备选型关键是紧密结合隧道的地质条件。岩石单轴强度在50Mpa~100pa之间时,应选用重型悬臂式掘进机,即切削功率在160kw以上;岩石单轴抗压强度在50Mpa以下,可选用轻型悬臂式掘进机,即切削功率在100kw以下。

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