区间暗挖隧道悬臂式掘进机掘进施工方案
隧道及地下工程用悬臂凿岩机施工

隧道及地下工程用悬臂凿岩机施工发布时间:2022-12-07T06:42:14.050Z 来源:《城镇建设》2022年第15期8月作者:代长勇[导读] 由于城市土地资源紧张,地下空间的应用也受到越来越多人的关注,尤其是隧道及地下工程。
代长勇中铁五局集团贵州工程有限公司贵州省贵阳市 550003 摘要:由于城市土地资源紧张,地下空间的应用也受到越来越多人的关注,尤其是隧道及地下工程。
悬臂凿岩机在隧道及地下工程施工中应用不仅可以提高施工效率,同时也可以保障隧道及地下工程施工安全性。
基于此,本文就对隧道及地下工程用悬臂凿岩机施工进行探究,以期能够给相关人员经验借鉴。
关键词:隧道;地下工程;悬臂凿岩机 1工程概况贵阳市轨道交通2号线一期工程起点~七机路口站区间位于贵州省贵阳市白云区,隧道全长1354.386m,断面形式为单洞双线隧道。
线路进入白云北路后,隧道宽12/15.1m,高9.5/10.8m,隧顶埋深6.8~9.3m。
上方为白云区主干道白云北路,车流量较大,重型车较多。
白云北路两侧为低层居民自建房,沿白云北路敷设有燃气管道、自来水管道、雨污水管道、强电及弱电等管线,隧道所在岩层为中风化白云岩,下穿白云北路,穿越白云正断层。
白云北路路面主要为人工回填碎石夹粘土层、可塑状粘土层、软塑状粘土层,隧道洞顶位于土石分界线位置,地下水位位于洞顶以上3m范围。
该段隧道为超浅埋隧道,地质条件差,隧顶埋深浅,不能有效形成承载拱,容易坍塌或产生很大的地面下沉。
特别是当浅埋隧道穿越既有道路或其他工程时,由爆破开挖施工扰动地层亏空而引起地表运移明显,对地表工程结构及周边环境会造成很大的影响或破坏。
加上线路上方的建筑物年代久远、基础形式薄弱,分布管线较多,为此隧道施工中对周边岩体的扰动控制是本工程施工的关键。
2.施工工艺及施工组织2.1掘进机的构造特点EBZ260悬臂式掘进机由切割机构、铲板总成、第一运输机、本体总成、行走机构、后支承、操纵台、液压系统、除尘喷雾系统、电气系统、润滑系统、护板、标识与涂装构成。
悬臂式隧道掘进机施工工艺介绍

悬臂式隧道掘进机施工工艺介绍一、农林下路站施工情况介绍1、横通道设计概况农林下路站1号施工横通道净宽6.5m,高度约21m,拱顶覆土约10m,1号横通道拱顶主要位于5N-2硬塑状残积土,暗挖范围内的地层主要为残积土、全、强、微风化地层。
采用锚杆+格栅钢架+钢筋网+喷射混凝土联合支护,拱顶设置超前支护,台(1)拱部Φ108自进式大管棚,t=8mm,阶法开挖,拱顶增设大管棚。
具体参数如下:环距400mm,纵向一次性打设,L=38m。
(2)拱部Φ42小导管超前预支护,环距400mm,纵向间距1.5m,L=3.0m。
(3)钢筋网∅8,150×150(双层),格栅钢架@500mm,纵向 22@1000mm连接钢筋连接钢筋内外侧双排梅花型布置,C25喷射混凝土,350mm厚。
图1-2 横通道断面图2、1号横通道施工进展(1)第1部累计开挖完成35.98m,剩余0m,完成设计(35.98m)的100%;(2)第2部累计开挖完成10m,剩余25.98m,完成设计(35.98m)的27.8%;图1-2 竖井及横通道施工步序及进度示意图2、掌子面地质情况(1)岩层揭露:上层少量分布<6>号地层、中部<7>号地层、下部<9>号地层与地勘报告相符;(2)渗水情况:掌子面右侧上部分有少量渗水;(3)围岩破碎情况:岩层较完整。
10m图1-3 竖井及横通道地质纵断面图二、悬臂掘进机技术参数介绍1、产品简介(以徐工XTR/230为例)XTR4/230悬臂式隧道掘进机专门针对水利等小断面隧道设计,满足中软岩地质隧道掘进要求,整机配置高,性能先进,机器稳定,可靠。
窄机身模块化设计车身宽度2.1m,铲板宽度2.2m,满足小断面隧道施工要求。
切割机构配置硬岩切割头,破岩能力强,切割效率高,截齿损耗低。
装运机构配置伸缩式铲板,有效提高收料效果,降低因堆料导致的切割头磨损。
除尘喷雾系统双重除尘技术,喷雾与风机相结合的双重除尘,有效改善劳动环境。
隧洞掘进机掘进施工方案

隧洞掘进机掘进施工方案1. 引言隧洞掘进机是一种用于在地下挖掘隧道的特殊工程机械设备。
它可以提高隧道施工的效率和质量,减少人工劳动的强度,降低施工风险。
本文将介绍隧洞掘进机的掘进施工方案,包括施工前的准备工作、掘进过程中的操作流程以及施工后的安全措施。
2. 施工前准备工作在进行隧洞掘进机的掘进施工之前,需要进行一系列的准备工作,以确保施工的顺利进行。
2.1 工程调研在开始掘进施工前,必须进行工程调研。
这包括对隧道工程的地质、水文、地下结构等进行详细的调查和分析,以了解隧道施工的难度和风险。
根据调研结果,确定合适的掘进方案和施工参数。
2.2 设备购置和检查隧洞掘进机是掘进施工的关键设备,必须确保其良好的工作状态。
在施工前,需要购置并检查隧洞掘进机的各个部件,确保其功能正常、无故障。
同时,还需要检查隧洞掘进机的润滑系统、冷却系统等,确保其能够在施工过程中正常运行。
2.3 施工人员培训隧洞掘进机的操作需要经验丰富的施工人员进行。
因此,在施工前,需要对施工人员进行培训,包括隧洞掘进机的操作方法、常见故障处理等知识。
只有操作熟练的人员才能确保施工的安全和顺利进行。
3. 掘进过程中的操作流程隧洞掘进机的掘进过程中,需要按照一定的操作流程进行。
以下是掘进过程中的主要操作流程:3.1 施工前准备在施工前,首先需要将隧洞掘进机移动到施工现场,并进行固定。
然后,根据实际情况进行合理的施工坑道的布置,以保证掘进顺利进行。
同时,还需要对施工现场进行安全检查,确保施工的安全进行。
3.2 掘进开始一切准备就绪后,可以开始进行掘进。
首先,需要合理设置隧道的顶部、底部和两侧的边界线。
然后,按照施工设计要求,将隧道切割成若干个掘进段,根据需要选择合适的掘进速度。
3.3 隧道支护在掘进过程中,隧洞内的土壤会逐渐被挖掘掉,可能导致隧道坍塌。
因此,需要对隧道进行支护。
常见的支护方法有锚杆支护、喷射混凝土支护等。
根据不同的地质条件和设计要求,选择合适的隧道支护方法进行。
公路隧道悬臂式掘进机施工工法(2)

公路隧道悬臂式掘进机施工工法一、前言公路隧道悬臂式掘进机施工工法是一种在公路隧道建设中广泛应用的重要施工方法。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及一个工程实例。
二、工法特点公路隧道悬臂式掘进机施工工法具有如下特点:1. 高效快速:悬臂式掘进机作为主要机具设备,具有强大的掘进能力和高速推进速度,可以显著提高工程施工的效率和加速工期。
2. 适应性强:公路隧道悬臂式掘进机适用于各种地质条件,能够适应较高阻力的岩石和软弱地基的掘进工作。
3. 施工质量高:悬臂式掘进机运行稳定,能够保证掘进的准确性和施工质量的可靠性。
4. 环境影响小:悬臂式掘进机具有封闭式作业的特点,减少了施工对周边环境的影响,降低了噪音和振动。
5. 安全性高:悬臂式掘进机采用自动化操作,可以减少人工操作的需求,降低了作业人员的安全风险。
三、适应范围公路隧道悬臂式掘进机适用于各种地质条件和隧道类型,包括硬岩、软弱地基、粉砂岩等不同地质环境,适用于各种断面形式的隧道。
四、工艺原理公路隧道悬臂式掘进机施工工法的核心原理是通过悬臂式掘进机进行隧道的掘进和支护。
悬臂式掘进机由掘进机身、支撑系统和推进装置组成,通过推进装置推进掘进机身,同时进行岩土掘进和隧道支护。
支护系统一般包括钢拱架、喷射混凝土和补砖等,能够保证施工过程的稳定和安全。
五、施工工艺公路隧道悬臂式掘进机施工工艺主要包括以下几个阶段:1. 前期准备:包括工程测量、掘进机设备的调试和检验、施工方案的制定等。
2. 准备工作:包括现场搭建掘进机设备、配置所需材料和人员等。
3. 掘进阶段:悬臂式掘进机开始推进掘进,同时进行注浆和支护。
4. 掘进到设计位置:掘进机到达设计位置后,进行隧道的支护工作。
5. 掘进机回收:隧道施工完成后,需要回收掘进机设备。
六、劳动组织公路隧道悬臂式掘进机施工的劳动组织主要包括施工队伍的组织、工作人员的培训和安排、作业区域的划分和管理等。
悬臂式掘进机中小断面隧洞施工工法(2)

悬臂式掘进机中小断面隧洞施工工法悬臂式掘进机中小断面隧洞施工工法一、前言隧道施工是当前城市基础设施建设中不可或缺的一环。
悬臂式掘进机是一种专业用于隧道施工的机器,它具有高效、安全、灵活的特点。
本文将介绍一种应用于中小断面隧洞施工的悬臂式掘进机工法,包括工法特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析和工程实例。
二、工法特点悬臂式掘进机中小断面隧洞施工工法具有以下特点:1. 高效快速:悬臂式掘进机能够快速掘进,提高施工效率,并减少工期。
2. 灵活机动:悬臂式掘进机采用悬挂式工法,能够适应各种地质条件和隧道形状,具有较强的适应性和灵活性。
3. 高质量:悬臂式掘进机能够精确控制掘进参数,保证隧道的准确尺寸和平整度,提高工程质量。
4. 减少人工劳动强度:悬臂式掘进机能够代替传统手工掘进,减少人工劳动强度,提高施工作业环境。
5. 减少环境影响:悬臂式掘进机在施工过程中产生的噪音、振动和粉尘等对周围环境的影响较小,减少对周边居民和生态环境的影响。
三、适应范围悬臂式掘进机中小断面隧洞施工工法适用于以下场景:1. 隧道断面较小:适用于隧道断面相对较小的工程,如城市地铁、下水道等。
2. 地质条件较稳定:适用于地质条件稳定的隧道工程,如一般岩石地层、稳定土层等。
3.施工环境复杂:适用于施工环境较为复杂的地段,如繁忙城市、狭小场地等。
四、工艺原理悬臂式掘进机中小断面隧洞施工工法基于以下工艺原理:1. 机组设置:根据隧道形状和施工需求,设置悬臂式掘进机的机组,包括推进机组、掘进机组和支架机组。
2. 施工方法选择:根据地质条件和隧道断面要求,选择适当的施工方法,包括顶进法、底进法和连续推进法。
3. 施工参数调整:根据实际施工情况,调整掘进机的参数,包括掘进速度、刀盘转速、喷射水量等,以达到最佳施工效果。
4. 辅助工法应用:根据施工需要,采用适当的辅助工法,如锚索支护、喷射混凝土衬砌等,增强隧道结构的稳定性和安全性。
悬臂式掘进机掘进施工方案完整版

悬臂式掘进机掘进施工方案HEN system office room 【HEN16H-HENS2AHENS8Q8-HENH1688】A5青岛市地铁1号线工程施工组织设计(方案)报审表工程名称:青岛市地铁1号线工程编号:注:本表用于工区施组或方案报审,一式三份,项目监理机构、建设单位、施工单位各一份。
青岛地铁1号线土建二标01工区悬臂式掘进机掘进施工方案编制:审核:批准:中铁二十二局集团有限公司青岛市地铁1号线一期工程土建二标01工区二〇一七年四月二十五日目录第一章工程概况设计概况贵州路站为明暗结合车站,团岛二路南侧和明月峡路东侧规划地块内采用明挖法施工,团岛二路和贵州路下方采用暗挖法施工。
贵州路站平面位置如图2-1所示。
车站起点里程为K31+,终点里程为K31+,明暗挖分界里程为K31+,车站全长,有效站台长120m,有效站台宽11m。
暗挖段长86.8m,宽18.5m。
车站范围地势相对平坦,拱顶埋深约~,总体呈西底东高,高差,地面标高约~,暗挖段采用先隧后站法施工。
图2-1 贵州路站平面位置图车站暗挖段为单拱直墙复合式衬砌结构,根据断面尺寸分为ZA型断面、ZB型断面,见表所示。
ZA型断面宽,高16m,断面衬砌形式如图2-2所示。
ZB型断面宽,高16m,断面衬砌形式如图2-3所示。
表车站主体情况一览表图2-2 主体ZA型断面衬砌结构图ZA型断面长,拱部采用双侧壁导坑台阶法开挖支护,下部TBM掘进过站后台阶法开挖支护,详细参数见下表。
表主体ZA型断面支护参数?25、?14钢筋I18型钢22型钢图2-3 主体ZB型断面衬砌结构图ZB型断面长,拱部采用双侧壁导坑台阶法开挖支护,下部TBM掘进过站后台阶法开挖支护,详细参数见下表。
表主体ZB型断面支护参数?25、?14钢筋I18型钢22型钢1、周边构筑物暗挖段拱顶上方为团岛二路和贵州路,南侧为双星金色海岸小区,与暗挖段结构净距59m;北侧为神龙大厦和海关宿舍,神龙大厦及海关宿舍建于上世纪80年代,框筒结构,箱型基础,2层地下室,与暗挖段结构净距、。
悬臂掘进机施工工艺

悬臂掘进机施工工艺
悬臂掘进机是一种用于隧道施工的机械设备,其施工工艺如下:
- 开挖生产线:配置1台单臂掘进机。
- 出碴生产线:掘进机直接装碴,1台反铲配合,3台以上25~30T自卸运输车运输。
- 初支生产线:上台阶掘进机辅助架设钢架,下台阶反铲辅助架设钢架,1台喷砼三联机机械手(湿喷机、存储、泵送),3台砼运输车。
- 衬砌生产线:1台多功能防水板铺设机,1台无骨架模板台车。
- 铣挖路线:掘进时根据掌子面大小进行分部开挖;根据围岩特性设计不同的铣挖路线。
悬臂掘进机施工具有断面标准规则、能连续作业、快速施工、安全、劳动强度小、对地层扰动小、衬砌支护质量好、通风条件好等特点,能有效减少对围岩及临时支护的干扰。
区间暗挖隧道悬臂式掘进机掘进施工方案

.市轨道交通 1号线第七工作段火沙区间暗挖地道悬臂式掘进机掘进施工方案编制:审察:赞同:中铁十五局企业轨道交通1号线第七工作段项目经理部.年月日暗挖地道悬臂式掘进机掘进施工方案一、工程简介1.1 工程大要火车站站~沙冲路站区间位于南明区,线路出火车站站后先下穿火车站售票厅( 3 层)、行包房( 2 层)、客运站台、铁路股道及行包地道、于左偏下穿玉厂路后,下穿茶花、博泰等小区数幢 7~9 层居民楼、茶花广场所下一层停车场、沁苑商务公寓(7 层)此后,再下穿洞路南明区人民法院( 5 层),进入洞路下后至沙冲路站。
本区间右隧起讫里程~YDK27+.8(YDK26+294.811=YDK26+300,短链 5.189m ),左隧起讫里程为~ZDK27+.8(ZDK26+272.779=ZDK26+300,短链 27.221m )。
本区间为双洞单线地道,右隧全长925.411m ,左隧全长 903.379m 。
1.1.1 线路平面火车站站~沙冲路站区间YDK26+143.2 ~YDK27+.8段左、右线线间距从 16m 渐变为 13.5m ,全隧为双洞单线结构形式。
进口端洞身材出口端~右洞YDK26+143.2 ~段YDK27+065.800 ~+.8段YDK27+065.800 段为 R=400m平面为直线为直线左偏曲线.ZDK26+143.2 ~~左洞段YDK27+061.006 ~+.8段ZDK27+061.006 段为 R=380m平面为直线左偏曲线为直线1.1.2 线路纵断面火车站站~沙冲路站区间轨面最小埋深约 16m ,轨面最大埋深约为 29.3m 。
2 ‰上坡-8.671 ‰下坡26.427 ‰上坡 2 ‰上坡右洞坡度480m2 ‰上坡-9.212 ‰下坡26.427 ‰上坡 2 ‰上坡左洞坡度480m1.1.3 特别段落下穿火车站站房地段下穿火车站股道段下穿居民楼段居民楼一般为条基和桩基,基础形式拱顶埋深 16.5m ,基础形式为地道拱顶距火车股道 22m ,上覆土层4~ 6m ,地道拱顶及埋深情地道拱顶距车站行包地道埋深约 16 ~ 22m ,拱顶以上群桩基础,拱顶距桩底 2 ~6m况16m强~中风化白云岩层约8 ~16m拱部 180 °围采用一环φ159 大管棚预支护(管棚设 4 根φ18拱部 120 °围采用φ42 超前拱部 120 °围采用φ42 超前注超前支护钢筋笼);拱部 120 °围采用φ42注浆小导管,小导管浆小导管,小导管 L=3.5m ,注浆小导管,壁厚 4.0mm ,L=3.5m ,环向间距环向间距0.35m ,纵向间距L=3.5m ,环向间距0.35m ,纵0.35m ,纵向间距向间距初喷混凝36cm 厚 C30发射混凝土,全28cm 厚 C25发射混凝土,28cm 厚 C25发射混凝土,土环设置全环设置全环设置拱部采用φ 32注浆锚管,角度拱部采用φ 32注浆钢花管,拱部采用φ 32注浆钢花管,60 °,,对拱顶部位围L=3.5m ;边墙采用φ 22 砂L=3.5m ;边墙采用φ22砂浆岩进行注浆加固;边墙采用φ 22系统锚杆浆锚杆, L=3.0m ;锚杆间锚杆,;锚杆间距:砂浆锚杆,;锚杆间距:距: 1.0 ×1.0m (环×纵), 1.0 ×1.0m (环×纵),梅花形1.0 ×1.0m (环×纵),梅花形布梅花形部署部署置钢筋网采用φ6 钢筋,构成 20 ×20cm采用φ 6 钢筋,构成 20 ×采用φ 6钢筋,构成20 ×网格,全环双层设置;钢筋网应20cm 网格,全环双层设置;20cm 网格,全环单层设置;.与锚杆尾端连接牢固钢筋网应与锚杆尾端连接钢筋网应与锚杆尾端连接牢牢固固采用 I28b 型钢钢架,全环设置,采用 I20b 型钢钢架,全环采用 I20b 型钢钢架,全环设加强支护纵向间距榀;设置,纵向间距榀置,纵向间距榀采用 65cm 厚 C35防水钢筋混采用 50cm 厚 C35 防水钢筋采用 50cm 厚 C35 防水钢筋二次衬砌凝土,其抗渗等级为P10混凝土,其抗渗等级为 P10混凝土,其抗渗等级为 P10仰拱填充采用 C20 混凝土采用 C20 混凝土采用 C20 混凝土主筋采用 10 根φ22 ,纵向钢筋主筋采用 5 根φ20 ,纵向钢主筋采用 5 根φ20 ,纵向钢二衬钢筋为φ14 ,箍筋为φ 10 钢筋筋为φ 12 ,箍筋为φ 8 钢筋筋为φ12 ,箍筋为φ 8 钢筋地表最大沉降值为20mm ,隧轨面沉降值不得高出地表最大沉降值为 20mm ,道拱顶最大沉降值为30mm ,10mm ;相邻两股钢轨水平地道拱顶最大沉降值为水平收敛最大值为20mm (警高差不得高出 6mm ;相邻30mm ,水平收敛最大值为监控量测戒值:监测控制值的0.75 倍),两股钢轨三角坑不得高出20mm (警戒值:监测控制建筑物倾斜警戒值一般取i <6mm ;前后高低(纵向水平)值的 0.75 倍),建筑物倾斜6mm警戒值一般取 i<1.2 工程地质及水文情况本区间地道处于市主城区核心区,线路经过围为民用建筑密集区,地形高差7.4m ,上覆盖层为块石层与红粘土,下伏基岩为松坎子二段白云岩,依照地勘结果为岩溶弱发育区,地下水主要补给本源为大气降水,地下水标高为。
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贵阳市轨道交通1号线第七工作段火沙区间暗挖隧道悬臂式掘进机掘进施工方案编制:审核:批准:中铁十五局集团贵阳轨道交通1号线第七工作段项目经理部年月日暗挖隧道悬臂式掘进机掘进施工方案一、工程简介工程概况火车站站~沙冲路站区间位于南明区,线路出火车站站后先下穿火车站售票厅(3层)、行包房(2层)、客运站台、铁路股道及行包地道、于YDK26+左偏下穿玉厂路后,下穿茶花、博泰等小区数幢7~9层居民楼、茶花广场地下一层停车场、沁苑商务公寓(7层)之后,再下穿朝阳洞路南明区人民法院(5层),进入朝阳洞路下后至沙冲路站。
本区间右隧起讫里程YDK26+~YDK27+(YDK26+=YDK26+300,短链),左隧起讫里程为ZDK26+~ZDK27+(ZDK26+=ZDK26+300,短链)。
本区间为双洞单线隧道,右隧全长,左隧全长。
线路平面火车站站~沙冲路站区间YDK26+~YDK27+段左、右线线间距从16m渐变为,全隧为双洞单线结构形式。
线路纵断面火车站站~沙冲路站区间轨面最小埋深约16m,轨面最大埋深约为。
特殊段落工程地质及水文情况本区间隧道处于贵阳市主城区核心区内,线路通过范围为民用建筑密集区,地形高差,上覆盖层为块石层与红粘土,下伏基岩为松坎子二段白云岩,根据地勘结果为岩溶弱发育区,地下水主要补给来源为大气降水,地下水标高为。
线路平面布置图隧道周边环境影响本区间隧道位于贵阳市主城区范围内,其下穿火车站、玉厂路、朝阳洞路,周边管网密集,上空有架空电线,地下管网多。
区间隧道范围内地面建筑物较多,其中多为1~9层民用建筑。
其中位于区间隧道路线正上方或左右边线30m内的主要建筑有玉田坝新一栋小区1#、2#、3#及4#,该四栋建筑基础采用条基,对隧道修建影响微小;桂花园小区2#、3#、4#及5#,该四栋建筑基础采用条基,对隧道修建影响微小;博泰小区3#、4#及5#,该三栋建筑基础采用条基,对隧道修建影响微小;茶花新村小区1#、2#、3#及4#,其中1#和2#采用桩基,最大埋深,桩底距离隧道顶板约。
茶花新村1#和2#建筑基础下隧道顶板稳定基岩厚度大于隧道单幅洞宽(),1#和2#桩基对隧道开挖稳定影响较小。
司法厅职工宿舍紧邻区间隧道ZDK26+714的左侧,基础形式采用桩基,最大埋深约10m,桩端距离隧道顶板约4米,该职工宿舍对隧道的开挖稳定影响很大;茶山广场紧邻13Z (K26+143/27+069)20与13Z(K26+143/27+069)21钻孔,广场下修建一层地下停车场,停车场基础采用桩基。
桩端与隧道洞顶之间围岩厚度大于8m,地下停车场对隧道修建影响微小。
上述建筑与区间隧道的位置关系及影响大小见下表:设计支护类型及施工方法本区间暗挖隧道设计全部采用冷挖,各里程段设计衬砌类型、施工方案及支护参数如下:左线各里程段设计衬砌类型及施工方法起止里程长度(m)衬砌类型施工方法ZDK26++152 大管棚工作室复合式衬砌台阶法ZDK26+152-ZDK26+192 40 Ive型复合式衬砌全断面法ZDK26+192-ZDK26+340(短链Ⅳd型复合式衬砌台阶法ZDK26+340-ZDK26+365 25 IVc型复合式衬砌台阶法右线各里程段设计衬砌类型及施工方法隧道衬砌支护技术参数表二、目前施工进展及掘进机选用背景火沙区间竖井、横通道:竖井总深度米,初支已全部完成,横通道全长米,初支全部完成。
火沙区间隧道:区间左线初支累计完成; 区间右线初支累计完成。
掘进机选用背景:本区间竖井、横通道自2014年3月开始开挖,至2014年10月底才完成全部开挖及初支。
因设计为冷挖施工,前期竖井、横通道全部使用70型挖掘机+劈裂机进行破碎开挖,进展缓慢,再加上竖井口紧邻居民楼,周边居民时常因施工噪音阻工。
虽我部及业主方与所属居委会几经沟通、协调,仍造成该工点因居民多次阻工停工长达1个月之久,且施工时间仅限07:00-22:00之间,其余时间段无法进行任何施工生产活动。
在上述因素制约下,本区间隧道施工进度严重滞后,根本无法满足业主方对总体工期进度目标。
经我部领导慎重研究、并到大连地铁项目进行参观学习后决定选用EBZ260悬臂式掘进机进行隧道掘进施工,不仅能够加快施工进度,满足业主既定工期目标,还能保证隧道掘进施工中地表机构建(构)筑物的安全稳定。
三、悬臂式掘进机施工工艺、方法因本区间暗挖隧道设计为冷挖施工,采用普通冷挖机械每循环掘进施工长达30~48小时,每循环完成约为3天,按业主既定工期要求根本不可能完成任务,而采用悬臂式掘进机每循环掘进施工仅需8~9小时,每循环约为24小时,为保证总体工期目标,经多方考察,参照大连地铁、四川绵阳悬臂式掘进机施工情况,我部拟选定火沙区间YDK26+300 ~YDK26+862、ZDK26+300 ~ZDK26+880里程段暗挖隧道作为试验段,采用型号为EBZ260的悬臂式掘进机进行隧道冷挖施工。
施工准备1、配套设施准备因掘进机使用1140V高压,一台掘进机需架设一台特变(其输出电压为1140V),准备高压电1000KVA相变及准备相应长度电缆(从箱变至掘进机工作处)、风、水管、配套挖掘机及运输车出渣,该准备工作为悬臂式掘进机施工的前提。
2、超前物探配合采用地质超前预报技术,减少或避免施工中可能遇到的诸如塌方、涌水、流砂、涌土等地质灾害。
采用地球物理探测技术有弹性波法、电磁波法(探地雷达探测技术)、声波探测法和红外探水法、超前水平钻探等超前预报系统等措施将前方岩层地质情况探明,以保证设备及人员的安全作业。
根据区间本隧道实际开采出的岩石试验结果,饱和抗压强度Rc 最高达为85 MPa,根据地层情况采用型号EBZ260的掘进机进行施工,可一次完成隧道断面开挖(不含仰拱部分),掘进方量约为34方。
掘进机掘进施工人员、机械配置为保证隧道作业24小时不间断施工,掘进工班实行两班制,每台掘进机配套施工人员每班6小时轮流上班,具体人员、机械配置如下:人员配置每班18人,其中包括掘进机操作主副手2人,配合2人,掌子面观测1人,清理渣土3人,电缆转运2人,维修工1人,电工1人,焊工1人,挖掘机操作手2人,渣土车司机2人,协调指挥1人;机械配置5台,其中掘进机1台,挖掘机2台(因本区间施工场地限制,其中1台挖掘机用于临时存渣区平整渣土),渣土运输车2辆。
悬臂式掘进机截割方式悬臂式掘进机就位后,开始从掌子面底部水平切削出一条槽,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。
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。
从底部开挖到顶部完成后,进行二次修整以达到准确的设计断面。
当局部遇有硬岩时(≥100MPa),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。
悬臂式掘进机的截割方式是从扫底开始截割,再按S型或Z型左右循环向上的截割路线逐级截割以上部分。
选用右旋截割头截割硬岩,先由右向左从扫底开始截割,再按从左至右、自下往上的方式或从右往左、自上而下逐步进行截割。
如遇节理发育较好岩石,则应选择沿岩石节理方向逐步切割。
如下图所示:掘进机切割方式示意图针对不同硬度的岩石可定制不同的截齿,科学合理的截齿螺旋线排布,确保机器有更好的掘削能力,并具有自洁功能,可根据实际工况条件为用户选择最佳截割头,提高施工效率。
当局部遇有硬岩时,可以选用小直径切割头,切割力大,破岩能力强,以降低掘进难度及截齿消耗量。
切割头截齿掘进机切割头及截齿实物图悬臂式掘进机出料运输方式通过切割头旋转切削,由耙爪、第一运输机实现落碴的装运与转载,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,或由第二运输机将料碴转运到料车中,运到提升井一次除碴完毕。
在本工程小断面隧道施工中,为改善洞内施工环境,降低工人劳动强度,经我部研究决定拆除第二运输机,采用挖掘机出渣替代第二运输机功用。
采用第二运输机现场图拆除第二运输机后现场图悬臂式掘进机施工方案掘进施工时掘进机先驶入隧道一头,利用切割部在隧道掌子面进行切削掘进,切削下来的渣土直接由“第一运输机”输送至掘进机后方,再用挖掘机装入运渣车运至竖井后垂直提升至场内临时存渣区,掘进完成后利用掘进机切割头将初支台车运至掌子面进行初期支护(钢拱架架设、喷射砼)施做,掘进机则后退至不影响后续工序施工位置等待下一掘进工序。
仰拱部分采用挖掘机开挖,整个隧道掘进过程实现全机械开挖,不仅对围岩扰动小,也避免对周围建筑的影响。
施工方式如下图所示:掘进机掘进施工示意图悬臂式掘进机在隧道施工中对围岩扰动小,适应能力强,开挖质量高,洞室开挖断面圆顺度高,便于喷砼支护,缩短工期,安全有保障。
掘进机掘进施工现场图掘进施工后支护方案掘进机在掌子面掘进完成后,支护工班按照设计支护方式进行初期支护的施做,如此循环施工。
待初支封闭成环一定长度后,衬砌工班按照设计衬砌类型进行仰拱填充并施做二衬。
四、悬臂式掘进机施工优点及缺陷悬臂式掘进机施工优点(1)安全性方面1)采用掘进机进行掘进施工,可以提高隧道机械化施工程度及其配套施工技术并降低施工安全风险。
2)掘进机采用切削方式进行掘进,震动小,对围岩的扰动极小。
3)掘进机开挖功效高,支护能够及早跟进,极大的缩短了开挖面的凌空时间。
(2)保证质量方面掘进机施工对围岩的扰动小,提高了下穿高层建筑及车站的安全指数,提高了隧道的开挖质量,洞室开挖断面圆顺度高,便于喷砼支护,同时也提高了初期支护的质量。
(3)施工进度方面1)悬臂式掘进机是一种部分断面掘进机。
集切削、装碴、转运和自行于一身,可以做到切削、装运同步进行。
具有连续掘进、地质适应性强等优点,是理想的冷挖掘进设备。
2)悬臂式掘进机具有多功能性及机动性,当遇到意外情况,便于及时调整,而不影响施工进度。
3)悬臂式掘进机施工进度由支护工序时间控制,由于开挖断面规范,钢架、网片拼装快捷,喷射砼可节省大量时间。
(4)作业环境方面1)掘进机切割部带有自动喷水及吸尘设备,可减小因切割岩面产生的大量粉尘,良好的净化掘进操作现场的环境。
悬臂式掘进机施工缺陷(1)由于掘进机切割头较长,每次掘进施工掌子面需预留约的开挖面,以避免下次开挖损坏已施做的初支,导致掌子面位置凌空面过大。
(2)由于掘进机切割部受自身长度制约,无法满足分台阶掘进施工。
(3)由于本区间隧道为小断面隧道,掘进机机身尺寸相对较大(长×宽×高:××2m),无法正常通过二衬台车,一旦开始施做二衬,掘进机将只能单线单方向掘进。
针对以上缺陷我部正积极与厂家技术专家进行沟通,以期能够通过优化设备结构,更加便利的满足本工程小断面隧道掘进施工的各项要求。