隧道資源配置與工序時間分析總結(jié)

1、隧道資源配置與工序時間分析總結(jié)中鐵二十三局集團(tuán)滬昆客運(yùn)專線一項(xiàng)目部 姜瀟內(nèi)容摘要本文結(jié)合上海至昆明客運(yùn)專線貴州段頂溪隧道施工實(shí)踐，介紹和探討客運(yùn)專線長大隧道施工機(jī)械設(shè)備等組織情況，得出了合理的隧道資源配置是關(guān)系到長大隧道施工成敗的最主要因素的結(jié)論。本隧道實(shí)現(xiàn)的快速掘進(jìn)及襯砌對今后的隧道施工有借鑒意義。關(guān)鍵詞 資源配置；設(shè)備配套；工序時間1、 工程概況滬昆客運(yùn)專線是一條東起上海，西至云南昆明的東西向鐵路大動脈。頂溪隧道位于貴州段境內(nèi)，進(jìn)口位于貴州省貴定縣馬場河鄉(xiāng)，出口位于貴州省龍里縣哪旁鄉(xiāng)。隧道全長2582米。全隧為25單面上坡，進(jìn)口低，出口高。因隧道進(jìn)口位于陡坡上，為減少進(jìn)口橋隧施工干擾，開辟

2、施工場地及兼顧隧道棄渣,于DK656+900處線路前進(jìn)方向右側(cè)設(shè)無軌雙車道橫洞一座，橫洞中線與正洞左線線路中線小里程方向夾角68°，橫洞全長271米。 隧道位于云貴高原侵蝕構(gòu)造中低山區(qū)，隧道洞身穿越地層以砂頁巖和灰?guī)r、白云巖為主。隧道范圍未見斷裂及褶皺構(gòu)造，為單斜構(gòu)造，巖層傾角平緩，呈寬緩波狀起伏，產(chǎn)狀變化較大。整個隧道以、圍巖為主。2、 施工情況頂溪隧道施工分為進(jìn)口橫洞和出口兩個工作面，如圖1所示，進(jìn)口橫洞工區(qū)首先進(jìn)行橫洞施工，進(jìn)入正洞后向小里程方向掘進(jìn)，貫通后轉(zhuǎn)向大里程方向掘進(jìn)。小里程方向的貫通解決了進(jìn)口橫洞工作面通風(fēng)不利的難題。 圖1 施工安排示意圖（原計(jì)劃）（單位：cm）受2

3、011年國內(nèi)建筑行業(yè)大環(huán)境影響，隧道于2011年10月21日停工，2012年5月24日復(fù)工。目前進(jìn)口橫洞工區(qū)已掘進(jìn)至DK657+650,掘進(jìn)速度月平均120米。有效的保障了隧道在計(jì)劃時間內(nèi)貫通，確保了架梁通道的通暢。3、 機(jī)械設(shè)備配置機(jī)械設(shè)備的選型與配套，直接影響隧道施工的工期、質(zhì)量、安全、成本等。因此，合理的機(jī)械設(shè)備配置是隧道施工的關(guān)鍵。隧道施工的機(jī)械設(shè)備配置主要圍繞三條作業(yè)線進(jìn)行，即初期支護(hù)作業(yè)線、仰拱作業(yè)線、二襯作業(yè)線。除此之外還有風(fēng)水電保障設(shè)備。本文以頂溪隧道進(jìn)口橫洞工區(qū)級圍巖上下臺階法施工為例，綜合考慮施工步距，以中等機(jī)械化程度配備施工所需機(jī)械設(shè)備。 3.1 初期支護(hù)作業(yè)線初期支護(hù)作

4、業(yè)線的效率關(guān)系著隧道能否順利貫通，保證二襯的正常施工。 3.1.1 挖、裝、運(yùn)作業(yè)線隧道采用鉆爆法進(jìn)行施工，采用多功能開挖臺架及手持風(fēng)槍進(jìn)行開挖作業(yè)，掌子面配備一多功能臺架，開挖鉆孔作業(yè)上臺階采用16臺風(fēng)槍進(jìn)行作業(yè)，如圖2所示。下臺階采用4臺風(fēng)槍作業(yè)（單側(cè)）。隧道出碴采用雙機(jī)出碴法兩臺龍工LG855B側(cè)卸式裝載機(jī)，在1臺18t自卸汽車兩側(cè)同時向車內(nèi)裝碴，4臺18t自卸汽車承擔(dān)洞碴外運(yùn)至棄土場，自卸汽車運(yùn)碴時裝載機(jī)沒有窩工等車裝碴情況。 3.1.2 支護(hù)作業(yè)線支護(hù)作業(yè)主要由鋼架安裝、錨桿、鋼筋網(wǎng)施工及噴射混凝土施工，鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)施工由裝載機(jī)端運(yùn)至掌子面，以多功能臺架為平臺，人工安裝。噴射混

5、凝土由于回填量小、粉塵低、有利于身體健康而得到廣泛應(yīng)用。掌子面上臺階噴射混凝土主要采用2臺TK500濕噴機(jī)，下臺階及仰拱主要采用1臺TK500濕噴機(jī)。3.2 仰拱作業(yè)線仰拱施工采用12米移動式仰拱模架，移動式仰拱模架具有施工效率高、移動靈活、操作簡單安全可靠等優(yōu)點(diǎn)。澆筑仰拱時架設(shè)左右兩幅棧橋，長16米。2幅仰拱棧橋能夠保證仰拱澆筑時不影響洞內(nèi)出碴。3.3 二襯作業(yè)線防水材料掛設(shè)及二襯鋼筋綁扎采用自制防水板鋪設(shè)臺車。防水板鋪設(shè)臺車能減輕作業(yè)人員勞動強(qiáng)度，提高防水板鋪設(shè)及鋼筋綁扎速度，減少作業(yè)人員投入，便于提高施工質(zhì)量和保證施工質(zhì)量的穩(wěn)定性。襯砌采用整體式鋼模臺車作業(yè)，平板振動器、振搗棒振搗，混凝

6、土采用混凝土罐車運(yùn)輸、泵送入模。3.4 風(fēng)水電保障設(shè)備配置 3.4.1 通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)口橫洞工區(qū)采用長管路機(jī)械壓入式通風(fēng)，選用DSF-型軸流通風(fēng)機(jī)（功率2×38/115KW）、PVC軟風(fēng)管（1.3m）組成通風(fēng)系統(tǒng)。 3.4.2 高壓供風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)口橫洞工區(qū)配置4臺22m³/min電動空壓機(jī)，另備一臺應(yīng)急。高壓風(fēng)管選用150mm鋼管，供風(fēng)槍、濕噴機(jī)、風(fēng)鎬等風(fēng)動機(jī)具的動力用風(fēng)。 3.4.3 高壓供水在洞口處設(shè)蓄水池，安設(shè)高壓水泵，鋪設(shè)125mm水管，洞內(nèi)使用80mm鋼管作供水管路。 3.4.4 隧道供電由甲方提供的35KW電力干線下載至洞口附近，洞口安設(shè)兩臺變壓器供施工用電，并設(shè)置一臺

7、內(nèi)燃發(fā)電機(jī)備用。保證洞內(nèi)施工設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。設(shè)備名稱規(guī)格型號配備數(shù)量電力變壓器S11-M630/10 630KVA2電動空壓機(jī)L-22/75內(nèi)燃發(fā)電機(jī)NTA855-G1軸流通風(fēng)機(jī)DSF- 2×38/115KW1開挖支護(hù)臺架自制1防水板臺階自制2風(fēng)動鑿巖機(jī)YT-2826混凝土濕噴機(jī)TK5002錨桿注漿機(jī)NZ130A1液壓襯砌臺車雙線SMT1混凝土輸送泵HTB60C-1413 90KW1輪式裝載機(jī)側(cè)卸 LG855B2挖掘機(jī)小松PC2001自卸卡車SS-16 16m³4表1 頂溪隧道進(jìn)口主要施工機(jī)電設(shè)備表4、 工序時間分析4.1 初期支護(hù)工序時間分析 4.1.1 鉆眼耗時分析由于

8、圍巖較硬，成孔較易保持，不需要重復(fù)鉆孔，故鉆孔時間為純鉆眼時間。人工鉆成孔速度取4.5min/m，上臺階爆破眼數(shù)約127個，上共16把鉆平行進(jìn)行鉆孔作業(yè)，平均每把鉆負(fù)責(zé)約8個孔，2.5m深的炮孔純鉆眼時間約為2.5*4.5=11.25min，包括其釬桿定位及退位，平均約15min/孔。8個孔共耗時約120min?？紤]臺架就位、撤離等其它影響因素約2030min。亦就是說：對于中硬巖，150min即約可完成一個循環(huán)的所有鉆孔，計(jì)算取值為2.5h。另安排裝藥爆破時間約30min。打鉆、裝藥、爆破一循環(huán)共耗時3h。 4.1.2 出碴耗時分析以客運(yùn)專線隧道b圍巖施工參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，隧道上臺階斷面面積為8

9、7.14m², 施工單循環(huán)進(jìn)尺以2m計(jì)算，考慮松散系數(shù)為1.4，則虛方為:87.14×2×1.4=243.992m³。出碴車輛每次裝運(yùn)量約為15 m²/車，則每循環(huán)共需裝運(yùn)車次為：243.992÷1516.27車次，即約17車。裝載機(jī)單斗最大容量在3 m³左右，考慮不滿系數(shù)，平均單斗容量按2m³計(jì)算?；旧?8鏟斗即可裝滿一碴車。若裝載機(jī)以0.8min/斗的速度裝碴，采用雙裝載機(jī)裝碴，則將1輛15 m³的出碴車裝滿耗時約需3.2min；故將裝載機(jī)純裝車時間按3.2min/輛計(jì)算。掌子面爆破后，要確保在最短

10、的時間內(nèi)將碴出完，則需要距工作面上最近的調(diào)頭處至工作面之間有一輛碴車在運(yùn)行或正在接受裝碴。1#車離開工作面，2#車應(yīng)立即倒退至工作面裝碴，如此循環(huán)至工作面上石碴完全運(yùn)出。1#車離開工作面，2#車倒退至工作面所需時間月為2.5min。上述計(jì)算知車輛自調(diào)頭處倒退至工作面耗時約2.5min，裝碴時間約3.2min，此段時間共需要約5.7min。取值為6.0min?？紤]裝載機(jī)清理爆碴、就位、撤離時間約30min。則出碴共需耗時約2.2h，即需要約2.2h才能將單循環(huán)爆碴完全出完。4.1.3 支護(hù)時間分析根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，支護(hù)考慮鋼架、鋼筋網(wǎng)、錨桿施工時間，共需約2h。噴錨采用混凝土濕噴機(jī)，理論噴射速度為5

11、m³/h，實(shí)際考慮4m³/h，開挖支護(hù)2.5m共需噴射2.5×6.88=17.2m³，考慮超挖因素影響，共計(jì)噴射20 m³。施工時使用2臺濕噴機(jī)同時作業(yè)，噴射需用時2.5h，考慮施工準(zhǔn)備等影響因素，暫按4h計(jì)算。支護(hù)共用時6h。序號工序名稱消耗時間備注1測量放線0.32鉆孔及爆破33出碴2.24斷面修整及測量0.55立架及錨桿26噴砼47合計(jì)12表2 b級圍巖開挖支護(hù)作業(yè)循環(huán)時間月工作日歷按30天計(jì)算，每日24小時，共720小時。720小時/月×2m/循環(huán)=120m/月12小時/循環(huán)即在級圍巖中，采用人工多功能臺架施工雙線單洞的平均進(jìn)

12、度指標(biāo)可達(dá)到120m/月。4.2 仰拱施工工序時間分析 4.2.1 隧底初期支護(hù)時間分析根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況，在下臺階施工時一同將隧底爆破完成。進(jìn)行隧底施工時只需挖掘機(jī)開挖隧底并配合出碴車進(jìn)行出碴。隧底開挖時間為3.5h。根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，隧底支護(hù)考慮鋼架施工時間，共需約3h。噴錨采用混凝土濕噴機(jī)，理論噴射速度為5m³/h，實(shí)際考慮4m³/h，開挖支護(hù)12m共需噴射12×3.75=45m³，考慮超挖因素影響，共計(jì)噴射50 m³。施工時使用2臺濕噴機(jī)同時作業(yè)，噴射需用時6.25h，考慮施工準(zhǔn)備等影響因素，暫按7h計(jì)算。支護(hù)共用時13.5h。 4.2.

13、2 仰拱施工時間分析根據(jù)現(xiàn)場統(tǒng)計(jì)，仰拱防水板、排水盲管布設(shè)共需3.5h。仰拱鋼筋綁扎需12h。仰拱移動模架定位及堵頭板施工需3h。澆筑仰拱混凝土需約10h。仰拱澆筑完成后8h，澆筑仰拱填充混凝土。仰拱填充混凝土澆筑需約5h。考慮混凝土凝固時間，仰拱填充面澆筑完成后12h可行車，進(jìn)行下一循環(huán)仰拱施工。依此計(jì)算，進(jìn)行一循環(huán)仰拱施工共需要67小時。月工作日歷按30天計(jì)算，每日24小時，共720小時。720小時/月×12m/循環(huán)=129m/月67小時/循環(huán)考慮其他影響施工進(jìn)度的因素，仰拱施工平均進(jìn)度指標(biāo)可達(dá)到120m/月。 4.2.3 二襯施工時間分析根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際施工情況，土工布、防水板掛設(shè)耗時約6.5h。二襯鋼筋綁扎耗時約19.5h。臺車定位、槽道安裝、堵頭板施工耗時約8h。因混凝土攪拌站距洞口過遠(yuǎn)，準(zhǔn)備工作完成后1h，混凝土到達(dá)施工現(xiàn)場，二襯混凝土澆筑約9h。二襯混凝土澆筑完成后24h可進(jìn)行拆模。依此計(jì)算，進(jìn)行一循環(huán)仰拱施工共需要68小時。月工作日歷按30天計(jì)算，每日24小時，共720小時。720小時/月×12m/循環(huán)=1