隧道工程論文

1、論述我國隧道工程在設(shè)計、施工的現(xiàn) 狀和發(fā)展趨勢核心提示：隨著科技的進(jìn)步，我國隧道工程的建設(shè)日益增多且 對工程施工要求也越來越嚴(yán)格。為了從根本上提高我國的隧道工 程建設(shè)，必須實現(xiàn)隧道工程的機(jī)械化。將機(jī)械化與施工技術(shù)和施 工工藝科學(xué)的結(jié)合，是隧道工程發(fā)展的必然趨勢，本文主要針對 該情況，對隧道工程機(jī)械進(jìn)行了分析，首先介紹了國內(nèi)外常見的 集中隧道施工方法，然后結(jié)合實際情況，對常用的隧道工程機(jī)械 進(jìn)行了闡述，最后分析了我國隧道工程機(jī)械的發(fā)展趨勢。關(guān)鍵詞：隧道工程施工方法工程機(jī)械現(xiàn)狀工程機(jī)械發(fā)展當(dāng)今我國科技與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，機(jī)械滲入各個領(lǐng)域，尤其是在隧道工程以 及礦山工程中，逐漸的被用于具有危險性的高強(qiáng)度

2、的工作中，成為社會生產(chǎn)生 活必不可少的工具。并且新科技、新工藝、新材料的應(yīng)用促使了我國工程機(jī)械 的快速發(fā)展，逐步實現(xiàn)了設(shè)備自動化以及智能化，提高了施工的效率，降低了 成本。本文主要以隧道工程為例，介紹了工程機(jī)械的應(yīng)用與發(fā)展。隨著技術(shù)的 不斷發(fā)展和運(yùn)營的需要，鐵路、公路隧道趨勢是越修越長、越修越寬，技術(shù)越 來越難、越復(fù)雜。鐵路、公路隧道的修建涉及到結(jié)構(gòu)、防排水、巖土、地質(zhì)、 地下水、空氣動力、光學(xué)、消防、交通工程、自動控制、環(huán)境保護(hù)、工程機(jī)構(gòu) 等多種學(xué)科，是綜合復(fù)合技術(shù)，需要多學(xué)科進(jìn)行聯(lián)合研究、進(jìn)行攻關(guān)。1隧道工程施工方法1.1鉆爆法隧道施工在鉆爆法施工中主要的施工流程為開挖、鑿孔及爆破；在工作

3、過程中，要 注意支護(hù)、通風(fēng)照明、防塵等?，F(xiàn)階段的鉆爆法隧道施工主要采用了新奧法支 護(hù)、錨噴支護(hù)和光面控制爆破，主要采用的機(jī)械有：1）鑿巖機(jī)械。現(xiàn)在的工程機(jī)械已經(jīng)逐漸的步入了液壓化，而且技術(shù)趨于成 熟。高科技使用到鑿巖工程機(jī)械中，例如氣動鑿巖機(jī)的基礎(chǔ)理論、測試技術(shù)的 采用，大大的提高了工程機(jī)械的性能；現(xiàn)代波動力學(xué)、減振、消聲和新材料應(yīng) 用，通過改變活塞的幾何形狀，達(dá)到最優(yōu)能量傳遞的效果，采取擴(kuò)大活塞直徑 等措施，提高了機(jī)械的沖擊頻率以及零件的使用壽命。2）裝渣及運(yùn)輸機(jī)械。在隧道工程施工中，工程中出渣作業(yè)占了整個掘進(jìn)作 業(yè)循環(huán)時間的40%，因此對裝渣及運(yùn)輸機(jī)械的選用是提高掘進(jìn)工作的重點(diǎn)。國外的先進(jìn)

4、運(yùn)輸機(jī)械和牽引設(shè)備正由有軌向無軌發(fā)展，通過隧道裝渣系統(tǒng) 實現(xiàn)快速施工，提高了工作效率。我國的隧道施工機(jī)械發(fā)展較國外還不是很成 熟，主要的運(yùn)輸車輛有斗車、斗式列車，槽式、梭式礦車，梭式汽車、自卸汽 車和膠帶輸送機(jī)等。1.2現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)施工在現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)隧道施工中，主要采用的工程機(jī)械是盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械。該機(jī) 械具有一個可以移動的鋼結(jié)構(gòu)外殼（盾殼），內(nèi)裝有開挖、排土、拼裝和推進(jìn) 等機(jī)械裝置，采用了液壓、機(jī)電控制、測控等技術(shù)，實現(xiàn)了開挖、支護(hù)、襯砌 等多種作業(yè)的一體化施工，在歐美等國被廣泛的使用，其中以德國、美國、日 本技術(shù)的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械最為先進(jìn)。1.3隧道聯(lián)合掘進(jìn)施工隧道聯(lián)合掘進(jìn)施工作為一項比較先進(jìn)的施

5、工技術(shù)在國外被廣泛的使用，且 技術(shù)也比較成熟，但是在我國該項技術(shù)還沒有得到推廣。該種施工方法主要采 用的工程機(jī)械式隧道聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)，采用高壓水電和流技術(shù)，不僅提高了機(jī)械破 巖的能力，而且降低了費(fèi)用，而且該工程機(jī)械具有極高的機(jī)械性，便于自動化 操作，擴(kuò)大了掘進(jìn)機(jī)的使用范圍和使用效率2隧道工程機(jī)械現(xiàn)狀在隧道隧道工程施工中，主要有鉆爆法、現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)法以及隧道聯(lián)合掘 進(jìn)法三種施工方法。結(jié)合江羅高速第十合同段（隧道方面主要包括分離式隧 道2座，設(shè)計為雙向六車道高速公路隧道，即良洞隧道（隧道左線656米、右 線674米），大頂隧道（隧道左線247米、右線277米）。）的隧道工程施工 情況以及施工方法的考量

6、，本文主要介紹現(xiàn)階段隧道施工中，常用的MQT-130 型氣動錨桿鉆機(jī)以及柳工ZLC50C裝載機(jī)。2.1MQT-130型氣動錨桿鉆機(jī)1）MQT-130型氣動錨桿鉆機(jī)介紹。該工程機(jī)械可用于土層、粘土層、砂石 層、巖石層和含水層等各類不同地質(zhì)進(jìn)行錨桿、錨索、硬巖破碎、地質(zhì)鉆探、 雙管鉆進(jìn)、注漿加固操作，以及地下微型樁等深孔的回轉(zhuǎn)沖擊和常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn) 操作。該工程機(jī)械自身配備了專用的分析軟件，能夠獲取隧道前方的準(zhǔn)確的圍 巖狀況，并經(jīng)過安全性等分析確定合適的施工方案。2）MQT-130型氣動錨桿鉆機(jī)的特性。適用性。MQT-130型氣動錨桿鉆機(jī) 是隧道打眼的重要設(shè)備，MQT系列氣動錨桿鉆機(jī)體積小、重量輕、轉(zhuǎn)

7、矩大。同時 集鉆孔、攪拌、安裝錨桿錨索于一身，是頂板硬度WF10的各種巖巷進(jìn)行錨桿作 業(yè)的理想設(shè)備，用于頂部作業(yè)。打頂板錨桿眼的速度明顯提高，打2.0m深的頂 板錨桿眼比MQT-90型氣動錨桿鉆機(jī)節(jié)約用時近2min/眼，如果頂板支護(hù)5排共 計20根錨桿，節(jié)約用時共計40min。提高了頂板錨桿支護(hù)速度，有效控制了因 頂板空頂時間過長而造成的頂板圍巖離層，提高了頂板的安全度，降低了頂板 事故的發(fā)生。經(jīng)過現(xiàn)場使用效果來看，MQT-130型氣動錨桿鉆機(jī)適用范圍廣，例 如可用于邊坡支護(hù)、微型擠壓樁、硬巖破碎、雙管鉆進(jìn)等旋噴，鉆探現(xiàn)場適應(yīng) 能力強(qiáng)、性能可靠、操作簡便，維修次數(shù)少、費(fèi)用低、壽命延長；高效性。

8、 MQT-130型氣動錨桿鉆機(jī)：額定壓力0.40.63MPa、額定扭矩N130Nm、額定 轉(zhuǎn)速220r/min、推進(jìn)力N7.4kN、空載轉(zhuǎn)速N700r/min、最大負(fù)載轉(zhuǎn)矩N240Nm、 靜力轉(zhuǎn)矩N220Nm、最大輸出功率3.2KW、耗氣量3.6m3/min、工作水壓0.6 1.2MPa、噪音W95dB、整機(jī)最大高度3658mm、整機(jī)最小高度1426mm、重量48 55kg。MQT-130型氣動錨桿鉆機(jī)在鉆機(jī)主要參數(shù)上，液壓系統(tǒng)流量以及動力頭扭 矩等的測量工作，能將測量的數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，同時進(jìn)行同步記錄，便于了 工作人員對隧道施工的了解和決策。該設(shè)備具有很好的可擴(kuò)展性，實現(xiàn)工作隧 道的高效率

9、施工。2.2柳工ZLC50C裝載機(jī)在隧道施工中，柳工ZLC50C裝載機(jī)是比較常用的工程機(jī)械之一。ZL50C型輪式裝載機(jī)裝載機(jī)主要用來鏟、裝、卸、運(yùn)土和石料一類散狀 物料，也可以對巖石、硬土進(jìn)行輕度鏟掘作業(yè)。如果換不同的工作裝置，還可 以完成推土、起重、裝卸其他物料的工作。在施工中主要用于隧道內(nèi)裝渣等作 業(yè)。由于它具有作業(yè)速度快，機(jī)動性好，操作輕便等優(yōu)點(diǎn)，因而發(fā)展很快，成 為土石方施工中的主要機(jī)械，具較強(qiáng)的裝載能力以及較大的卸載高度。對其進(jìn) 行節(jié)能技術(shù)研究不僅具有重要的理論指導(dǎo)意義而且還具有重要的工程應(yīng)用價值ZL50C型輪式裝載機(jī)工作性能好。該機(jī)械具有較好的工作性能，液壓傳 動系統(tǒng)包括工作裝置和

10、轉(zhuǎn)向系統(tǒng)。工作裝置系統(tǒng)又包括動臂升降液壓缸工作回 路和轉(zhuǎn)斗液壓缸工作回路，兩者構(gòu)成串并聯(lián)回路。當(dāng)轉(zhuǎn)斗液壓缸換向閥離開中 位，即切斷了通往動臂升降液壓缸換向閥的油路。欲使動臂升降液壓缸動作必須使轉(zhuǎn)斗液壓缸換向閥回到中位。因此，動臂與鏟斗不能進(jìn)行復(fù)合動作，所以 各液壓缸的推力較大，這是裝載機(jī)廣泛采用的液壓系統(tǒng)形式。3隧道工程機(jī)械發(fā)展趨勢3.1工程機(jī)械的自動化與智能化隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們開始逐漸的研究利用機(jī)械車載計算機(jī)輔 助土方作業(yè)系統(tǒng)技術(shù)。主要是通過研究土方機(jī)械動力學(xué)控制系統(tǒng)，對工程機(jī)械 的各工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測，其中主要利用電子計算機(jī)技術(shù)，將土方機(jī)械的作業(yè)工 況、作業(yè)介質(zhì)和機(jī)器狀況進(jìn)行情況

11、進(jìn)行分析并反饋給操作人員，讓工作人員能 夠及時的了解施工狀況并且做出及時的處理，工程機(jī)械中自帶的分析和決策程 序是工程機(jī)械自動化和智能化實現(xiàn)的關(guān)鍵。3.2工程機(jī)械的成套化與系統(tǒng)化成套化和系統(tǒng)化是工程機(jī)械發(fā)展的主要趨勢和必然趨勢。國外許多著名大 公司已逐步實現(xiàn)了其產(chǎn)品系列化進(jìn)程。形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。與此同時，產(chǎn)品能夠通過中央控制室的控制，實現(xiàn)機(jī)械各個部分的有機(jī)結(jié) 合和施工工作的協(xié)調(diào)配合?？偠灾?，我國的隧道工程機(jī)械水平還比較低，與國外發(fā)達(dá)國家有很大的 一段距離。我們在引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)的同時，要注意及時研制與最新施工方法 相適應(yīng)的新型隧道機(jī)械，解決我國隧道施工中的難題，促進(jìn)我國隧道施工的發(fā) 展。參考文獻(xiàn):朱