雙臺車快速掘進技術在隧道中的應用

1、雙臺車快速掘進技術在方都山隧道中的應用摘要：本文首先分分析了液液壓鑿巖巖機、風風鉆的優(yōu)優(yōu)缺點，其其次介紹紹了瑞典典3533E鑿巖臺臺車在方方斗山隧隧道B13標中的應用用情況。通通過對部部分統(tǒng)計計數(shù)據(jù)分分析，得得出雙臺臺車掘進進技術在在掘進速速度方面面具有極極大的優(yōu)優(yōu)勢，更更加說明明了該掘進技術術在方斗斗山隧道道B133標施工中中的引用取得得了一定定的成功功。關鍵詞：3353EE鑿巖臺臺車，快快速掘進進，隧道道施工1.緒言液壓鑿巖機機是近些些年內(nèi)隧隧道掘進進機械化化作業(yè)中中正在逐逐步推廣廣的一種種鑿巖設設備，它它具有動動力消耗耗小、能能量利用用率高、沖沖擊頻率率和能量量傳遞效效率較風風鉆大為為提

2、高等等優(yōu)點。但由由于其自自身的特特點(包括使使用、維維護、操操作等方方面)，相對對生產(chǎn)成成本較風風動鑿巖巖機高，在在國內(nèi)并并未大規(guī)規(guī)模應用用。隨著著工業(yè)技技術的不不斷發(fā)展展，其替替代風動動鑿巖機機是個重重要發(fā)展展方向。我單位很早從國外就引進了液壓鑿巖機，從大瑤山隧道的施工到現(xiàn)在已有20多年的歷史。通過多年的施工，在利用鑿巖機掘進隧道的施工方面已經(jīng)掌握了豐富的經(jīng)驗。目前我們正在施工的石忠高速公路方斗山隧道左線正在利用兩臺瑞典353E三臂鑿巖機來進行隧道掘進。瑞典353E三臂鑿巖機(345kW)，總共率為132KW，車身尺寸為lmaxbmaxhmax13.5m2.5m3.4m，鉆臂作業(yè)覆蓋面為bm

3、axhmax15m11.8m，鉆桿長5 .5 m，鉆深5m左右，鉆頭有45mm、48mm、55mm、和108mm等。從目前鑿巖機進洞的幾個月的施工進度來看，已經(jīng)有著顯而易見的效果。2液壓鑿鑿巖機、風鉆的的優(yōu)缺點點分析2.1能力力計算1）.風鉆鉆鉆孔速速度查YT288風鉆使使用說明明，新機機在硬度度系數(shù)F1418的石石英巖和和云母巖巖中作業(yè)業(yè)，鉆直直徑D42炮孔的的速度是是：當掌掌子面風風壓達到到5.56.55巴時，最最大進尺尺為0.5m/分鐘，在在花崗巖巖中一般般平均為為0.30.445m/分鐘，則則取平均均值： 每臺風風鉆：00.388m/分鐘進尺尺；2）.臺車車鉆孔速速度查353EE臺車1

4、2338MEE使用說說明書，當當巖石的的硬度在在F=11418的石英英巖和云云母巖中中作業(yè)，當當沖擊壓壓力在1800KG/CM22時，最最大鉆進進速度為為2M/分鐘。平平均為1.62.00m/分鐘，取取平均值值：每鉆鉆臂：11.755m/分鐘進進尺；3）.匹配配假設假如不考慮慮多功能能臺架并并行或交交叉作業(yè)業(yè)的因素素，只考考慮打眼眼因素，那那么3533E三臂臺臺車每一一臺鉆臂臂相當于于4.5把風鉆鉆，每上上一部三三臂臺車車就等于于上一臺臺配有113.55把風鉆的多多功能臺臺架，又又假如又又同在一一個隧道道斷面的的地段作作業(yè)布眼眼數(shù)量狀狀況相近近、巖石石類別相相同并是是較好的的花崗巖巖，都是是5

5、米的鉆鉆桿鉆同同樣深的的孔，每每一次炮炮日進4米，那那么鉆孔孔時間每每次均為4小時。2 .2 臺、風風鉆優(yōu)缺缺點分析析1)安全全性能好好由于臺車施施工前可可對危石石找頂，減減少了落落石的危危險，再再因掌子子面人員員少，減減少了掌掌子面落落石傷人人的頻率率，安全性性是顯而而易見的的。2)適應應機動性性能優(yōu)勢勢臺車可在5523坡度度上隧道道施工（多多功能臺臺架不穩(wěn)穩(wěn)），斷斷面可一一會大一一會小地地變化也也可，從從20200平方都都能適應應，特別別適用于于國防，海海底工程程等部規(guī)規(guī)則的斷斷面，并并能轉彎彎（從901800度）的隧隧道都能能施工不不受限制制，特別別在水利利、海底底工程低低水平面面或海平

6、平面下施施工應特特別強調(diào)調(diào)“先探后后掘”“先查后后挖”的工序序作業(yè)。3)鉆深深、長孔孔鑿巖優(yōu)優(yōu)勢臺車由于單單鉆的功功率大效效率高，因因此可鉆鉆d42d1227直徑范范圍內(nèi)各各種巖孔孔（炮孔孔、注漿漿孔、錨錨桿孔、安安裝孔、檢檢查孔、管管棚孔、探探水孔）。并并且在515米深（d48889）優(yōu)勢勢最明顯顯，速度度之快是是現(xiàn)有任任何風動動、電動動的MK6或其他他象古柯柯的深孔孔鉆、淺淺孔鉆都都無可取取代或替替代，是是深孔巖巖層注漿漿最好的的首選設設備。4）低能能耗高效效率優(yōu)勢勢臺車三個臂臂僅要1455KW電量，而而風鉆14把則需4臺4L20/8空壓機機為5355KW電量，風風鉆是臺臺車數(shù)倍倍這在電電

7、費高地地區(qū)很明明顯。5）高原原優(yōu)勢由于使用臺臺車勞動動強度低低，又沒沒有風鉆鉆施工帶帶來的水水霧和油油霧、風風塵，同同時雜音音低，掌掌子面空空氣質(zhì)量量有所改改善，利利于高原原地區(qū)使使用。3. 工程程應用3.1 工工程概況況石忠高速公公路B13合同段段方斗山山隧道屬屬于特長長大隧道道，是瀘瀘蓉國道道主干線線分水嶺嶺（渝鄂鄂界）至至忠縣重重慶境內(nèi)內(nèi)的重點點工程的的控制性性工程。我單位現(xiàn)在承建的B13標合同段的歷程為：ZK59+100ZK62+865，其中類圍巖、斷層、含煤地層為430m，類圍巖為430m，、圍巖為2554m，占該標段全長的67；K59+100K62+905，其中類圍巖、斷層、含煤地

8、層為435m，類圍巖為570m，、圍巖為2567m，占該標段全長的67。隧道設計采用“新奧法”復合式襯砌，開挖采用大斷面開挖，光面爆破。右線隧道主要的開挖設備是多功能臺車和YT28風鉆，風鉆臺數(shù)為20臺，左線采用的是兩臺瑞典353E液壓鑿巖機。3.2 臺臺車、出出碴機械械定位介介紹1）臺車的的定位隧道的最小小斷面尺尺寸為類圍巖巖時的斷斷面尺寸寸，即bbmaxxhmmax11.8m7.99m。雙臺臺車在隧隧道的定定位位置置基本上上保持兩兩車之間間的間隔隔為2m左右，兩兩側的間間隔為2.44m左右，具具體施工工情況詳詳見圖1.1。圖1.1 雙臺車車定位圖圖2）出碴機機械的定定位出碴機械為為2臺WA

9、3380裝裝載機，六臺2629K（載重17.5T）自卸汽車。具體施工情況詳見圖1.2。圖1.2出出碴施工示示意圖3.3 臺臺車掘進進及超欠欠挖情況況3.1 臺車掘掘進情況況通過我單位位多年對對鑿巖臺臺車施工工經(jīng)驗的的總結，已經(jīng)實現(xiàn)了臺車鉆爆一體化作業(yè)。在雙臺車同時作業(yè)時，由于擁有兩個裝藥吊籃平臺，裝藥完成時間基本上等于鉆孔時間，這樣大大提高了工作效率，同時也實現(xiàn)了快速掘進。表1.1主主要統(tǒng)計計了20005.6.225220055.7.25的的大部分分的鑿巖巖臺車掘掘進情況況。在該該表中未未作6 .257.44的掘進進情況，主主要是該該時間段段隧道圍圍巖類型型主要是是類圍巖巖，同時時在隧道開開挖

10、過程程中，由由于機械械故障、洞洞內(nèi)其它它設備的的影響，以以及上級級領導的的檢查，造造成了鑿鑿巖臺車車處于非非正常作作業(yè)狀態(tài)態(tài)，因此此沒有列列舉相關關數(shù)據(jù)。表1.1 雙臺車車作業(yè)部部分數(shù)據(jù)據(jù)統(tǒng)計情情況從表1.11我們可可以得到到，臺車車每天平平均單循循環(huán)進尺尺都在44.4左左右，單單循環(huán)的的最高進進尺可達達到5.1m；平均日日進尺在在四個循循環(huán)的情情況下，一一般都在在17.5左右右，最高高時可達達18.9m，在三個個循環(huán)時時為133.1左右右。在該該一個月月內(nèi)，臺臺車的掘掘進為3324.2m，風風鉆的掘掘進為2699m。3.2 臺臺車超欠欠挖情況況臺車作業(yè)在在帶來快快速掘進進的同時時，也會會造成

11、嚴嚴重的超超欠挖。由由于臺車車作業(yè)比比風鉆作作業(yè)的成成本高，為為了降低低臺車作作業(yè)成本本，關鍵鍵在于控控制超欠欠挖。為為了較少少和杜絕絕超欠挖挖，我們們在隧道道爆破中中采用光光面爆破破，鉆孔孔中嚴格格按圍巖巖鉆爆設設計進行行。同時嚴格要要求測量量組精確確測量放放線，對對臺車操操作人員員進行不不定期的的培訓，加加上一些些獎懲制制度，在在超欠挖挖控制方方面做的的很好。表1 .22 允許超超挖值（cm）1允許欠挖值值：當巖巖層完整整、巖石石抗壓強強度大于于30MMPa并確認認不影響響襯砌結結構穩(wěn)定定和強度度時，允允許巖石石個別突突出部分分（每1m2內(nèi)不大大于0.11m2）欠挖挖，但其其隆起量量不得大

12、大于5cm。拱、墻墻腳以上上1m內(nèi)斷面面嚴禁欠欠挖11。平均線性超超挖值 （ 1.1）在統(tǒng)計了220055.6.2520005.77.255的超欠欠挖測量量數(shù)據(jù)的的情況下下，通過過式1.1計算得得出：個個別拱部部最大超超挖值為為28ccm，一般的的情況下下，平均均值都在在表1.2的允許許范圍內(nèi)內(nèi)，有時時甚至做做到了零零超挖。欠挖現(xiàn)象出現(xiàn)的比較少，一般都在巖石比較堅硬的情況下，出現(xiàn)個別的欠挖。從圖1.33可以清清楚地看看到，光光爆后的的圍巖表表面很平平整，爆爆破后的的半孔成成形相當當?shù)牟诲e錯。圖1.3 光光面爆破破效果圖圖4. 結論論（1）臺車車掘進一一般適應應類以上上圍巖。從從臺車進進洞的掘掘進資料料來看，臺臺車在類圍巖巖時，沒沒有發(fā)揮揮出其優(yōu)優(yōu)勢，每每循環(huán)的的平均進進尺只有有3.55m左右右。在、類圍巖巖的時，每循循環(huán)的進進尺都在在4.44左右，單單循環(huán)的的最高進進尺可達達到5.1m，平平均日進進尺在四四個循環(huán)環(huán)的情況況下，一一般都在在17.5左右右，最高高時可達達18.9m。（2）一般