復(fù)雜地質(zhì)條件下液壓鑿巖臺(tái)車快速掘進(jìn)技術(shù)

復(fù)雜地質(zhì)條件下液壓鑿巖臺(tái)車快速掘進(jìn)技術(shù)摘要:以長(zhǎng)洪嶺隧道為例，介紹了復(fù)雜地質(zhì)條件下液壓鑿巖快速掘進(jìn)技術(shù)，并對(duì)一些體會(huì)和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了總結(jié)，以供同類工程借鑒。關(guān)鍵詞:復(fù)雜地質(zhì)液壓鑿巖臺(tái)車快速掘進(jìn)1、工程概況長(zhǎng)洪嶺隧道起止里程為DK170+300～DK83+594，位于重慶市豐都縣龍河鎮(zhèn)柏木園村，交通條件較好。區(qū)內(nèi)植被發(fā)育，進(jìn)口段地形陡峻。斜坡地帶多為農(nóng)田，民房較多，隧道全長(zhǎng)13294m，設(shè)計(jì)為雙線單洞隧道，圍巖以Ⅲ級(jí)為主，洞口淺埋段為Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)圍巖。長(zhǎng)洪嶺隧道是渝利鐵路第二長(zhǎng)隧道，同時(shí)也是全線控制性工程之一。2、巖層特性長(zhǎng)洪嶺隧道穿越地層主要為泥巖夾砂巖、砂巖，構(gòu)造較簡(jiǎn)單，地層單斜，隧道臨近石柱向斜核部，巖層傾角較小，走向變化較大，節(jié)理發(fā)育，巖體破碎，巖質(zhì)較軟。隧道開挖斷面是典型的緩傾層狀，多層薄厚不均的滑層疊加，隧道開挖后遇裂隙水滲出，泥巖遇水軟化，夾層間結(jié)合較差，拱部開挖后易發(fā)生大面積剝落、掉塊、以致坍塌。3、鉆孔設(shè)備選擇及性能分析目前國(guó)內(nèi)山嶺隧道掘進(jìn)施工主要有兩種施工方法，一是傳統(tǒng)的人工手持風(fēng)鉆的鉆孔，二是采用從國(guó)外引進(jìn)的液壓鑿巖臺(tái)車鉆孔。針對(duì)本隧地質(zhì)差、工期緊、安全、環(huán)保要求高等諸多因素，傳統(tǒng)的人工開挖不能滿足施工需求，長(zhǎng)洪嶺隧道進(jìn)口采用兩臺(tái)液壓鑿巖臺(tái)車進(jìn)行全斷面開挖。液壓鑿巖臺(tái)車做為一種新型的隧道鑿巖機(jī)械，與人工掘進(jìn)相比，具有三大優(yōu)點(diǎn)：①、單循環(huán)進(jìn)度快鑿巖臺(tái)車在本隧地質(zhì)條件允許的范圍內(nèi)鉆孔進(jìn)尺最大可達(dá)5.3m，對(duì)提高開挖進(jìn)度提供了先進(jìn)的性能支撐。相比人工鉆孔循環(huán)進(jìn)尺3.0～3.5、，采用臺(tái)車鉆孔每循環(huán)最大進(jìn)尺可達(dá)4.5～5.0m，大大提高了施工進(jìn)度。②、安全性能高采用鑿巖臺(tái)車開挖，設(shè)備操作人員在固定的操作平臺(tái)上操作機(jī)械，距隧道掌子面約13m的安全距離，視線開闊，易于觀察圍巖的變化情況，加之操作平臺(tái)上設(shè)有安全頂棚，從硬件和機(jī)械的設(shè)計(jì)上增大了操作員工安全系數(shù)。③、開挖成型好鑿巖臺(tái)車電—液控制系統(tǒng)采用PLC可編輯邏輯控制，電信號(hào)通過(guò)電液比例閥控制終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，由此可以使各個(gè)鉆進(jìn)參數(shù)達(dá)到最佳，從而達(dá)到快速高效精確的控制。通過(guò)長(zhǎng)洪嶺隧道進(jìn)口液壓鑿巖臺(tái)車鉆爆效果看，光爆效果明顯優(yōu)于人工手持風(fēng)鉆的操作模式，隧道殘眼保存率基本在90%以上，隧道的開挖成型得到保證。4、施工工藝4.1隧道開挖工藝流程濃超前探孔鋪→臉測(cè)量放乏線澤→抵臺(tái)車鉆滾孔篩→工裝藥爆破化。捏4.1.社1撇超前探孔姻超前地質(zhì)鉆探變作為超前地質(zhì)努預(yù)報(bào)手段中最餃直接、最直觀摘、最有效的一雄種預(yù)報(bào)方周法辟,點(diǎn)在長(zhǎng)大隧道施捆工柿中起著重要的諷作用期。本隧采用在五拱頂部位、拱雁腰兩側(cè)各取一級(jí)點(diǎn)作為超前探永孔施作點(diǎn)，探涂孔深度均為句5.0m低。超前探孔的辜施作，困可以態(tài)超前準(zhǔn)確預(yù)報(bào)加出尚掌子面前方圍煎巖情況及掠各種篩地質(zhì)災(zāi)害每，街為施工安全提升供了有力的保久障。簡(jiǎn)4滑.1.鑰2際軟測(cè)量放線缺鑿巖臺(tái)車配備靠有一個(gè)多功能組升降吊籃，鉆夢(mèng)孔前醉測(cè)量人員站在鋒吊籃內(nèi)進(jìn)行周富邊眼的放樣，戴既提高了測(cè)量塑速度，測(cè)量人承員人身安全也虎得到了保證，肯測(cè)量?jī)x器采用輕萊卡孩TCR802往全站儀，并配音有斷面測(cè)量籌程序慚，可以實(shí)現(xiàn)隧晃道掘進(jìn)值斷面京的快速現(xiàn)放樣予。扣在班Ⅲ悟級(jí)膊圍巖開挖中，黃測(cè)量時(shí)間一般骨在縮8-1閑0客分鐘之內(nèi)。劍4.1.賓3報(bào)御臺(tái)車鉆孔待①沈、鉆孔深度號(hào)選擇句臺(tái)車鉆孔根據(jù)撈隧道內(nèi)的圍巖按情況來(lái)確定鉆孩孔深度，本隧豐穿越巖層為泥跳巖與砂巖互層村，幅緩傾巖層縣發(fā)育較明顯慢。經(jīng)過(guò)反復(fù)試備驗(yàn)和比較，逝確定距鉆孔深度一般閃為蘿3.睬0啦～考3緣.5m盾，掏槽眼公為幕3.論5染～牧3漆.8舞m闊。剝考慮掌子面凹瓶凸不平處與要啄求的眼深的差煌距，瘡鉆眼深度要根啞據(jù)掌子面的平撥整度適當(dāng)調(diào)整棚，盡量使眼底塞在同一個(gè)垂直榴面上洪。熊②耍、屆掏槽方式選擇按由于本隧道設(shè)超計(jì)跨度大、凈桌空高，采用全覽斷面一次爆破雀開挖，沒有大老的中掏槽自由面是功很難實(shí)現(xiàn)的，四施工人員經(jīng)過(guò)登多次掏槽試驗(yàn)盲，王最后確定纏采用毛復(fù)式楔形斜眼航掏槽綿。艙第一級(jí)掏槽角失控制堡在榜45勿°斃～零55券°提，不宜過(guò)大或劍過(guò)小。通常情撕況下，掏槽眼趁上下排間距卻取令5比0扶～注90cm浴，硬巖取小值惑，中硬巖取中中值，軟巖取大烤值。同一隧道覽橫斷面上，一蘿對(duì)掏槽眼眼底荒距離通常陵取中2啊0?！珓?0cm饑。刺③租、鉆眼精度控坊制慰a觸、豈鉆眼要盡量避陶開在一些較大昨的裂隙、夾層陳處開眼，需根闊據(jù)現(xiàn)場(chǎng)圍巖情吸況主適當(dāng)銷調(diào)整君爆破設(shè)計(jì)要求鑄的鉆眼位置，釋并依據(jù)毫巖層的發(fā)育特伍點(diǎn)，選擇合適巾的鉆進(jìn)位置。米首先筐用低沖擊低推肥進(jìn)慢慢鉆淡進(jìn)滲1泳0簡(jiǎn)～粥15cm恩，直至鉆出的準(zhǔn)淺眼易于鉆進(jìn)隨，易于控制鉆霞進(jìn)方向?yàn)橹?。千鉆眼時(shí)，應(yīng)密喬切關(guān)注鉆進(jìn)方障向的變化，發(fā)茄現(xiàn)有較大變化玻，如發(fā)生嚴(yán)重音坍孔或卡鉆時(shí)漲，就要停鉆，睛廢棄該眼，在啞別處重新鉆眼寶。蒙b憶、掏槽眼角度饑控制：在室內(nèi)中依爆破設(shè)計(jì)算餓好鉆每個(gè)炮眼襲時(shí)臺(tái)車推進(jìn)梁舞尾部與隧道中銀線的距離，在殃現(xiàn)場(chǎng)由測(cè)量人桿員在隧道底板剃測(cè)出隧道中線塊的位置，由紅畏油漆標(biāo)示出來(lái)盛，然后在標(biāo)出易的隧道中線左圈右兩側(cè)用皮尺艙量出算好的鉆鳥每個(gè)炮眼時(shí)臺(tái)鈔車推進(jìn)梁尾部況離隧道中線的號(hào)距離，用炮棍旦在該處沿平行菊隧道軸線方向香標(biāo)示出來(lái)，以基作為控制掏槽嘗眼鉆眼角度的度參照。蕩c休、周邊眼控制美長(zhǎng)洪嶺隧道進(jìn)她口洞身全斷面豎開挖斷面周長(zhǎng)歌為袋29.5m饅，，周邊眼間爺距為拌50cm饞，全斷面周邊穩(wěn)眼總數(shù)投為癥5備9浴～慨6奧0介個(gè)。鉆孔前，齊根據(jù)掠掌子面圍巖情趙況及趟開葉孔腎處的凹凸不平甚程度，確定每漸一個(gè)炮孔的鉆叢孔深度，同時(shí)娛控制好推進(jìn)梁眼尾部與周邊巖杯壁的距離，調(diào)胡整好外插角東，外插角控制膜在香3坦°盛左右飯。在符合爆破克設(shè)計(jì)要求、保政證炮孔間距基攀本均勻的前提梢下，選擇易掌疑握鉆進(jìn)方向的傷位置開孔。同推進(jìn)梁尾部與睜周邊巖壁的距鹿離對(duì)于控制隧賀道周邊超欠挖則起著至關(guān)重要辨的作用。鑿巖童臺(tái)車在制造上的有個(gè)特點(diǎn)，即混調(diào)整臺(tái)車推進(jìn)染梁與隧道軸線個(gè)平行后，只移胸動(dòng)臺(tái)車大臂，剛不調(diào)整推進(jìn)梁累，推進(jìn)梁仍保搞持與隧道軸線魄平行。鉆孔前今，司鉆人員必玻須參照花桿或澤標(biāo)示出的隧道底軸線調(diào)整推進(jìn)傲梁，使其與隧個(gè)道軸線平行，鑰然后移動(dòng)臺(tái)車壩大版臂銷(波切不可調(diào)整推紙進(jìn)口梁呢)膊，接近周邊時(shí)凱，觀察推進(jìn)梁省尾部與巖壁的癥距離，直至將恢定頂盤頂在開著挖輪廓線上開壇孔的位置。南④逝、鉆眼突質(zhì)量要求褲司鉆人員必須敢嚴(yán)格按照炮眼預(yù)的設(shè)計(jì)位置、哀深度、角度和包孔徑，分工定癢點(diǎn)、定位、定戶機(jī)進(jìn)行，多臺(tái)攏鉆機(jī)同時(shí)作業(yè)舒。鉆眼時(shí)，要繭做到準(zhǔn)（位置帥）、平（平行肥）、直（方向嗽）、齊（孔底勁）。應(yīng)注意防映止炮眼交叉打腔穿，炮眼總數(shù)搏不小于爆破設(shè)滔計(jì)炮眼總數(shù)沖的屯90溪%爛，掏槽眼眼口憲間距誤差和眼謀底間距誤差不前得大于蝴5cm釋；輔助眼深度條、角度按設(shè)計(jì)榆施工，眼口排棉距、行距誤差罵均不得大于集10cm??；周邊眼位置織在設(shè)計(jì)開挖輪炭廓線上，允許膠沿輪廓適當(dāng)調(diào)值整，間距均勻京，眼口位置誤具差不得大于裕5cm貼，眼底不得超尊出開挖斷面輪辭廓線判10cm蝦；當(dāng)開挖面凹替凸不平，相差引較大時(shí)，應(yīng)按親實(shí)際情況，適慎當(dāng)調(diào)整炮眼深顆度，力求所有掉炮眼（除掏槽司眼和底板眼外蕩）在同一個(gè)垂動(dòng)直面上。如果毯出現(xiàn)較大的偏幸差，應(yīng)廢棄該肺炮眼重鉆，切災(zāi)實(shí)保證鉆眼質(zhì)嘉量。⑤、效果檢驗(yàn)搭最初，由于地瞎質(zhì)條件差和司肚鉆工人操作不宣熟練，斷面素平均超挖在差30掘廚～舊40久cm鵲，超挖很大。付經(jīng)過(guò)折對(duì)司鉆人員經(jīng)神過(guò)司鉆技術(shù)培德訓(xùn)和現(xiàn)場(chǎng)考核匹，激發(fā)了司鉆著人員鉆研司鉆役技術(shù)的積極性獄，司鉆水平提莊高很快，控制喬隧道超欠挖意暑識(shí)加強(qiáng)，施工宮操作規(guī)范，司藥鉆人員之間配袖合默契，隧道胡開挖斷面成型饅越來(lái)越平順、尚圓滑，炮眼間添距越來(lái)越均勻欲，從外觀上達(dá)勵(lì)到了規(guī)范要求主。最大線性超聾挖降低到胳15引cm漠以內(nèi)，平均超胳欠挖值控制在準(zhǔn)5殃cm的以內(nèi)。循鉛粥裝藥爆破鏡根據(jù)本隧圍巖拳情況及裝碴的功合理塊度要求哭，股Ⅲ皆級(jí)圍巖炮眼唱及掏槽眼布置旺圖回如下：礙圖襪1鴨、全斷面開挖鋸炮眼布置圖4、人員配置旗表鴨1滿、液壓臺(tái)車開好挖作業(yè)人員表竿工種泛司鉆工叨爆破工宴保養(yǎng)及維修工筋人員根1鉗2久人濫4淺人痕4稅人縣5犧、治機(jī)械強(qiáng)制保養(yǎng)怨技術(shù)肥要對(duì)鑿巖臺(tái)車咸進(jìn)熊行梨“澡班保喉養(yǎng)密”距、賺“恐周保灌養(yǎng)駝”財(cái)、馬“展月保旅養(yǎng)購(gòu)”悔、天“池強(qiáng)制保養(yǎng)（即導(dǎo)按照廠家提供貝的維修保養(yǎng)規(guī)擾程的要求，按開規(guī)定時(shí)間進(jìn)行笑強(qiáng)制性集中維伏修保養(yǎng)倆）拍”膚，以保證臺(tái)車圣充分發(fā)揮其機(jī)菜械性能，減少振故障率，才能紛保證施工進(jìn)度區(qū)。保養(yǎng)內(nèi)容主哥要是：清潔、燈緊固、調(diào)整、揚(yáng)潤(rùn)滑、防腐亦愈稱沾“被十字作業(yè)踩法兼”芹。6、結(jié)束語(yǔ)檢長(zhǎng)洪嶺隧道進(jìn)撈口球自諷201邊0鹽年蜂3欺月份開工以來(lái)匪，餅?zāi)壳肮淹瓿伤淼蓝答B(yǎng)身開惜挖畜1揭8茶0許0屯多米，最高月栗掘進(jìn)速度達(dá)踐2旺40持米庫(kù)，怨達(dá)到了以先進(jìn)兄機(jī)械促生產(chǎn)、名以生產(chǎn)促效益樂的良好效果沉。攜粱7亦、經(jīng)驗(yàn)及體會(huì)醬鑿巖臺(tái)車以其辦掘進(jìn)速度快、類施工安全系潑數(shù)高、綜合性且強(qiáng)等諸多優(yōu)點(diǎn)舒，播在復(fù)雜地質(zhì)條要件下字取代傳統(tǒng)的人村工開挖已成為休一個(gè)必然趨勢(shì)藏。但是鑿巖臺(tái)亂車相比人工也減存在成本高、祖對(duì)管理人員水沸平要求高、功座能間相互制約濫性較強(qiáng)，當(dāng)故真障不能完全排備除和配套服務(wù)再跟不上時(shí)，臺(tái)這車不能正常使炭用等缺點(diǎn)僚，要想使之更漠快的得到推廣刺和應(yīng)用，還需烘要我們不斷探寇索旦和實(shí)踐。參考文獻(xiàn)：虎[里1佛]袋《鐵路隧道工睡程施工質(zhì)量驗(yàn)司收標(biāo)準(zhǔn)語(yǔ)》冷.脈北煎京壯.渠中國(guó)鐵道出版崇社滑,2004訴[肥2承]鄭王海鐘亮你.痛鎖《候鐵路鏟工程爆破趟》恒.株北刷京威.載中國(guó)鐵道出版件社呈，路2003瞧:老96-98買[游3魯]必?fù)瓮踔敲?、馬保懂松等撓.加《鉆孔與非開嚇挖機(jī)械》化學(xué)忙工業(yè)出版社徹,粱2006斷:斜267愉-掩272年[吃4赴]憶塘王明年、張建竄華規(guī).念《工程措施對(duì)緞控制隧道圍巖袋變形的力學(xué)效星果研究》腰[羊J桿]巡.亞巖土工程學(xué)報(bào)波，駛199怎8釣：爺27-30姨[舅5蹤]竭馬宏偉《液壓岡鑿巖臺(tái)車開挖攏隧道控制超欠孔挖施工技術(shù)》蹦[J]懶.獄隧道建設(shè)越200雕9匆（削2床9刪）陳體254-25泉5池[6]禮諒段寶福《丹武廣專線大瑤掘山隧道光面爆采破施工技術(shù)方》仙[J]朽.擴(kuò)工程爆破獵診200削8悲（丸1柔4香）留38-41獸[7]激帽李饒明噸慧《宴軟巖隧道開挖獎(jiǎng)的數(shù)值模擬與躲研究企》濫[J]嫁.棄交通標(biāo)準(zhǔn)扒化雄領(lǐng)200種8往（誠(chéng)1針4記）涌57在-優(yōu)60槳Rapid畢excava來(lái)tiont閣echnol煤ogyof密hydra跌ulicr梁ockdr貌illri燒g乞in阻compl曉icated柳geolo預(yù)gical騙condit餐ions梨Abstra放c游：腫Taking激哨Chang政hongl石ing撲Tunne鍬lasa倘nexam在ple寧，哲i罰ntrodu翁c臣esr目apid冒e心xcavat壩ion秧t鑄echnol肅ogy鷹ofhy覆drauli宜crock立drill伐rigi旺n話compli棋