在滇中引水工程艾家營隧洞,一輛嶄新的隧洞掘進機械設備 作為使用“懸臂式掘進機”準備進行隧洞施工作業,
艾家營隧洞隧洞全長2418.426米,存在軟弱圍巖的施工風險,洞身圍巖巖層破碎,節理裂隙較發育,并且部分洞身位于地下水位以下,圍巖穩定性差,易發生坍塌、掉頂、涌水。為提高施工效率,確保施工安全,項目組經過有序組織、科學研判,終選用懸臂式掘進機在艾家營隧洞進行應用。
EBZ200 懸臂式掘進引入依據
1. 該設備具有可靠性高、作業、智能化程度高、可維護性好等特點。其以可靠為目標,多種機械構件及裝置采用國際品牌產品,并聯合開發設計。
2.該設備通過旋轉截割頭帶動表面鎬形截齒轉動實現對被采掘對象的截割,該方式對圍巖的擾動小且安全可靠。
3.銀山1號隧道為大斷面隧道,隧道縱向坡度為5‰,圍巖為強風化白堊系下統洛河組砂巖,巖質較軟,巖體較完整但強度低。各隧道因素與該掘進機性能相配套,滿足使用條件。
懸臂式掘進機工藝流程: 施工準備,上循環噴射混凝土施作完畢后,挖掘機對上中下臺階進行整平處理,并在中臺階至上臺階間修路,路寬5m 左右,創造出掘進機行走及截割施作空間。同時,接通電源及冷卻水管,啟動機器,對掘進機進行截割前安全故障排查,確認可進行正常截割工作后,在兩位協助人員配合下由操作手將其開至上臺階。
懸臂掘進機上臺階法:掘進機到達上臺階后掘進機開始截割工作,同時挖掘機挖掉中臺階與上臺階間的臨時道路。整個上臺階掌子面分左右兩部分進行截割,掘進機靠左側,截割頭放置于臺階面高度處,對上臺階掌子面左側底部進行鉆進截割,截割深度約為一個截割頭長度(90cm),然后由下至上、由內向外截割,直至開挖輪廓線以內20~30cm。照此方法使其進尺達到2.0m,后由專人利用測量定位后的接電激光裝置,尺量指揮,截割至開挖輪廓線。
鑫通懸臂掘進機整機結構緊湊、穩定性好,具有爬坡能力大、破巖能力強、截割斷面范圍廣等亮點。鑫通EBZ200采用小截割頭設計,破巖截齒排布,具備的截割切割力和破巖力,能夠適應各種工法的隧道施工;行走驅動力大,上坡能力強,下坡回撤時間短,在巷道中調車靈活、,施工實戰表現出色。
為提高施工功效,確保施工安全,有效控制隧道超挖,控制施工成本,中鐵鐵路引進鑫通EBZ200懸臂掘進機,這是全線首臺隧道掘進機的工程應用,為隧道機械化施工探索實踐邁出積極一步。
云南某隧道中引進鑫通機械懸臂掘進機施工,通過在適應性、設計參數等方面的深入研究,并與鉆爆法在投資、施工進度、安全質量等方面進行對比分析,證明懸臂掘進機在云南地區具有較好的適應性,具備較高的推廣應用價值。整體表現為:懸臂掘進機適用于圍巖強度適中、圍巖破碎、節理裂隙發育以及地下水不發育的隧道;懸臂掘進機對圍巖擾動小,初期支護可取消系統錨桿,并可以加大鋼架間距;懸臂掘進機在隧道施工中進度優勢明顯,特別對于Ⅳ級圍巖,進度較鉆爆法提高了近67%;懸臂掘進機早期資金投入較鉆爆法高,且各級圍巖條件下懸臂掘進機開挖單價為鉆爆法的4~5倍。
懸臂掘進機對圍巖強度及完整性比較敏感,若圍巖整體性好、節理裂隙不發育、強度高,則難以發揮懸臂掘進機優勢,如在秀嶺隧道段懸臂掘進機施工過程中,隧道左側拱部遇到青灰色砂巖,圍巖強度達到110MPa,此時懸臂掘進機無法正常向前掘進,現場采取對硬巖段鉆爆法處理通過,施工進度遲緩。 鑫通懸臂掘進機
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