機(jī)械化施工技術(shù)論文(2)
機(jī)械化施工技術(shù)論文
機(jī)械化施工技術(shù)論文篇二
長大隧道機(jī)械化施工技術(shù)
【摘 要】近年來,在交通建設(shè)中長大隧道工程項目日漸增多,對隧道快速施工也提出了迫切的要求,如何采用合理優(yōu)化的技術(shù)方案,選用適當(dāng)?shù)氖┕C(jī)械進(jìn)行配套,已成為隧道施工中的核心所在。本文主要對長大隧道鉆爆法機(jī)械化施工技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)介紹,為類似工程施工提供可靠的技術(shù)參考。
【關(guān)鍵詞】長大隧道;機(jī)械化;施工技術(shù)
1.長大隧道機(jī)械化施工技術(shù)簡述
長大隧道的施工方法基本分為兩大類,即鉆爆法和掘進(jìn)機(jī)法,目前國內(nèi)山嶺隧道多采用鉆爆法施工。
隧道鉆爆法施工時,用氣腿式鑿巖機(jī)或鑿巖臺車鉆眼,人工裝藥爆破后,多采用大型裝載機(jī)配合自卸汽車出碴,即無軌運輸方式。目前長大隧道常用的是無軌運輸,特別是公路隧道,因斷面較大,基本全部采用無軌運輸。斷面較小的、采用裝載機(jī)裝車?yán)щy時多用有軌運輸,一般用風(fēng)動或電動裝碴機(jī),將碴裝入斗車、槽式列車或梭式礦車內(nèi),由電瓶車牽引出碴。
隧道一般均采用復(fù)合襯砌,采用噴射砼及鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)等組合做為初期支護(hù),采用模板臺車澆筑二次襯砌砼,初期支護(hù)與二次襯砌間一般設(shè)防水層。在石質(zhì)較好的情況下也可采用噴射砼做襯砌。隧道全斷面的襯砌施工采用模板臺車,由混凝土攪拌樓或攪拌站拌合的混凝土,經(jīng)混凝土輸送車或混凝土輸送泵送達(dá)襯砌工作面。
隧道施工中的輔助工作,如供應(yīng)壓縮空氣、排水、供電等均采用通用機(jī)械。隧道施工通風(fēng)多采用軸流式通風(fēng)機(jī),在有瓦斯地段,除加強(qiáng)通風(fēng)外,應(yīng)采用防爆型機(jī)械施工。隧道照明和動力一般采用發(fā)電站式和壓縮空氣站供應(yīng)。反坡排水的隧道,還需要設(shè)置強(qiáng)有力抽水設(shè)備。
2.長大隧道鉆爆法機(jī)械化施工設(shè)備的配置
長大隧道施工的機(jī)械配置應(yīng)當(dāng)本著“性能可靠,技術(shù)先進(jìn),滿足需求,略有富余”的原則進(jìn)行。一般情況下,施工機(jī)械化程度越高,生產(chǎn)效率就越高,施工進(jìn)度也越快,因此在具體工程施工中時,應(yīng)盡量選擇性能好、產(chǎn)量高的設(shè)備,且數(shù)量要能滿足要求,各種設(shè)備之間互相匹配,防止出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象,造成部分設(shè)備生產(chǎn)能力得不到充分發(fā)揮。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,即挖裝運作業(yè)線、初期支護(hù)作業(yè)線和二次襯砌作業(yè)線。除此之外還有風(fēng)水電等保障設(shè)備。
2.1挖裝運作業(yè)線
鉆爆法開挖施工中,國內(nèi)目前多采用自制多功能臺架,臺架根據(jù)隧道斷面高度進(jìn)行分層,便于人工鉆孔及噴錨支護(hù)操作。臺架上配備多臺風(fēng)動鑿巖機(jī)鉆眼,人工裝藥爆破開挖。鉆孔作業(yè)也有采用液壓鑿巖臺車進(jìn)行的。
出碴運輸是鉆爆法施工中設(shè)備配套選擇的關(guān)鍵,目前主要采用的就是有軌運輸和無軌運輸兩種方式。有軌運輸對洞內(nèi)的污染少,但專業(yè)設(shè)備多,日常的組織管理、養(yǎng)護(hù)、維修復(fù)雜;無軌運輸?shù)脑O(shè)備配備簡單,組織管理相對容易,但洞內(nèi)因內(nèi)燃機(jī)械尾氣影響污染較嚴(yán)重,對通風(fēng)能力要求高,且隧道斷面較小時無法采用。
隧道出碴運輸采用無軌運輸方式時,開挖面采用側(cè)翻式裝載機(jī)裝碴,大噸位自卸汽車將洞碴直接運至洞外棄碴場;采用有軌運輸方式時,為提高效率,開挖面一般配備自動裝巖設(shè)備,洞內(nèi)鋪設(shè)輕型鋼軌,采用電瓶車牽引大容量自卸礦車將洞碴運出洞外棄碴場,或在洞口采用裝載機(jī)配合自卸車二次倒運至棄碴場。
長大隧道由于受施工工期的限制,多采用輔助坑道進(jìn)行施工,一般為斜井和橫洞。斜井和橫洞的施工與正洞類似,出碴運輸多采用無軌運輸,但在斜井坡度過大、無法采用無軌運輸時采用有軌運輸。特殊情況也可在正洞用無軌運輸,斜井段采用有軌運輸,需要在斜井底將洞碴倒運至側(cè)卸式礦車,然后由絞車牽引到井口車場,曲軌卸碴后再行倒運。
2.2初期支護(hù)作業(yè)線
隧道初期支護(hù)設(shè)計一般為錨噴支護(hù),噴射砼施工每個作業(yè)面配備3~4臺砼噴射機(jī)。噴射砼拌合采用強(qiáng)制式攪拌機(jī),噴射砼的運輸與出碴運輸?shù)姆绞较嗤?,有軌運輸方式可用軌行式罐車,無軌運輸方式可采用自卸汽車或砼罐車運輸。錨桿一般采用風(fēng)動鑿巖機(jī)成孔,人工安設(shè),也可采用專業(yè)的錨桿機(jī)施工。
2.3 二次襯砌作業(yè)線
隧道二次襯砌施工,一般在洞外設(shè)置自動計量拌和站生產(chǎn)砼,有軌運輸時采用軌行式輸送車,無軌運輸時采用砼罐車。每臺模板臺車配備2臺砼輸送泵,一臺澆注砼,一臺備用。每個輸送泵配備300 m的輸送管。二襯砼施工采用液壓式整體模板臺車,沿鋪設(shè)的軌道行走,長度一般有9m和12 m。另外每臺模板臺車配備一個簡易臺架進(jìn)行灌注前的防水板安裝。
2.4 風(fēng)、水、電保障系統(tǒng)設(shè)備配置
2.4.1通風(fēng)系統(tǒng)
長大隧道的施工通風(fēng)多采用長管路機(jī)械壓入式通風(fēng)或混合通風(fēng),利用軸流風(fēng)機(jī)和PVC軟風(fēng)管組成通風(fēng)系統(tǒng)。通風(fēng)機(jī)一般選用軸流風(fēng)機(jī),具體型號需要根據(jù)隧道通風(fēng)計算來選定,風(fēng)機(jī)的風(fēng)壓和風(fēng)量必須滿足洞內(nèi)施工的需要,一般多用功率2×110 kW和2×55kW的。通風(fēng)管直徑根據(jù)通風(fēng)計算來選擇,目前有多種直徑的定型產(chǎn)品可供選擇。在凈空允許的條件下,應(yīng)盡量采用大直徑風(fēng)管。對于獨頭施工距離較長的雙洞隧道,還可利用橫通道和在洞內(nèi)設(shè)置的射流風(fēng)機(jī),形成巷道式通風(fēng),滿足施工需要。
2.4.2 高壓供風(fēng)系統(tǒng)
高壓供風(fēng)一般采用在洞口設(shè)置風(fēng)站集中供風(fēng),每座風(fēng)站根據(jù)洞內(nèi)施工風(fēng)量的需求,配備不同數(shù)量的20m3/min電動空壓機(jī),并配備12m3/min內(nèi)燃空壓機(jī)備用,風(fēng)管一般采用φ100mm~150 mm的無縫鋼管,管節(jié)用法蘭連接,供洞內(nèi)風(fēng)動鑿巖機(jī)、砼噴射機(jī)、風(fēng)鎬等風(fēng)動機(jī)具(機(jī)械)的動力用風(fēng)。供風(fēng)距離較長時,管阻損耗大,施工中可采取將洞外空壓機(jī)移至洞內(nèi)供風(fēng)的措施。
2.4.3高壓供水系統(tǒng)
一般在洞外水源處設(shè)蓄水池,安設(shè)高壓水泵,鋪設(shè)水管,將水壓至高位水池,從高位水池通過供水管路引入洞內(nèi)。上下主供水管路多采用φ100 mm的無縫鋼管,在掌子面處采用φ50mm的高壓膠管分頭供水。
2.4.4隧道供電系統(tǒng)
隧道供電一般由高壓線引入隧道洞口附近,長大隧道根據(jù)施工需要一般在洞外配備1臺800kVA或630kVA的變壓器,分別引向洞內(nèi)及生產(chǎn)區(qū)、生活區(qū)等供電。隧道掘進(jìn)超過1km后,因電壓降較大,洞內(nèi)供電一般采用鎧裝電纜高壓進(jìn)洞,動力、照明分路,雙回路供電。在距開挖面最近的附屬洞室內(nèi)設(shè)移動式變壓器,供掌子面附近施工用電,以保證洞內(nèi)施工設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。隧道施工動力用電等級為380V,照明用電成洞地段為220V,作業(yè)地段為36V,采用電纜線供電。洞內(nèi)動力線路采用“三相五線制”。 另外,為了保證前期使用及備用,應(yīng)當(dāng)配備1臺200kW以上發(fā)電機(jī),作為備用應(yīng)急電源。
由于隧道屬地下工程,洞內(nèi)空間有限,故設(shè)備選型時除考慮其性能、互相之間的匹配外,還必須考慮設(shè)備本身的外形尺寸、工作半徑(如裝碴設(shè)備)等。如選型不當(dāng),則設(shè)備在洞內(nèi)可能無法正常工作,或互相之間形成干擾。
3.長大隧道機(jī)械化施工的保障措施
機(jī)械設(shè)備是施工生產(chǎn)的三大要素之一,也是確保工程按期完成的關(guān)鍵所在。為此,應(yīng)根據(jù)工程任務(wù)量和工期要求,在配齊、配足各種機(jī)械設(shè)備(含車輛)的同時,備足備用和替換設(shè)備,做好相應(yīng)的保障措施:首先,應(yīng)成立設(shè)備管理領(lǐng)導(dǎo)小組,設(shè)專職設(shè)備管理員,負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)備管理、調(diào)配、考評及負(fù)責(zé)設(shè)備保養(yǎng)、維修等日常工作。其次,要加強(qiáng)設(shè)備日常管理工作,落實設(shè)備管理責(zé)任制,所有設(shè)備操作員做到持證上崗。同時,還要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作,通過日常的維修保養(yǎng),充分提高設(shè)備的完好率和利用率。再次,對于備用設(shè)備和替換設(shè)備進(jìn)行輪換保養(yǎng),備用發(fā)電機(jī)安裝就位,確??呻S時啟用。
總之,對于長大隧道的機(jī)械化施工,機(jī)械設(shè)備的選型與配套是最主要因素之一,它不僅關(guān)系到施工的速度,而且影響到安全、質(zhì)量和效益。因此要特別重視隧道施工機(jī)械設(shè)備的選型,并且互相之間要匹配,選擇時要因地制宜,結(jié)合具體情況綜合考慮,這樣才能真正提高長大隧道的施工效率和施工水平。
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