《高速铁路隧道大型机械化设备配套施工介绍-安质部-贾智科》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高速铁路隧道大型机械化设备配套施工介绍-安质部-贾智科（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、word高速铁路隧道大型机械化设备配套施工介绍 贾智科隧道工程分公司 京项目摘要：本文以高速铁路隧道大型机械化配套施工应用情况为背景，介绍了三臂凿岩台车，机械湿喷手、自行式仰拱栈桥、防水板铺挂机、超声波热熔焊机、仰拱钢端模、二衬钢端模、全自动液压门架式水沟电缆槽台车机械化施工。关键词：高速铁路隧道；大型机械化；配套施工 / 1 工程概况三棱山隧道位于省市、市境，隧道设计为高速铁路双线隧道，两线线间距为5m。隧道全长8888m，为京客运专线段全线重点控制性工程。隧道地处高原和辽河平原的中间过渡带，地貌属辽西剥蚀丘陵区。隧道围地势总体东北高，西南低，地形崎岖复杂，多悬崖陡坎。隧道最大埋深217.5
2、6m。隧道断裂构造发育，地质条件差，、级围岩占隧道比例超过了36%。浅埋偏压、塌方、大变形、环境失水、涌水等多种风险，施工安全风险大；工程地质与环境条件复杂，工期风险较大。2 隧道大型机械化设备配套施工总体情况三棱山隧道进口、出口采用三臂凿岩台车、机械湿喷手、自行式仰拱栈桥、防水板铺挂机、超声波热熔焊机、仰拱钢端模、二衬钢端模、全自动液压门架式水沟电缆槽台车等大型机械化配套施工。自开工以来，进出口大型机械化配套施工取得了良好的效果。2.1 三臂凿岩台车在三棱山隧道进、出口施工中 ,采用的是瑞典阿特拉斯科普柯公司生产的新型Boomer XL3 D三臂凿岩台车，可进展钻爆孔、锚杆孔、掏槽孔、超前灌
3、浆孔、管棚施工、装药、安装锚杆、灌浆以与安装风管等作业。Boomer XL3 D三臂凿岩台车具有安全、高效、符合人机工程学的设计特点，并且配备了直接控制系统，同时在人机交互设计方面也有创新。BoomerXL3D采用先导控制液压系统，减少了控制平台附近的高压胶管数量，对操作者更安全，并且噪声更小。工艺技术比照三臂凿岩台车拥有先进液压凿岩系统、电动环保系统,为全液压传动,能效高,气体和噪音污染小,进出灵活方便,技术先进;而人工手持风钻、地质钻机为风能传动,依靠人力,其效率只有液压传动的30%。适用条件比照三臂凿岩台车在三棱山隧道进口的施工实践证明:与人工手持风钻比照,三臂凿岩台车同样适应隧道 、
4、、级与破碎风化岩的施工,同样适应,并具备一机多能、安全高效的优势。施工质量比照利用三臂凿岩台车,深孔地质预测预报,高质量的钻孔安装大管棚、小导管、锚杆,可大大提高支护质量,从而提高全隧的施工安全质量。工作效率比照利用三臂凿岩台车钻孔，一个孔成孔时间约为1.5分钟，人工钻孔如此需要10-15分钟，一个三臂凿岩台车相当于20把风枪的工作效率。三臂凿岩台车钻孔只需4个司钻工,9个炮工,共13人,而人工开挖如此需26个人,可节省大量人力,效率高。 图1：三臂凿岩台车 图2:三臂凿岩台车钻孔作业主要结论三臂凿岩台车成孔速度快,循环进尺3.5,可节约1.5,特别在硬岩施工时,优势尤为明显。三臂凿岩台车机组
5、人员劳动强度低,掌子面噪音小,空气清新,不易卡钻,掌子面视线较好,简洁、整齐,大大促进掌子面的文明施工。三臂凿岩台车钻孔孔径较大,对清孔、装药尤为有利,在硬岩深孔中,可节省不少装药前的吹孔时间。三臂凿岩台车在 ,级与破碎风化岩施工中,很容易按设计要求施工径向系统锚杆,进展超前小导管的钻孔和安装,可完全满足工程质量要求和安全保证。2.2 机械湿喷手2.2.1根本特点 1湿喷作业采用西班牙生产的Sika-PM500 PC混凝土喷射机组，该设备通过操作有线“遥控器来控制喷射头进展喷混凝土作业，喷射头上安装有摆动马达和回转马达，可实现240的摆动和360回转，喷射臂的所有动作全部由液压驱动，喷嘴刷动马
6、达可以实现8360无限连续刷动。2喷射围大，最大喷射高度16.8m，最大喷射宽度为30m，前方最远喷射距离为15m，喷料速度为10-30m3/h，配备有液态添加剂计量输送装置，对混凝土和速凝剂流量同步程序控制。该设备与传统的湿喷机相比喷射砼机械手相比拟，其为自行式设备，到达现场后能快速调整机位，无需接送风水管，砼运输到现场后即可直接进展喷射作业，且实际的喷料速度比2台9m3/h的湿喷机快2倍：12保证稳定的工作风压，机械手自身配备空压机，工作风压在0.2-0.4MPa，比拟适宜，同时工作风压的大小与混凝土的和易性有关，和易性越好，所需工作风压较小，反之如此偏大。3喷射前，在机械手到达作业区域后
7、，利用自带高压风对岩面进展 1 次清理，清理受喷面上的浮沉、岩屑，保证初喷混凝土与岩面的有效粘结，以提高喷射混凝土的附着力。4机械手操作人员要具有一定的经验和熟练程度，喷混凝土过程中，要求机械手的喷头与岩面垂直，距离在 0.8-1.2m围，喷射混凝土应划分区域，分层喷射。从底部向拱部自下而上进展喷射，整体先初喷1层，喷射厚度为3-5cm，然后复喷至设计厚度喷射过程中，初喷第1层的厚度非常关键，由于速凝剂的初凝和终凝需要经过一段时间，初喷厚度过大，容易使速凝剂尚未凝结，新喷射混凝土覆盖上来，引起较大的回弹。5操作人员根据不同的喷射部位，调整喷混凝土速率和速凝剂的掺加量)边墙喷混凝土速率为18-2
8、0m3/h; 拱部喷混凝土速率为 15m3/h; 边墙喷混凝土速凝剂的掺加量为3%-5%; 拱部喷混凝土速凝剂的掺加量为 7%.6混凝土的供料要连续，喷射过程中经常停机，容易造成喷头处堵管现象，去除堵管非常麻烦，耽误作业时间.7喷射完毕后，喷射机械手驶离作业区域，在洞外按操作规程，维护和保养喷射机械手。图3 Sika-PM500 PC混凝土喷射机械手2.3 自行式仰拱栈桥 1栈桥主体由主梁、横梁与坡桥等局部组成，各构件为型钢焊接而成，将不同的标准构件通过螺栓连接组装成栈桥主体； 2液压系统由电动机、变量泵、液压油箱、液压油缸、冷却器、控制阀等局部组成，用于提升前后坡桥与顶升栈桥。 3电气控制系
9、统由继电器与开关等局部组成，用于控制栈桥的走行。4行走系统由驱动电机、齿轮齿条传动系统、走形轮与走形轨道等局部组成，共有四组走行装置，分别置于栈桥端部两侧，主要为实现栈桥自动走行。走行装置可以旋转90，以实现栈桥纵向和横向走行。 栈桥移动使用电机驱动，通过齿轮齿条传动，带动走行轮在走行轨道上移动，其工作步骤如下：1启动装于栈桥端部的四个顶升油缸，使栈桥离地。2由工人配合指挥，将栈桥走形轨向前拖动，轨道拖至尽头后，收缩顶升油缸。3启动走行电机，栈桥在轨道上向前移动，移动至轨道尽头后。4重复以上步骤，直至栈桥就位栈桥横向移动与此类同。栈桥就位后，顶升油缸将栈桥顶起，使走行轮不受力，用销子固定，最后
10、将前后坡桥放下。1使用自行式移动仰拱栈桥之后，栈桥上各种车辆设备正常通行，不影响掌子面施工，桥下可进展隧道的仰拱开挖、钢筋绑扎、仰拱浇筑等作业，实现了掌子面开挖与仰拱施工平行作业，仰拱作业不占用循环时间，大大节约了施工时间，提高了隧道施工整体效率，在安全质量可控的情况下，其工期本钱优势得到更大的表现。2自行式仰拱栈桥桥操作简单明了，行走灵活，移动就位方便，可实现跨越已开挖仰拱就位，简化了仰拱施工工序；3栈桥在前引桥下进展混凝土施工，可让车辆从填充层通过栈桥直达下台阶，完美配合各类台阶法开挖方式下的仰拱底板混泥土施工，实现早封闭，早成环的施工要求。4充分利用混泥土早期强度为栈桥自重与通行载荷提供
11、支撑，配合专用柔性底座与自动走行轨道。接地压强为0.3MPa，当混凝土达到脱模强度要求后便可通行栈桥与栈桥上过车。5采用液压控制，具备前、后、左、右移动功能，行走采用电控专用小车，整个栈桥就位无需人工铺轨，3人即可操控。自动化程度与安全性高于目前各类栈桥。6通过载荷50T。图 4 自行式仰拱栈桥2.4 仰拱和二衬施工设备在仰拱与二衬边墙连接处设置宽2.5米的弧形整体仰拱桁架，满足了仰拱混凝土一次浇筑成形的施工要求。根据仰拱和填充混凝土结构尺寸设计的端头钢模板，可准确安设中埋式止水带与保证二衬边墙的浇筑标高。图 5 仰拱桁架图 6 仰拱桁架为满足端部中埋式止水带的安装要求，我们采用分块式钢端模进
12、展止水带安装固定，端模挡头模板分为两局部加工，靠净空局部的模板采用螺栓固定在模板台车上，沿端模安装环向中埋式止水带，再安装止水带与初支面防水板之间的外端模，最后封堵端模与初支面防水板之间的缝隙。该方法具有以下优点：一是操作简单方便，安装速度快。二是便于准确控制止水带的埋设位置。三是安装的止水带圆顺、平直，不会发生扭曲现象。图 7 二衬钢端模2.5 防水板铺挂机防水板铺挂机实现防水板搭设的机械化作业，有效降低了作业人员的劳动强度，满足了隧道施工对机械化作业的要求，同时具有功能齐全、适应性强、使用安全可靠、施工本钱低和生产效率高的特点。 图8 工人正在用防水板铺挂机铺防水板 图9防水板铺挂机铺机整
13、体引用新型小型新工艺-超声波热熔焊机焊接防水板，与传统工艺相比拟，节约了工序时间，提高了劳动效率，保证了防水板的施工质量。 图10 超声波热熔焊机焊防水板 图11防水板焊接质量图2.6 整体式液压水沟电缆槽台车整体式液压水沟电缆槽台车采用整体钢模设计，模板强度大、稳定性好，防止施工过程中出现“跑模现象；并在钢模上设置附着式振动器，振动时间采用数控方式，确保了振动效果，防止出现蜂窝麻面、流砂等现象。图12 整体式液压水沟电缆槽台车 图13 水沟电缆槽施工效果图 3 完毕语 目前大型机械化施工存在的困难：级围岩三台阶作业三臂凿岩台车无法使用或使用时步距过程，危险成度大增；.级围岩台阶法施工时将无法进展下台阶与仰拱施工工作面提供太过困难，需要配合人工开挖。湿喷机械手喷射混凝土容易造成钢架外表局部混凝土过厚，造成初支混凝土侵入二衬。现在每个湿喷机配3-4名配合人员，喷射完成时用铲子铲掉外表过厚喷射混凝土。参考文献:1 三棱山隧道实施性施工组织设计，工程概况。2 Atlas Copco掘进三臂液压凿岩台车技术规格书。
