機械化施工技術(shù)論文(2)
機械化施工技術(shù)論文
機械化施工技術(shù)論文篇二
長大隧道機械化施工技術(shù)
【摘 要】近年來，在交通建設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?shù)氖┕C械進行配套，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械化施工技術(shù)進行詳細介紹，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;機械化;施工技術(shù)
1.長大隧道機械化施工技術(shù)簡述
長大隧道的施工方法基本分為兩大類，即鉆爆法和掘進機法，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，用氣腿式鑿巖機或鑿巖臺車鉆眼，人工裝藥爆破后，多采用大型裝載機配合自卸汽車出碴，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、采用裝載機裝車困難時多用有軌運輸，一般用風動或電動裝碴機，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，采用模板臺車澆筑二次襯砌砼，初期支護與二次襯砌間一般設防水層。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襯砌工作面。
隧道施工中的輔助工作，如供應壓縮空氣、排水、供電等均采用通用機械。隧道施工通風多采用軸流式通風機，在有瓦斯地段，除加強通風外，應采用防爆型機械施工。隧道照明和動力一般采用發(fā)電站式和壓縮空氣站供應。反坡排水的隧道，還需要設置強有力抽水設備。
2.長大隧道鉆爆法機械化施工設備的配置
長大隧道施工的機械配置應當本著“性能可靠，技術(shù)先進，滿足需求，略有富余”的原則進行。一般情況下，施工機械化程度越高，生產(chǎn)效率就越高，施工進度也越快，因此在具體工程施工中時，應盡量選擇性能好、產(chǎn)量高的設備，且數(shù)量要能滿足要求，各種設備之間互相匹配，防止出現(xiàn)大馬拉小車的現(xiàn)象，造成部分設備生產(chǎn)能力得不到充分發(fā)揮。隧道施工的機械設備配置主要圍繞三條作業(yè)線進行，即挖裝運作業(yè)線、初期支護作業(yè)線和二次襯砌作業(yè)線。除此之外還有風水電等保障設備。
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)隧道斷面高度進行分層，便于人工鉆孔及噴錨支護操作。臺架上配備多臺風動鑿巖機鉆眼，人工裝藥爆破開挖。鉆孔作業(yè)也有采用液壓鑿巖臺車進行的。
出碴運輸是鉆爆法施工中設備配套選擇的關(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)設備多，日常的組織管理、養(yǎng)護、維修復雜;無軌運輸?shù)脑O備配備簡單，組織管理相對容易，但洞內(nèi)因內(nèi)燃機械尾氣影響污染較嚴重，對通風能力要求高，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備，洞內(nèi)鋪設輕型鋼軌，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初期支護作業(yè)線
隧道初期支護設計一般為錨噴支護，噴射砼施工每個作業(yè)面配備3～4臺砼噴射機。噴射砼拌合采用強制式攪拌機，噴射砼的運輸與出碴運輸?shù)姆绞较嗤熊夁\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。錨桿一般采用風動鑿巖機成孔，人工安設，也可采用專業(yè)的錨桿機施工。
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行灌注前的防水板安裝。
2.4 風、水、電保障系統(tǒng)設備配置
2.4.1通風系統(tǒng)
長大隧道的施工通風多采用長管路機械壓入式通風或混合通風，利用軸流風機和PVC軟風管組成通風系統(tǒng)。通風機一般選用軸流風機，具體型號需要根據(jù)隧道通風計算來選定，風機的風壓和風量必須滿足洞內(nèi)施工的需要，一般多用功率2×110 kW和2×55kW的。通風管直徑根據(jù)通風計算來選擇，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，應盡量采用大直徑風管。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)設置的射流風機，形成巷道式通風，滿足施工需要。
2.4.2 高壓供風系統(tǒng)
高壓供風一般采用在洞口設置風站集中供風，每座風站根據(jù)洞內(nèi)施工風量的需求，配備不同數(shù)量的20m3/min電動空壓機，并配備12m3/min內(nèi)燃空壓機備用，風管一般采用φ100mm～150 mm的無縫鋼管，管節(jié)用法蘭連接，供洞內(nèi)風動鑿巖機、砼噴射機、風鎬等風動機具(機械)的動力用風。供風距離較長時，管阻損耗大，施工中可采取將洞外空壓機移至洞內(nèi)供風的措施。
2.4.3高壓供水系統(tǒng)
一般在洞外水源處設蓄水池，安設高壓水泵，鋪設水管，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，應當配備1臺200kW以上發(fā)電機，作為備用應急電源。
由于隧道屬地下工程，洞內(nèi)空間有限，故設備選型時除考慮其性能、互相之間的匹配外，還必須考慮設備本身的外形尺寸、工作半徑(如裝碴設備)等。如選型不當，則設備在洞內(nèi)可能無法正常工作，或互相之間形成干擾。
3.長大隧道機械化施工的保障措施
機械設備是施工生產(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，應根據(jù)工程任務量和工期要求，在配齊、配足各種機械設備(含車輛)的同時，備足備用和替換設備，做好相應的保障措施：首先，應成立設備管理領(lǐng)導小組，設專職設備管理員，負責機械設備管理、調(diào)配、考評及負責設備保養(yǎng)、維修等日常工作。其次，要加強設備日常管理工作，落實設備管理責任制，所有設備操作員做到持證上崗。同時，還要加強機械設備維護保養(yǎng)工作，通過日常的維修保養(yǎng)，充分提高設備的完好率和利用率。再次，對于備用設備和替換設備進行輪換保養(yǎng)，備用發(fā)電機安裝就位，確?？呻S時啟用。
總之，對于長大隧道的機械化施工，機械設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械設備的選型，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。
看了“機械化施工技術(shù)論文”的人還看：