山嶺鐵路隧道施工機(jī)械化第一頁，共55頁。山嶺鐵路隧道施工機(jī)械化第二頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套隧道施工應(yīng)形成超前地質(zhì)預(yù)報、隧道鉆爆作業(yè)、裝渣運(yùn)輸、錨噴支護(hù)、仰拱鋪底、襯砌防排水鋪設(shè)安裝、襯砌混凝土及襯砌養(yǎng)護(hù)機(jī)械化配套作業(yè)生產(chǎn)線，達(dá)到隧道機(jī)械化全工序閉合施工，體現(xiàn)當(dāng)前長大山嶺隧道機(jī)械化施工的優(yōu)勢。裝渣運(yùn)輸?shù)刭|(zhì)預(yù)報鉆爆作業(yè)二次襯砌及養(yǎng)護(hù)防排水鋪設(shè)仰拱鋪底錨噴支護(hù)山嶺鐵路隧道斷面一般較大，在人力資源及成本愈來愈緊張的今天，隧道施工機(jī)械化成為一種趨勢。本介紹以隧道施工機(jī)械化為主。第三頁，共55頁。機(jī)械化配套指導(dǎo)思想：“大機(jī)優(yōu)選、小機(jī)配套、先進(jìn)合理、性能匹配，理性選型，集約管理”。我們以隧道鉆爆作業(yè)、裝碴運(yùn)輸、拱架安裝及錨噴支護(hù)、仰拱鋪底及混凝土襯砌四條作業(yè)生產(chǎn)線進(jìn)行重點機(jī)械配套，同時根據(jù)施工實際情況以地質(zhì)預(yù)報、超前支護(hù)及圍巖注漿進(jìn)行輔助作業(yè)線的合理配置。一、施工機(jī)械化配套1、推行鑿巖臺車有效提高鉆眼速度2、選用先進(jìn)濕噴設(shè)備減少工序循環(huán)時間3、完善裝運(yùn)設(shè)備機(jī)械設(shè)備配套提升施工效率4、仰拱施工采用自行式棧橋及新式模架5、合理配置二襯施工設(shè)備6、利用鉆注一體設(shè)備提高超前地質(zhì)預(yù)報、輔助工法施工效率第四頁，共55頁。拱架安裝機(jī)防水板鋪設(shè)裝置無門架模板臺車隧道挖裝機(jī)仰拱棧橋鉆注一體化設(shè)備砼噴射機(jī)械手主要施工機(jī)械一、施工機(jī)械化配套鉆眼臺車第五頁，共55頁。根據(jù)隧道開挖斷面的設(shè)計情況,配備2臺三臂鑿巖臺車，分兩個作業(yè)班組施工。具有以幾方面優(yōu)點：1、人員少：每班每臺臺車配備3名操作人員。2、鉆孔速度快：單孔5米深的炮孔成孔時間為3～5分鐘。3、工效高：利用臺車進(jìn)行全斷面開挖鉆眼爆破單循環(huán)（進(jìn)尺4.5米）時間能控制在3.5～4小時，比多功能臺架鉆爆施工工效可提高60～70%。鑿巖臺車全斷面開挖達(dá)到270米/月。1、鉆眼臺車一、施工機(jī)械化配套4、一機(jī)多用，提高錨桿施工質(zhì)量：利用鑿巖臺車施鉆系統(tǒng)錨桿眼孔，提高了錨桿的施工效率，有效的控制錨桿的角度及深度。5、安全環(huán)保有利：鉆孔過程中掌子面不需要大量的操作人員及大量的風(fēng)水管路，利用高壓水跟進(jìn)鉆孔，減少掌子面的巖塵。第六頁，共55頁。1、鉆眼臺車一、施工機(jī)械化配套第七頁，共55頁。1、鉆眼臺車一、施工機(jī)械化配套第八頁，共55頁。2、拱架安裝機(jī)進(jìn)口液壓控制系統(tǒng)載人吊籃吊籃控制系統(tǒng)200型進(jìn)口底盤活動抓手拱架安裝機(jī)樣機(jī)實物圖一、施工機(jī)械化配套第九頁，共55頁?；剞D(zhuǎn)作業(yè)動作拱架安裝機(jī)出廠驗收動作演示及模擬安裝試驗

側(cè)擺作業(yè)動作舉高作業(yè)動作平伸作業(yè)動作機(jī)械手抓取鋼架空中連接動作吊籃空中伸展動作吊籃空中升高動作拱架連接完成一、施工機(jī)械化配套2、拱架安裝機(jī)第十頁，共55頁。大凈空門架設(shè)計減小掌子面空氣回流阻力，有效改善隧道內(nèi)空氣流通不暢的狀況仿輪廓面的鋪設(shè)軌道保證防水板和開挖面鋪設(shè)的貼合度軟橡膠撐靴有效保護(hù)防水板輻射狀圓周支撐降低了人工勞動強(qiáng)度三維立體圖3、防水板鋪設(shè)機(jī)一、施工機(jī)械化配套第十一頁，共55頁。防水板鋪設(shè)機(jī)樣機(jī)防水板鋪設(shè)機(jī)一、施工機(jī)械化配套3、防水板鋪設(shè)機(jī)第十二頁，共55頁。兩模板頂部通過鉸接銷連接，此鉸點為模板運(yùn)動圓心小臂、滑塊及升降座軌道軌道通過銷軸連接，使模板沿此軌跡開合對稱布置三排交錯絲桿無門架模板臺車主體結(jié)構(gòu)模板展開半徑一、施工機(jī)械化配套4、無門架式臺架第十三頁，共55頁。圖3-3-3無門架模板臺車樣機(jī)一、施工機(jī)械化配套4、無門架式臺架第十四頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套5、隧道挖裝機(jī)第十五頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套6、自行式仰拱棧橋自行式仰拱移動棧橋仰拱施工可采用24米長的自行式仰拱棧橋，實現(xiàn)縱橫向的整體自行移動，與簡易仰拱棧橋相比還極大提高了過車效率與安全性，目前一次施工仰拱長度為12米。棧橋自帶微調(diào)功能，能縮短安裝時間，加快仰拱施工進(jìn)度。第十六頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套6、自行式仰拱移動棧橋自行式仰拱移動棧橋第十七頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套7、鉆注一體化設(shè)備利用鉆注一體設(shè)備即可進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報鉆孔，提高地質(zhì)預(yù)報效率，又可進(jìn)行超前預(yù)注漿（輔助工法）全斷面鉆孔，第十八頁，共55頁。該機(jī)的特點是：水平鉆進(jìn)深度可超50米，鉆孔直徑為64～194毫米。具有鉆-注一體化功能，同時能實現(xiàn)軟弱圍巖及高壓富水地帶的超前預(yù)加固及注漿堵水施工。功效較高，與國產(chǎn)CM458地質(zhì)鉆機(jī)相比其鉆孔和注漿效率可提高1倍。意大利產(chǎn)C6多功能地質(zhì)鉆機(jī)一、施工機(jī)械化配套7、鉆注一體化設(shè)備第十九頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套8、噴砼機(jī)械手2、操作人員少：每機(jī)只需配備2人即可完成砼的噴射工序。3、噴射范圍大：最大噴射高度16.1米，最大噴射寬度為28.2米，水平最遠(yuǎn)噴射距離為14.3米。4、回彈少：統(tǒng)計數(shù)據(jù)結(jié)果表明，該機(jī)組噴射混凝土的回彈率均控制在20%左右，而傳統(tǒng)的濕噴機(jī)回彈率均在30%左右。5、能確保施工安全和質(zhì)量：全濕噴工藝提高噴射混凝土質(zhì)量、減少掌子面施工人員。引進(jìn)了國外混凝土濕噴機(jī)械手，目前國內(nèi)已具開始仿制山嶺鐵路大斷面隧道使用濕噴機(jī)械手具有以下優(yōu)點：1、工效高：噴射混凝土機(jī)械手為自行式設(shè)備，到達(dá)現(xiàn)場后能快速調(diào)整機(jī)位，無需接送風(fēng)水管，混凝土運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場后即可直接進(jìn)行噴射作業(yè)，噴料速度為4～30m3/h,相當(dāng)于普通濕噴機(jī)（9m3/h）6-9臺同時作業(yè)的噴射效率。第二十頁，共55頁。PM500PC噴射機(jī)機(jī)械手最大噴射高度：16.1m最大噴射寬度：28.2m最遠(yuǎn)噴射距離：14.3m最小可噴射作業(yè)隧洞高度：4m大小臂伸縮：2m一、施工機(jī)械化配套8、噴砼機(jī)械手第二十一頁，共55頁。配置大功率裝運(yùn)設(shè)備縮短出碴時間。1臺PC220挖掘機(jī)，用于找頂扒碴工序施工，2臺WA380裝載機(jī)及6臺VOLVO自卸汽車出碴。2臺裝載機(jī)同時向1臺自卸汽車裝碴作業(yè)，單車裝碴時間在2分鐘以內(nèi)，單循環(huán)進(jìn)尺4.2米（約500m3）的出碴時間在3～4小時。一、施工機(jī)械化配套9、裝運(yùn)設(shè)備第二十二頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套9、裝運(yùn)設(shè)備第二十三頁，共55頁。一、施工機(jī)械化配套9、裝運(yùn)設(shè)備第二十四頁，共55頁。三都隧道出口施工Ⅰ級機(jī)械化設(shè)備配套投入統(tǒng)計作業(yè)線設(shè)備名稱規(guī)格型號單價（元）數(shù)量開挖作業(yè)線（1887萬元）三臂鑿巖臺車T1289900002變壓器500KVAS11-500800001多功能鉆機(jī)C68100001初支作業(yè)線（577萬元）濕噴機(jī)械手30m3/hPM500PC39900001砼輸送車8m34300002砼攪拌站90m3/hHZ909200001仰拱作業(yè)線（434萬元）仰拱棧橋24m4500002挖掘機(jī)1m3PC21011000001自卸汽車12m33200002仰拱滑移模板12m4200002砼輸送車8m34300002一、施工機(jī)械化配套10、設(shè)備配套實例第二十五頁，共55頁。作業(yè)線設(shè)備名稱規(guī)格型號單價（元）數(shù)量防水板作業(yè)線（100萬）防水板作業(yè)臺架5000002裝運(yùn)作業(yè)線（858萬）挖掘機(jī)1m3PC21011000001裝載機(jī)3m3WA380-38600002裝載機(jī)3m3ZLC50C3600001自卸汽車12m3VOLVOFM129000006二襯作業(yè)線（467萬）模板臺車12m8700002砼輸送泵60m3/hHBT603600002砼輸送車8m34300003砼攪拌站90m3/hHZ909200001總計三都隧道出口施工Ⅰ級機(jī)械化設(shè)備配套投入統(tǒng)計一、施工機(jī)械化配套10、設(shè)備配套實例第二十六頁，共55頁。融入工藝創(chuàng)新洞室小臺車曲模施工創(chuàng)新縱向止水帶夾子環(huán)向堵頭模板多功能配電柜自行設(shè)計洞室整體模板臺車，其搬運(yùn)方便、速度快、精度高、平整度好，避免跑模。自行設(shè)計并加工，保證仰拱兩側(cè)部位按設(shè)計圓弧成型。自加工角鋼卡，保證混凝土澆筑過程中止水帶不變形移位。模板沿隧道環(huán)向呈雙快夾板結(jié)構(gòu)，在合攏的同時將止水帶夾于兩塊模板之間，有效保證了止水帶的施工質(zhì)量，極大地提高了施工效率。確保洞內(nèi)管線合控，用電規(guī)范、有條不紊二、工藝創(chuàng)新第二十七頁，共55頁。三、地質(zhì)預(yù)報隧道施工超前地質(zhì)預(yù)報第二十八頁，共55頁。三、地質(zhì)預(yù)報第二十九頁，共55頁。四、洞身開挖1、三臂臺車鉆眼施工存在的最大不足就是在封閉式駕駛室內(nèi)，施鉆工施鉆時對施鉆鉆機(jī)、鉆桿、推進(jìn)梁的視線存在障礙；如1號臂推進(jìn)梁上的油管護(hù)架常給施鉆人的視線造成一定的障礙；另外是推進(jìn)梁上的頂盤架和鉆桿扶釬器高度過高，會使鉆機(jī)貼著拱頂面鉆孔時外插角角度增大，不利于控制外插角角度。解決的辦法：是每個班增加1名施鉆工輔助、指引主施鉆工進(jìn)行鉆孔，解決主施鉆工視線障礙的問題（此是由鉆孔臺車設(shè)計引起，無法改進(jìn)）。對于其它的問題則采取機(jī)械自身技改辦法進(jìn)行，如在推進(jìn)梁的右邊重新定位鉆孔把油管護(hù)架改移右邊。重新設(shè)計加工頂盤與扶釬器，降低其高度，從而有利于施鉆工控制外插角。第三十頁，共55頁。四、洞身開挖2、鑿巖臺車鉆孔過程中采用定人、定崗、定鉆，分清責(zé)任區(qū)，以獎為主，獎罰分明的原則；對于決定超欠挖的周邊眼鉆孔，班組內(nèi)部制定了嚴(yán)格的獎罰制度，將216個周邊眼沿隧道中線左右及上下平均分成4部分，每個臺車司機(jī)負(fù)責(zé)54個孔，4名司機(jī)專門負(fù)責(zé)各自區(qū)域內(nèi)的周邊眼鉆孔。鉆孔過程中除隧道拱部考慮縱坡（6.048‰）影響，孔底外插量在原有基礎(chǔ)上增加2cm外，其余鉆孔均按水平方向施鉆，由測量組在隧道兩側(cè)大跨線位置標(biāo)出方向線（或觀察臺車鉆孔臂水流情況，當(dāng)水流從鉆桿中部滴落時認(rèn)為鉆桿水平），根據(jù)上循環(huán)超欠挖檢查數(shù)據(jù)確定鉆尾與基面間的距離，從而確定鉆桿方向與外插角。

3、經(jīng)過長時間現(xiàn)場實踐和學(xué)習(xí)，總結(jié)出了一些非常有價值的經(jīng)驗如：①周邊眼施鉆時鉆桿先伸出頂盤1米左右進(jìn)行鉆孔，鉆孔過程中仔細(xì)觀察鉆桿上的流水狀態(tài)，水從炮眼順著鉆桿流過的長度、速度、方向，由此即可初步判斷出此孔上下、左右角度，也就可初步判斷超欠挖情況，相應(yīng)地調(diào)整鉆桿的外插角從而有利于超欠挖的控制；②當(dāng)一些炮孔無法判斷其超欠情況時我們采用使用長、直釬桿插入炮孔內(nèi)，觀察釬桿的各個角度也可初步判斷其超欠情況。③在施作同一排掏槽眼時，可根據(jù)鉆桿尾部水滴是否落在同一個位置來判斷掏槽眼是否在通一個面上，此外也對邊墻的施鉆方法法，周邊眼間距控制等方法提出了較好的解決措施。第三十一頁，共55頁。鉆爆設(shè)計

四、洞身開挖第三十二頁，共55頁。四、洞身開挖周邊眼定位光面爆破效果第三十三頁，共55頁。工程質(zhì)量篇—洞身開挖第三十四頁，共55頁。四、洞身開挖第三十五頁，共55頁。四、洞身開挖第三十六頁，共55頁。III級圍巖初期支護(hù)主要施工工藝流程為：施工準(zhǔn)備工作→開挖基面埋設(shè)疏水管或注漿（有水處）→初噴射4cm厚的砼→補(bǔ)注漿及引排初噴面滲水（有水處）→掛鋼筋網(wǎng)片→復(fù)噴混凝土至設(shè)計厚度→錨桿孔位放樣、鉆孔安裝→砼養(yǎng)護(hù)→引排初期支護(hù)滲漏水→進(jìn)行下循環(huán)施工。五、初期支護(hù)第三十七頁，共55頁。五、初期支護(hù)其中錨桿采用鑿巖臺車鉆孔，人工安裝并注漿；噴射混凝土采用噴漿機(jī)械手施工，施工中速凝劑添加使用變頻調(diào)速電機(jī)控制，可嚴(yán)格按配合比進(jìn)行添加，噴射回彈量約20～25%，而一般的濕噴機(jī)回彈量都在35%以上。為確保噴射混凝土表面平整度，初期支護(hù)時，先按設(shè)計初噴4cm厚的一層混凝土，過程中同時將局部超挖的小凹坑噴填平整，鋼筋網(wǎng)安裝時，為避免出現(xiàn)折線或外鼓，采用在初噴混凝土面打設(shè)鋼筋鉚釘固定的做法，使鋼筋網(wǎng)緊貼初噴混凝土表面，局部超挖凹陷部位則順?biāo)淼垒喞【€安裝，對個別有掉塊的較大超挖部位設(shè)雙層鋼筋網(wǎng)，在混凝土復(fù)噴過程中起到較好的承載和粘接作用，從而保證復(fù)噴后表面平整。中空錨桿量測樁第三十八頁，共55頁。五、初期支護(hù)第三十九頁，共55頁。五、初期支護(hù)第四十頁，共55頁。五、初期支護(hù)第四十一頁，共55頁。山嶺鐵路隧道為大斷面隧道，仰拱采用分段全幅一次澆筑成型。仰拱施工工藝流程為：測量放線→仰拱基底清理→安裝仰拱弧形模板及兩側(cè)縱向止水帶→安裝仰拱端頭模板及環(huán)向止水帶→仰拱混凝土澆筑（養(yǎng)護(hù)）→中心水溝模板→仰拱表面清理→填充混凝土澆筑→混凝土養(yǎng)護(hù)→下一循環(huán).隧底開挖后采用人工配合挖掘機(jī)對底部虛碴進(jìn)行初次清理，對機(jī)械無法清理的，采用人工鐵鍬清理；針對隧底易聚集石粉、泥漿的特點，宜采用高壓水沖洗，并在合適的位置設(shè)置小的集水坑，用碴漿泵抽排至已施工段的中心水溝，并定期進(jìn)行清理。施工中使用24m自行式仰拱棧橋，隧道出碴及進(jìn)料與仰拱施工可平行作業(yè)。棧橋為下承式桁架結(jié)構(gòu)，桁架在滿足承載力要求的同時兼起護(hù)欄作用，保證施工進(jìn)度的同時確保仰拱施作人員在棧橋周邊的施工安全?；浊謇砗细窈蟀惭b自加工的仰拱弧形模板，模板頂面高于填充面25cm，以便于后期襯砌臺車定位時與邊模搭接；縱向止水帶用線型控制夾具進(jìn)行固定并與模板連接為一體，確保在混凝土澆筑過程中不偏位。仰拱端頭模板采用專用組合式鋼模板，施工過程中先將底部弧形部分固定，再將中埋式止水帶攤鋪在弧形模板表面，上部模板壓于其上，固定牢靠，環(huán)向及縱向止水帶在兩側(cè)部位必須重疊，止水帶接長均采用熱硫化焊接，以確保止水效果符合要求。六、仰拱施工第四十二頁，共55頁。六、仰拱施工仰拱移動弧形模板自行式仰拱棧橋第四十三頁，共55頁。仰拱鋼架六、仰拱施工第四十四頁，共55頁。隧底清理仰拱施工六、仰拱施工第四十五頁，共55頁。圖2圖3隧道縱向止水帶安裝工藝六、防排水施工

仰拱兩側(cè)縱向止水帶用線型控制夾具進(jìn)行固定并與模板連接為一體，確保在混凝土澆筑過程中不偏位第