懸臂式掘進(jìn)機(jī)隧道施工綜合技術(shù)方案一、工程概況1.1項(xiàng)目背景與地質(zhì)條件本項(xiàng)目為城市地下隧道工程，全長(zhǎng)2418米，設(shè)計(jì)為單拱直墻復(fù)合式襯砌結(jié)構(gòu)，斷面寬度18.5-19.7米，高度16米，采用Ⅴ級(jí)圍巖支護(hù)標(biāo)準(zhǔn)。隧道穿越軟弱破碎巖層，節(jié)理裂隙發(fā)育，部分洞段位于地下水位以下，存在坍塌、涌水及掉頂風(fēng)險(xiǎn)。施工區(qū)域上方為居民區(qū)及市政道路，地面沉降控制要求嚴(yán)格，需采用非爆破開挖工藝。1.2設(shè)備選型根據(jù)地質(zhì)勘察數(shù)據(jù)及斷面尺寸，選用EBZ200型懸臂式掘進(jìn)機(jī)作為主要開挖設(shè)備。該機(jī)型采用小截割頭設(shè)計(jì)（直徑1.8米），截割功率200kW，最大爬坡能力±18°，適應(yīng)巖石單軸抗壓強(qiáng)度≤80MPa的軟巖地層。配套設(shè)備包括ZL50裝載機(jī)、10m3自卸汽車、濕噴機(jī)及注漿泵等，形成開挖-出渣-支護(hù)一體化作業(yè)線。二、施工總體部署2.1施工分區(qū)與流程規(guī)劃采用三臺(tái)階法組織施工，臺(tái)階劃分參數(shù)如下：上臺(tái)階：高度3.78m，寬度10.38m，循環(huán)進(jìn)尺2.0m，臺(tái)階長(zhǎng)度控制在10-12m中臺(tái)階：高度2.45m，寬度11.28m，循環(huán)進(jìn)尺2.0m（兩側(cè)對(duì)稱開挖），臺(tái)階長(zhǎng)度30-35m下臺(tái)階：高度3.73m，單側(cè)進(jìn)尺4.0m，為設(shè)備行走預(yù)留5m寬通道施工循環(huán)流程：施工準(zhǔn)備→截割開挖→出渣運(yùn)輸→初期支護(hù)→監(jiān)控量測(cè)→下一循環(huán)，每循環(huán)作業(yè)時(shí)間控制在12小時(shí)內(nèi)。2.2勞動(dòng)力與機(jī)械配置作業(yè)班組：采用“四班三運(yùn)轉(zhuǎn)”制，每班配置掘進(jìn)機(jī)操作手1人、輔助工2人、支護(hù)工4人、出渣司機(jī)3人主要機(jī)械：EBZ200掘進(jìn)機(jī)（1臺(tái)）、濕噴機(jī)（2臺(tái)）、注漿泵（1臺(tái)）、裝載機(jī)（1臺(tái)）、自卸汽車（4臺(tái)）三、核心施工工藝3.1掘進(jìn)機(jī)開挖作業(yè)3.1.1截割作業(yè)流程施工準(zhǔn)備：上循環(huán)噴射混凝土達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后，挖掘機(jī)整平作業(yè)面，在中臺(tái)階至上臺(tái)階修筑5m寬臨時(shí)便道，檢查掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)及截齒磨損情況。截割順序：采用“由下至上、由左至右”的螺旋式截割路徑，先開挖槽腔形成自由面，再擴(kuò)展至設(shè)計(jì)輪廓。軟巖段采用“分層截割”，每層厚度≤1.5m；節(jié)理發(fā)育段優(yōu)先截割裂隙密集區(qū)。參數(shù)控制：截割速度1.2-1.5m/min，行走速度3-5m/h，截割頭轉(zhuǎn)速45r/min，確保截齒切入深度≤50mm。3.1.2出渣運(yùn)輸系統(tǒng)裝渣：掘進(jìn)機(jī)鏟板收集巖渣，通過刮板輸送機(jī)轉(zhuǎn)運(yùn)至尾部轉(zhuǎn)載皮帶運(yùn)輸：中臺(tái)階設(shè)置出渣棧橋，裝載機(jī)配合自卸汽車接力運(yùn)輸，運(yùn)距≤500m時(shí)采用有軌運(yùn)輸，＞500m時(shí)改用汽車運(yùn)輸棄渣處理：巖渣運(yùn)至指定棄渣場(chǎng)分層碾壓，壓實(shí)度≥90%，表面覆蓋防塵網(wǎng)3.2初期支護(hù)施工3.2.1超前支護(hù)管棚：洞口段20m范圍設(shè)置Φ127mm管棚，環(huán)距300mm，長(zhǎng)20m，采用地質(zhì)鉆機(jī)鉆孔，注漿壓力0.5-1.0MPa小導(dǎo)管：拱部120°范圍布設(shè)Φ42×3.5mm超前小導(dǎo)管，長(zhǎng)4m，環(huán)距300mm，搭接長(zhǎng)度1.5m，注入水泥-水玻璃雙液漿3.2.2結(jié)構(gòu)支護(hù)噴射混凝土：分兩層施工，初噴C25混凝土厚50mm（開挖后立即施作），復(fù)噴至設(shè)計(jì)厚度（拱部350mm、邊墻200mm），采用濕噴工藝，工作風(fēng)壓0.4-0.6MPa鋼拱架安裝：I18型鋼拱架，縱向間距500mm，連接板采用M20螺栓連接，拱腳設(shè)置20mm厚鋼板，鎖腳錨桿采用Φ25mm中空注漿錨桿，長(zhǎng)4.5m，每側(cè)2根錨桿施工：邊墻采用Φ25mm中空注漿錨桿，間距1.5×1.5m，梅花形布置，注漿壓力1.5-2.0MPa，漿液水灰比1:13.3特殊段施工措施3.3.1涌水段處理超前鉆探探明富水區(qū)域，采用Φ50mm排水孔降壓，單孔深度10m，每循環(huán)布置3個(gè)涌水量＞10m3/h時(shí)，在掌子面設(shè)置集水坑，采用Φ150mm水泵強(qiáng)制排水3.3.2硬巖段處理當(dāng)遇單軸抗壓強(qiáng)度＞80MPa的巖層時(shí)，采用“機(jī)械預(yù)裂+截割”聯(lián)合工法：沿設(shè)計(jì)輪廓線鉆設(shè)Φ42mm預(yù)裂孔，孔深2.5m，間距300mm采用靜態(tài)破碎劑膨脹破裂巖體后，再進(jìn)行截割作業(yè)四、質(zhì)量控制體系4.1關(guān)鍵質(zhì)量指標(biāo)開挖精度：超挖量≤150mm，欠挖量≤50mm，斷面尺寸允許偏差±100mm支護(hù)質(zhì)量：噴射混凝土強(qiáng)度≥C25，錨桿拉拔力≥150kN，鋼拱架安裝位置偏差≤50mm4.2過程控制措施截割質(zhì)量：每循環(huán)采用激光斷面儀檢測(cè)輪廓尺寸，不合格部位及時(shí)修整噴射混凝土：嚴(yán)格控制骨料級(jí)配（最大粒徑≤15mm），采用坍落度8-12cm的混凝土，噴射前清理巖面浮渣錨桿施工：采用錨桿鉆機(jī)鉆孔，確?？咨钫`差≤50mm，注漿飽滿度通過注漿量與理論方量比對(duì)驗(yàn)證4.3監(jiān)控量測(cè)必測(cè)項(xiàng)目：洞周收斂（測(cè)線布置3條）、拱頂下沉（測(cè)點(diǎn)間距5m）、圍巖內(nèi)部位移（深基點(diǎn)10m）監(jiān)測(cè)頻率：開挖后1-7天，1次/天；8-15天，1次/2天；16-30天，1次/周預(yù)警值：拱頂下沉≥5mm/d或累計(jì)值≥100mm時(shí)，立即停止開挖并啟動(dòng)加固措施五、安全生產(chǎn)保障5.1危險(xiǎn)源管控坍塌風(fēng)險(xiǎn)：掌子面后方5m范圍內(nèi)嚴(yán)禁站人，開挖后4小時(shí)內(nèi)完成初噴支護(hù)機(jī)電安全：掘進(jìn)機(jī)作業(yè)時(shí)設(shè)置380V專用接地線，電纜懸掛高度≥2m，每班檢查漏電保護(hù)器粉塵防治：采用“內(nèi)外噴霧+除塵器”聯(lián)合降塵，作業(yè)面粉塵濃度≤2mg/m35.2應(yīng)急管理坍塌事故：立即啟動(dòng)應(yīng)急支護(hù)預(yù)案，采用Φ20mm鋼插管+速凝混凝土回填塌腔，必要時(shí)架設(shè)臨時(shí)橫撐涌水突泥：快速撤離人員，關(guān)閉掌子面積水閥門，啟動(dòng)備用排水系統(tǒng)，同時(shí)注漿加固圍巖設(shè)備故障：配備掘進(jìn)機(jī)液壓系統(tǒng)備用件（密封件、濾芯等），建立2小時(shí)快速響應(yīng)維修機(jī)制5.3安全培訓(xùn)與交底每日班前開展15分鐘安全技術(shù)交底，重點(diǎn)明確掌子面圍巖狀況及截割參數(shù)每月組織掘進(jìn)機(jī)操作手專項(xiàng)培訓(xùn)，考核合格后方可上崗，培訓(xùn)內(nèi)容包括緊急停機(jī)操作、故障排查等六、施工進(jìn)度計(jì)劃與保障6.1進(jìn)度指標(biāo)正常段：日均進(jìn)尺4.0m（2個(gè)循環(huán)）特殊段（涌水/硬巖）：日均進(jìn)尺2.0m，計(jì)劃工期720天6.2進(jìn)度保障措施設(shè)備保障：建立掘進(jìn)機(jī)“日檢-周檢-月檢”制度，關(guān)鍵部件（截割減速機(jī)、液壓泵）備用率100%材料供應(yīng)：噴射混凝土原材料儲(chǔ)備量滿足3天需求，錨桿、鋼拱架等構(gòu)件提前加工驗(yàn)收工序銜接：支護(hù)作業(yè)與出渣運(yùn)輸平行施工，縮短循環(huán)間隔時(shí)間七、環(huán)保與文明施工7.1揚(yáng)塵控制出渣車輛必須覆蓋篷布，出場(chǎng)前沖洗輪胎，棄渣場(chǎng)設(shè)置霧炮機(jī)（2臺(tái)）施工便道每日灑水3次，保持路面濕潤(rùn)7.2噪聲管理掘進(jìn)機(jī)夜間作業(yè)時(shí)，在設(shè)備外側(cè)安裝隔音屏障，噪聲控制在晝間≤70dB、夜間≤55dB合理安排高噪聲工序，避免夜間連續(xù)施工7.