长大隧道机械化配套快速施工技术高军1,5卢永灿2陈拥军3王伟3陆晓峰4蔡荣喜1

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关键词:大长隧道;机械化;配套;快速施工;技术

前言

随着我国交通行业的快速发展,我国大长隧道的数量也在不断增加。同时,由于人们的生活质量也在不断的提高,劳动力的新需求也越来越高,为快速、优质、高效的完成好隧道的挖掘和建设等任务,大长隧道机械化配套的快速施工技术就显得尤为关键,结合实际的隧道案例,对机械化配套进行分析,发现隧道机械化配套技术不仅仅可以减少劳动力的使用,还可以降低隧道施工的风险,保证施工质量,这将会是以后隧道施工的主要发展方向。

目前国内钻爆法施工现状

钻爆法是目前国内大长隧道的主流施工方法,它的灵活性较强,前期的投资也比较小,适应能力极强,所以在我国的施工过程中使用的范围比较广。目前国内隧道钻爆法施工的具体施工设备以及工艺配置大致如下。

2.1地质预报设备

地质预报一般是用的是国产的地质钻探机,部分条件较好的施工队伍也采用进口地质钻机。

2.2挖装运设备

挖掘的施工过程中,会涉及到的主要设备有电动空压机、孔钻台、人工手持风钻等实用设备和机械。孔架台的构造是较为简易的,但是最大的不足是移动不方便,而且需要和其它设备同时使用,且台架的定位比较困难;全部设备都是利用焊接的技术结合在一起的,所以在现场拆卸之后,不能后期在此使用,高度也限制了多功能作业的可能性,只能用一种断面隧道开挖;在对拱架进行安装时,需要大量的劳动力对其进行迁移。在围岩地质质量合格的情况下,有的采用钻孔凿岩台车对其进行作业,装碴设备需要和大型汽车进行结合作业。

2.3初期支护设备

锚喷作业采用的一般是小型的喷湿设备,在长大隧道中往往使用的型号较大的机械手,是人工与机械施工相结合的过程;通常采用人工手持风钻或凿岩台车进行锚杆施工,一般不会使用锚杆台车。

2.4仰拱设备

标准钢模板以及仰拱栈桥实施工的常用设备和手段,有时也采用施工单位自己研制的施工设备。简易栈桥一般是不设置防护的设备的,所以存在的安全隐患比较大,在移动的时候也需要使用挖掘机,所以不是特别方便。

2.5防排水设备

在放水设备方面,没有专业的防水机械,防水板铺设大多是进行简易铺设,所以安全性不足,存在着较大的安全隐患,往往需要将防水板移动到合适的位置才可以继续进行施工;且在对面铺设有3m宽的防水板,人力资源消耗过多,而且时间损耗过大,不利于工程开展。

2.6二次衬砌设备

一般使用的是集中拌合站对混凝土进行加工,运输的是混凝土设备,也包括混凝土的输送以及后期的二次堆砌技术。没有养护台车,混凝土的养护措施较少,基本为自然养护,所以实际的效果很差。

机械化施工技术优化

3.1掏槽方案优化

硬岩隧道的爆破开展快速进行工程,掏槽方案的优化是很重要的。掏槽方案的优化可以使得炮孔的利用率得到很大的提升,节约大量的炸药资源;相反,如果掏槽的方案不合适,大量的炸药进行爆破后,只会将岩石“压死”,同时直接导致掌子面的表面参差不齐,这会导致下一次的爆破有很大的不足,对于实际的尺寸无法较好的掌控。经过筛选,我们会选取复式楔形掏槽方案。第一排的掏槽炮的实际深度一般会达到4.5m,第二排掏槽炮的实际深度一般达到6.0m。利用斜眼槽中的第一个爆破孔进行下一步的在爆破技术,从而将岩体的中心部分快速推出,然后对第二排孔进行爆破,第二排的深度相对于第一排孔深1.5m,需要适当添加破碎的作用,从而为爆破的工程创造更大空间。

3.2施工机械设备配置

机械设备在配置的过程中,需要将技术性和性能性放在首位,同时在满足上述条件的过程中,需要保证稍有技术盈余的原则,要按照汽车配置的基本原则,形成开挖、装运作为流水的作业。机械配置的基本要求是:一方面为了保障施工的质量与要求,需要配备容量较大的装渣机,自卸汽车的容量也需要得到满足。设备配备上所使用的设备能力也必须大于实际审生产的需求,设备的储存量必需充足;同类机械设备最好统一使用同一厂家的设备,方便后期的设备维修,保障机械的实际使用效果。

3.4精细化管理、优化工序

隧道洞身Ⅱ、Ⅲ级周围的岩石,在挖掘的过程中使用综合性的多功能操作台,同时配有风动凿岩机钻孔,洞身在实际开挖的过程中,一般会使用非电毫秒雷管、以及乳化的炸药对其进行全面的开爆,全断面一般会一次达成成型。要想做好隧道的快速施工,首先要保障好以下几点工作项目,即导坑开挖、洞内运输和以及后期的工序的无缝衔接等。

在出渣的问题方面,出渣能力的好坏对于整个工程的开展速度也会起到极为关键的影响。爆破后,需要先使用装载机将飞出的渣石进行统一管理,然后在对其安装反铲装机装渣,一般后续采用金王子重汽自卸车运输。将出渣运送到洞口后进行统一的处理,一般而言每进尺4.0m,需要有40-45车数量左右的出渣,平均每循环所耗的时间为四4-5小时。

在初支方面,因为开挖的围岩对于周围的支护起到了一定的作用,所以对大多数围岩而言,开挖面的支承作用一般对周围3倍作用的孔洞起到支护作用,在实际的施工过程中,往往会采用开挖面的支撑,保证开挖面与支撑设备的距离,使得开挖和支撑的工序同时开展,减少开挖时间。

结束语

随着交通行业的发展,大长隧道的数量也在不断增加。同时,由于人们的生活质量也在不断的提高,快速、优质、高效的完成好隧道的挖掘和建设等任务就显得尤为关键,大长隧道机械化配套的快速施工技术十分重要,需要我们对其进行深入研究。

参考文献

[1]周爱国隧道工程现场施工技术[M].北京:人民交通出版社,2026.

[2]铁道部第二工程局.铁路工程施工技术手册[M].北京:中国铁道出版社,1999.

[3]铁道第二勘察设计院.新建贵阳至广州铁路贵阳至贺州段施工设计图[Z]

[4]中国力学学会工程爆破专业委员会.爆破工程[M].北京:冶金工

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[5]刘殿中.工程爆破实用手册[M].北京:冶金工业出版社,2016.

[6]刘华.隧道现场施工[J].北京:人民交通出版社,2026.

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