艾家營(yíng)隧洞隧洞全長(cháng)2418.426米,存在軟弱圍巖的施工風(fēng)險,洞身圍巖巖層破碎,節理裂隙較發(fā)育,并且部分洞身位于地下水位以下,圍巖穩定性差,易發(fā)生坍塌、掉頂、涌水。為提高施工效率,確保施工安全,項目組經(jīng)過(guò)有序組織、科學(xué)研判,終選用懸臂式掘進(jìn)機在艾家營(yíng)隧洞進(jìn)行應用。
懸臂式掘進(jìn)機主要由行走機構、工作機構、裝運機構和轉載機構組成。隨著(zhù)行走機構向前推進(jìn),工作機構中的切割頭通過(guò)上下左右連續不斷移動(dòng)破碎巖石,并通過(guò)傳送履帶將碎巖運走。懸臂式掘進(jìn)機開(kāi)挖作業(yè),一是能夠有效提高施工效率,實(shí)現連續化作業(yè)。使用前每日開(kāi)挖長(cháng)度僅能到達3到4米,使用后每日掘進(jìn)可達6米左右,并且開(kāi)挖時(shí)同步進(jìn)行出渣,開(kāi)挖完成后可直接進(jìn)行拱架支護,每循環(huán)開(kāi)挖時(shí)間縮短一半;二是能夠有效控制施工成本。使用懸臂式掘進(jìn)機有效控制超挖,可節省后續巖石襯砌的費用和噴射混凝土用量,同時(shí)開(kāi)挖掌子面只需要2人,大大減少了人員投入與成本;三是能夠有效提高安全系數。在開(kāi)挖過(guò)程中不進(jìn)行爆破作業(yè),無(wú)爆破震動(dòng),對圍巖擾動(dòng)小,且一次開(kāi)挖成型,減少后續人工修整,安全性大幅提高。
EBZ200 懸臂式掘進(jìn)引入依據
1. 該設備具有可靠性高、作業(yè)、智能化程度高、可維護性好等特點(diǎn)。其以可靠為目標,多種機械構件及裝置采用國際品牌產(chǎn)品,并聯(lián)合開(kāi)發(fā)設計。
2.該設備通過(guò)旋轉截割頭帶動(dòng)表面鎬形截齒轉動(dòng)實(shí)現對被采掘對象的截割,該方式對圍巖的擾動(dòng)小且安全可靠。
3.銀山1號隧道為大斷面隧道,隧道縱向坡度為5‰,圍巖為強風(fēng)化白堊系下統洛河組砂巖,巖質(zhì)較軟,巖體較完整但強度低。各隧道因素與該掘進(jìn)機性能相配套,滿(mǎn)足使用條件。
懸臂掘進(jìn)機上臺階法:掘進(jìn)機到達上臺階后掘進(jìn)機開(kāi)始截割工作,同時(shí)挖掘機挖掉中臺階與上臺階間的臨時(shí)道路。整個(gè)上臺階掌子面分左右兩部分進(jìn)行截割,掘進(jìn)機靠左側,截割頭放置于臺階面高度處,對上臺階掌子面左側底部進(jìn)行鉆進(jìn)截割,截割深度約為一個(gè)截割頭長(cháng)度(90cm),然后由下至上、由內向外截割,直至開(kāi)挖輪廓線(xiàn)以?xún)?0~30cm。照此方法使其進(jìn)尺達到2.0m,后由專(zhuān)人利用測量定位后的接電激光裝置,尺量指揮,截割至開(kāi)挖輪廓線(xiàn)。
鑫通懸臂掘進(jìn)機整機專(zhuān)注可靠性設計,破巖能力強,可針對堅硬巖施工。具有新型的切割機構,并采用硬巖切割頭配合硬巖截齒,提升切割頭破巖能力,降低硬巖切割時(shí)的磨損;采用自動(dòng)卷纜系統,避免人工拖拽電纜,施工的安全性;采用加高型運輸機并配有防撞裝置,卡車(chē)可在后方直接接料,提高出料效率。
鑫通懸臂掘進(jìn)機進(jìn)行開(kāi)挖施工,通過(guò)懸臂掘進(jìn)機開(kāi)挖施工,一是開(kāi)挖,可連續化施工作業(yè),掘進(jìn)機每循環(huán)開(kāi)挖時(shí)間可縮短一半。二是施工成本控制效果顯著(zhù),掘進(jìn)機施工易于控制超欠挖,開(kāi)挖輪廓光滑平整,節約后續噴射混凝土用量,大大降低施工成本。三是掘進(jìn)機在開(kāi)挖過(guò)程中對圍巖擾動(dòng)小,且一次開(kāi)挖成型,減少后續人工修整,同時(shí)避免爆破開(kāi)挖,安全性大大提高。四是踐行綠色天隴理念,掘進(jìn)機由傳統的機械燃油開(kāi)挖改為電驅掘進(jìn),減少對洞內施工環(huán)境的污染,有效改善施工人員作業(yè)環(huán)境。五是在開(kāi)挖過(guò)程中作業(yè)人數少,掘進(jìn)機開(kāi)挖每班組掌子面只需3人,大大降低了人員投入,達到機械化減人目的。