一、 懸臂式掘進機施工工藝流程
1、施工工藝流程
隧道開挖施工工藝流程:上臺階開挖→上臺階初支→下臺階左側開挖(下臺階右側開挖,左右側錯開3~5m)→下臺階左側初支(下臺階右側初支)→開挖隧底→施作隧底支護→施作永久性仰拱及邊墻基礎施工→施作防水及二次襯砌。
2、操作要點
在開挖過程中隧道掘進采用上下臺階法施工,上臺階、下臺階及仰拱均采用懸臂式掘進機開挖,挖掘機輔助。上臺階掘進開挖完成后,采用裝載機將支護臺架運至掌子面進行后續(xù)支護(錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架、噴射混凝土)作業(yè),掘進機則進行下臺階部位掘進施工或根據(jù)工序安排退至不影響后續(xù)工序位置等待下一掘進循環(huán)。
3、施工準備
(1)熟悉施工圖紙,做好技術交底及培訓。
(2)做好現(xiàn)場勞動力的組織,準備好各種設備,并保證施工機械的完好率,使其滿足施工要求。
(3)施工之前,根據(jù)圍巖地質情況,選取合理的機械設備型號,并進行合理的機械設備配套。在洞內(nèi)布設好所需的高壓電纜、輸水管線,同時將掘進機與工作面齊頭,并擺放妥當。
(4)施工供電。重型懸臂式掘進機機器供電電壓一般為660~1140V,與一般隧道機械工作電壓有區(qū)別,但只要洞口有10kVA供電變電站,即可滿足需要。
4、超前物探配套
采用地質超前預報技術,減少或避免施工中可能遇到的諸如塌方、涌水、涌土等地質災害。采取地面物探、地質雷達、超前水平鉆等超前預報措施將前方巖層地質探明,以保證設備及人員的作業(yè)安全。
5、工作面降水
工作面降水的目的是防止因滲水量過大,切割的巖渣成泥狀而糊住切割頭,以致降低切割效率。采用臺階法施工時,工作面基本具有自然降水的能力,僅在拱腳及邊墻等局部有水滲出。降水要求為工作面無明水,盡量保持干燥,切割巖渣不能形成泥狀。
6、開挖斷面參數(shù)設計
懸臂式掘進機為縱向切割頭(切割頭直徑為84cm),截齒數(shù)量為52個,導流槽為3槽,導流槽深度為8cm,截齒呈螺旋狀,順時針旋轉。根據(jù)切割頭特點,開挖斷面設計按分部條塊法開挖,橫向左右分部,豎向上下分條塊。分塊大?。焊叨?.8~1.2m,左右每部分8~10塊;開挖寬度7-8m;深度為每循環(huán)進尺2.2m。當操作不熟練時或為提高掘進機效率,可在工作面彈線,標示條塊分隔線。
7、隧道開挖
(1)上臺階開挖
根據(jù)隧道斷面大小、圍巖情況,結合掘進機外形尺寸(長度17m,寬度3.8m,高度3.7m)、裝載機高度(3.8m)、濕噴機高度(3.6m)、混凝土攪拌運輸車進料口高度(4.0m)(噴射混凝土采用濕噴工藝)及支護作業(yè)空間,確定上臺階開挖高度宜為6.4m。
隧道掘進機切割頭長度為1.2m,故每循環(huán)進尺宜控制在1.8~2.4m,每循環(huán)開挖需預留1.0m作為下一開挖循環(huán)切割頭安全作業(yè)空間,作業(yè)空間太小不利于上一循環(huán)拱架成品保護,開挖完成后對掌子面進行C25混凝土初噴,厚度為4cm。
施工現(xiàn)場超欠挖控制采用5cm×3cm矩形管、?8mm鋼筋焊制靠尺,嚴格控制超欠挖。經(jīng)實際測量,超挖可控制在5~8cm范圍內(nèi)。
上臺階長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定如下:懸臂式掘進機長度17m 自卸車、裝載機作業(yè)長度8m 支護臺架8m 上下臺階爬坡段長度8m,上臺階總長度為41m。下臺階至上臺階高度為3.5m。
(2)下臺階開挖
當上臺階單循環(huán)開挖完成后開始支護時,掘進機退到下臺階部位掘進施工。
下臺階長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定如下:懸臂式掘進機長度17m 自卸車、裝載機作業(yè)長度8m,下臺階總長度為25m。
現(xiàn)場實際施工中采用普通棧橋時,掌子面與仰拱實際所需距離為71m,仰拱至二襯間實際所需距離為29m,故掌子面與二襯實際所需距離為100m。
(3)掘進機切割方式
懸臂式掘進機就位后,開始從掌子面底部水平割出一條槽,向前移動掘進機再一次就位,就位后切割頭自上而下、左右循環(huán)切削。在切削同時鏟板部耙爪將切削下來的渣裝入第一運輸機,第一運輸機轉運至第二運輸機,第二運輸機直接運至掘進機尾部,采用配套裝載機裝入出渣車運至洞外。從底部開挖到拱部完成后進行修整,達到設計斷面要求。
懸臂式掘進機的切割方式是從掃底開始切割,再按S形或Z形左右循環(huán)向下的切割路線逐級切割以上部分。
選用右旋切割頭切割硬巖,先由右向左從掃底開始切割,再從左至右、自下往上或從右往左、自上而下逐步進行切割。如遇節(jié)理發(fā)育較高巖石,則應選擇巖石節(jié)理方向逐步切割。
針對不同硬巖可選擇不同的截齒,截齒呈螺紋線排布,確保機器有更好的掘削能力,并具有自潔功能,可根據(jù)實際工況條件選擇最佳切割頭,提高施工效率。當局部再有硬巖時,可以選用小直徑切割頭,切割力大,破巖能力強,以降低掘進難度及截齒消耗量。
(4)掘進施工后支護方案
掘進機在掌子面掘進完成后,支護工班按照設計支護方式進行初期支護的施作,如此循環(huán)施工。
(5)輪廓修整及人工局部處理
由于機械設備條件尺寸限制,無法實現(xiàn)開挖輪廓線范圍10~20cm厚度輪廓修整,只能采用人工修整或其他機械設備修整。當然,在采用分部開挖時,可實現(xiàn)局部處理的平行作業(yè)。
(6)噴霧除塵、出渣、場地清理
掘進機工作時,采取流水線作業(yè),一邊開挖,一邊通過機械設備配套實現(xiàn)出渣。為控制粉塵,需適當噴霧,既達到減少粉塵的目的,又不引起巖渣泥化。
二、懸臂式掘進機安全操作規(guī)程
1、一般規(guī)定
(1)司機必須熟悉機器的結構,性能、動作原理,懂得設備的一般維護保養(yǎng)和故障處理知識。
(2)堅持使用掘進機上所有的安全閉鎖和保護裝置,不得擅自改動或甩掉不用,不能隨意調(diào)整液壓系統(tǒng)、霧化系統(tǒng)各部的壓力。
(3)各種電氣設備控制開關的操作手柄、按扭,指示儀表等要保證完好、如有損壞,丟失及時更換。
(4)機器必須配備正副兩名司機,正司機負責操作,副司機負責監(jiān)護。司機必須精神集中,不得擅自離開工作崗位,不得委托無證人員操作。
(5)在掘進停止工作、檢修及交接班時必須斷開機器上的隔離開關,并將供電開關打到停電位置,檢修時還應在順槽供電開關上掛停電牌。
(6)必須嚴格執(zhí)行現(xiàn)場交接班制度,填寫交接班日志,對機器運轉情況和存在問題要向接班司機交待清楚。
(7)司機除應會熟練操作機器外,還應對其進行日常檢查和維護工作。在發(fā)現(xiàn)掘進機有故障時,應積極配合維修人員進行處理,不能處理時,要立即向班、隊長匯報。
(8)切割完支護時,必須將鏟板落至與底板接觸,將電氣控制回路斷開,斷開掘進機上的隔離開關,切斷掘進機供電電源。
(9)巷道中有淋水時,必須及時采取措施保護電控箱、接線腔、電氣控制操作臺、液壓油箱等,防止進水及防潮。
(10)堅持掘進機的完好,不準帶病作業(yè)。
(11)瓦斯超限或通風不良時嚴禁開機。
(12)在發(fā)生危及人身安全、設備安全和其它緊急情況下,可采用緊急停車手段,使機器停機。
2、作業(yè)前的檢查
(1)各機器操縱手把應齊全、靈活、可靠、是否處于“0”位。
(2)機械、電氣、液壓系統(tǒng),安全保護裝置應正??煽浚悴考暾麩o缺,各部連接螺絲應齊全、緊固。
(3)電器系統(tǒng)各聯(lián)接裝置的電纜卡子應齊全牢固,電纜吊掛整齊,無破損、擠壓。
(4)減速器液壓油箱的油位,油量應加至油箱的上油位處,無滲漏現(xiàn)象,并按技術要求給機器注油、潤滑。
(5)轉載膠帶機要確保完好,托輥齊全。
(6)切割頭截齒,齒座應完好。
(7)經(jīng)檢查確認機器正常并在作業(yè)人員撤至安全地點后,合上電源總開關,按操作程序進行空載試運轉,禁止帶負荷起動。