三臂凿岩台车在郑万高铁隧道软弱围岩施工中的应用

为确保郑万高铁隧道施工的安全、质量,加快隧道施工进度,在软弱围岩中采用三臂凿岩台车进行大断面施工。通过对三臂凿岩台车进行适当改造（改造推进梁位置、改用加粗钻杆、改装降低夹持器高度、更换耐磨大钻头等）可实现利用三臂凿岩台车进行加深炮孔、超前地质钻孔、超前管棚施工;将提前设定好的钻臂负责施工范围、钻孔顺序、钻孔深度及角度等钻爆参数导入三臂凿岩台车操作控制系统可方便钻爆施工;加装3D激光扫描仪,可实现隧道开挖断面扫描。通过对比三臂凿岩台车与传统钻爆法施工在钻孔精度、钻爆效果、施工管理和施工进度等多个方面的优缺点,采用三臂凿岩台车大断面施工相对于传统分部开挖施工,减少了施工作业工序及施工干扰,更便于施工组织和管理,更有利于隧道施工安全质量的控制、加快施工进度;大断面施工减少了分部施工时多次对围岩的扰动,更有利于围岩稳定。通过一系列的试验,总结出一整套三臂凿岩台车在软弱围岩地质条件下施工的理论数据及现场施工经验,为今后推广三臂凿岩台车在隧道软弱围岩中大断面施工提供借鉴。     

川藏铁路隧道钻爆法施工机械化设备选型初探

为解决川藏铁路隧道钻爆法施工机械化设备配套问题，结合隧道9条作业线，针对每条作业线对设备进行分类，从设备性能、结构参数与川藏铁路隧道断面大小、海拔高度、施工效应等方面对国内现行隧道机械化设备进行适宜性评价初探，提出隧道施工9条作业线配套的机械化设备。基于配套设备，初步提出川藏铁路隧道机械化配置模型，将隧道机械化配套划分为3种类型，即低海拔高配型（A）、低海拔低配型（B）、高海拔高配型（C）。A型是以“凿岩台车+混装炸药台车”为代表的机械化配套类型； B型是以“风枪+开挖台架”为代表的机械化配套类型； C型是以“凿岩台车+混装炸药车+高原型挖装设备+电动运渣设备+高原制氧机+移动式免维护空压机”为代表的机械化配套类型。     

液压凿岩台车开挖技术应用及经济分析工作探讨

为促进液压凿岩台车开挖技术在长大铁路隧道建设中的推广应用和经济分析工作的开展,对液压凿岩台车开挖技术的应用和经济分析工作要点进行探讨,对液压凿岩台车开挖技术中的超挖成因和经济分析工作基础资料收集等关键问题进行阐述和分析。通过探讨分析可知,应用液压凿岩台车开挖技术建设长大铁路隧道,技术上是可行的,经济上是合理的。     

铁路隧道使用凿岩台车与风钻钻爆的比较研究

为进一步分析研究高铁隧道凿岩台车与风钻钻爆的优劣及适用性问题,以郑万高铁小三峡隧道工程为依托,介绍风钻钻爆 的施工应用情况及凿岩台车钻爆在施工应用方面的制约因素,并从施工工效、人员配置、安全性、超欠挖控制、成本投入等方面对比 分析。 主要研究结论如下: 1)采用凿岩台车钻爆,在硬岩条件下钻爆速度较快,Ⅲ、Ⅳ级围岩可通过工法调整来提高凿岩台车的施 工效率,遇软弱围岩时应慎重选用; 2)凿岩台车钻爆与风钻钻爆相比,劳动强度低、节省劳动力、安全风险小等方面具有突出成效; 3)理论分析凿岩台车钻爆较风钻钻爆平均线性超挖小,但实际施工过程中却反之,可通过加强管理来缩小与人工钻爆之间的超挖 差距; 4)凿岩台车对风钻钻爆的优势显而易见,随着隧道施工机械化进程不断地发展,将来一段时间凿岩台车钻爆替代风钻钻爆 施工是未来地下工程开挖的发展方向之一。     

液压凿岩台车开挖隧道控制超欠挖施工技术

由于液压凿岩台车自身的结构比较特殊,在控制超欠挖方面比风钻开挖难度上大许多,培养出高水平的司钻人员也需要较长的时间,其费用也相当高。以致在某客运专线隧道施工中,由于没有合格的凿岩台车司钻人员,隧道开挖超欠挖太大,无法承受巨额的经济损失。为了履约,将液压凿岩台车停放在施工现场当做摆设,先进的生产力因司钻操作技术水平的限制无法发挥其作用在此情况下作者结合工程实践,从司钻技术要求、测量放线、周边孔司钻、底板孔司钻、底板光面爆破、欠挖管理、司钻管理等技术和措施方面详细介绍了液压凿岩台车开挖隧道控制超欠挖施工技术,为隧道及地下工程开挖控制超欠挖提供了借鉴,为施工人员、技术人员提供了参考。     

凿岩台车电气系统技术改造

目前凿岩台车被广泛地应用于隧道施工中,如何使凿岩台车更好地适用于隧道施工是机械管理人员研究的重点。为提高凿岩台车的设备利用率,降低施工成本,对凿岩台车进行了改造与系统集成技术的研究。着重介绍了凿岩台车改造过程中电气方面的技术改造,对凿岩台车泵站起动系统和显示系统进行了改造,改造后的凿岩台车通过了工业性试验,并成功地应用于青岛烟台LPG项目。实践证明:改造后的凿岩台车性能得到了大幅度提升,故障率低,故障显示的可读性高,满足施工使用要求,取得了较好的经济效益和社会效益。     

双台车快速掘进技术在方斗山隧道施工中的应用

介绍了瑞典353E凿岩台车在重庆石忠高速公路方斗山隧道中的应用情况，并通过对双台车施工方案的的分析，总结了在高速公路双车道隧道中单洞利用双台车及配套设备实现快速掘进的施工技术，为长大隧道提供了一种快速施工的思路。     

凿岩台车采用长短眼配套控制隧道超挖技术

为有效降低施工成本，减小钻爆法隧道超挖量，提高钻爆施工技术及改进施工工艺，通过研究凿岩台车作业模式，分析得出凿岩台车进行隧道钻爆开挖时，由于受台车钻臂结构影响以及现场视线不清、视距较远等，钻凿周边眼时外插角不易控制，产生的隧道超挖往往较大。结合工程实践，通过对比凿岩台车在初期支护紧跟掌子面及不紧跟掌子面等不同施工工况下长短孔配套施工产生的超挖量，得出在保证施工安全的前提下，保留一定长度的隧道不进行初期支护施工钻孔，并采用长短孔配套钻孔爆破技术，可有效控制凿岩台车钻爆时隧道的超挖量。研究结果表明： 采用长短孔配套钻孔时，Ⅱ、Ⅲ级围岩，Ⅳ级围岩，Ⅴ级围岩相比类似条件只采用长眼时的最大超挖量分别减少约12、19.5、21.5 cm。     

多臂凿岩台车在矿山法暗挖隧道超前预注浆施工中的应用技术研究

结合厦门翔安海底隧道应用三臂凿岩台车进行钻孔注浆施工的案例,通过多臂凿岩台车与其他钻孔设备的比较,介绍多臂凿岩台车在矿山法暗挖隧道全-强风化地层进行超前预注浆的应用技术及相应适用范围,供类似工程施工参考。     

三臂凿岩台车全断面注浆快速钻孔施工技术

目前全断面钻孔注浆设备大都采用风动潜孔锤式单臂多功能钻机,成本高、效率低、速度慢、污染大。青岛胶州湾海底隧道钻孔注浆工程充分利用三臂液压凿岩台车作业范围大、灵活性强、空气粉尘污染小、安全文明、液压冲击钻高效的技术优势及专业化的管理优势,使三臂液压凿岩台车在隧道施工中,不仅具备了快速开挖的技术,还在不良地质的全断面深孔注浆施工中具备了快速、优质、安全、高效的施工技术。     

三臂凿岩台车与手持凿岩机在大相岭隧道应用中的比较

介绍了三臂凿岩台车在雅泸高速公路大相岭隧道施工中的应用,并与手持风动式凿岩机在钻孔速度、能耗、安全性、施工成本及适用范围等方面进行了比较,指出三臂凿岩台车在特长隧道较硬或坚硬围岩施工中具有优势。     

软弱围岩地层隧道大断面机械化施工工法应用

为解决我国山岭隧道施工技术落后的问题,对高速铁路大断面隧道的机械化施工工法进行阐述。通过配备成套的隧道机械化工装设备,并经现场试验研究,形成开挖、支护、衬砌、水电缆槽4条隧道施工生产作业线的新型施工组织模式,以实现Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩机械化大断面的连续施工。通过全电脑三臂凿岩台车的应用,开挖炮眼精确定位、系统锚杆精准安装、施工信息同步上传等施工难题得以解决; 通过各类大功率机械设备的配置和应用,可缩短各道工序的循环时间,实现软弱围岩早封闭的安全管理理念。根据大量的监测数据和现场实践表明,隧道大断面机械化施工工法的施工质量可靠、施工效率高且施工安全。     

基于双臂凿岩台车隧道机械化施工配套技术经济性研究

针对双臂凿岩台车隧道机械化作业施工技术经济性问题,进行了技术经济评价指标分级及建立统计模型,通过与风动凿岩机钻爆法对比,给出了隧道施工机械集群的配置与优化模型。得到结论为:双臂凿岩台车隧道机械化施工能有效地降低隧道施工成本和劳动强度,保护施工人员的人身安全。     

全电脑三臂凿岩台车在长大隧道中快速掘进的应用研究

随着我国高铁建设的快速发展,建设标准不断提高,为了保证长大隧道的快速掘进,确保作业人员的安全、减少作业人员数量、减轻人员的劳动强度,采用机械化凿岩台车开挖是隧道掘进的最佳选择,也是未来发展的必然趋势。以成昆铁路复线小相岭隧道掘进施工为例,重点分析了机械故障率高和工序衔接不到位对凿岩台车的不利影响,提出了做好维保工作和制定管理制度2点解决措施。     

川藏铁路隧道高海拔环境钻爆法施工装备选型配置思考

川藏铁路隧道建设面临高海拔、复杂地质条件、恶劣环境等方面的严峻挑战,其中,高海拔环境对隧道施工装备选型的影响尤为突出。为实现川藏铁路隧道机械化建造,以新建川藏铁路雅安至林芝段隧道建设为例,在分析高海拔环境影响因素的基础上,从动力系统、电气控制系统、流体控制系统、空压机性能等方面,重点论述高海拔环境对钻爆法隧道装备作业性能的影响。系统研究并针对性提出在高海拔高寒等极端环境下超前支护、开挖、初期支护、二次衬砌等钻爆法施工关键工序的装备选型建议,如超前钻探及支护设备、凿岩台车、拱架安装设备、混凝土喷射设备等,并提出"破碎机+皮带机"出渣、挖装运电动设备、移动式除尘等新型装备和技术在川藏铁路隧道建设中的应用建议。     

双臂暗挖台车在土质地铁隧道施工适用性探讨

浅埋暗挖法土质地铁隧道施工机械化程度不高。结合暗挖台车在西安地铁5号线15标黄土地层区间隧道的首次应用,介绍暗挖台车的设备构成和施工工艺流程。对传统人工开挖和暗挖台车开挖的施工工效、安全性、能源消耗、围岩变形控制和作业环境改善等方面进行对比分析,根据实际应用情况分析暗挖台车对水文地质、施工断面、施工工法、吊装下井及巷道直角转弯的适用性,并提出在出渣系统、挖掘臂铲斗、铣刨头、暗挖台车遥控器、自动收缩线盘、台车灵活性等方面的改进提升建议。     

黄土隧道马蹄形盾构工法选择及应用

目前铁路隧道施工以矿山法为主,但在黄土等软弱围岩隧道施工时风险大、进度慢;而盾构法已在地铁、水下隧道等软弱地层中得到了广泛应用。针对蒙华铁路砂质新黄土隧道:1)通过矿山法与盾构法比较确定采用盾构法施工。2)从开挖内轮廓、刀盘开挖特点、管片拼装方式、管片受力及配筋4个方面对马蹄形盾构隧道和圆形盾构隧道进行对比分析,得出马蹄形盾构隧道的断面利用率更高,马蹄形管片与圆形管片受力有所差别而马蹄形管片配筋量更低。3)介绍马蹄形盾构设备概况,并对马蹄形管片设计进行研究。4)例举马蹄形盾构掘进过程中遇到的防寒防冻、管片底部开裂和遇到含姜石的老黄土掘进困难等问题以及相应的处理措施。经过1年多的施工实践证明,在黄土隧道马蹄形盾构施工风险低,质量高,安全可靠。     

隧道硬岩掘进经济成本对比分析

目前国内山岭隧道多数采用人工开挖,机械化、自动化水平低,不能满足隧道快速施工的要求。结合某隧道施工实践,介绍了人工开挖和双台车开挖机械设备配套、光面爆破技术,统计隧道开挖各工序的消耗时间,预估单台车开挖的时间消耗,并以此为基础详细分析、计算了各自施工成本组成,得出了台车开挖施工成本低,节约循环时间,更有利于快速掘进的结论。     

龙昌公路隧道Ⅳ级围岩大断面机械化施工技术

为解决我国公路隧道建设中存在的以人工作业为主、施工机械化程度低、工序循环时间长、施工进度缓慢、安全风险高等问题,以贵黄高速龙昌隧道施工为例,结合中国的隧道规范与欧洲新奥法设计理念,对龙昌隧道采用大断面法进行施工,提出“9+N”设备高度配合隧道建设施工系统及其施工技术,即三臂凿岩台车、拱架锚杆安装台车等9种专用隧道施工机械设备与多功能地质钻机、全自动注浆机等多种辅助隧道施工机械设备搭配,采用相应机械化施工技术,无间隙地进行隧道施工。结果表明,“9+N”施工技术改善了隧道施工作业大量依赖人工的现状,提高了隧道施工的机械化程度、工作效率和安全性,降低了隧道施工人员数量,减小了施工对环境的影响,保证了隧道的施工质量。     

郑万高铁隧道施工大型机械化配套及信息化应用探索

为解决隧道钻爆法施工整体机械化程度较低、施工环境恶劣和工人劳动强度大等问题,以郑万高铁湖北段隧道工程实践为依托,从大断面快速修建技术理论研究、机械化配套设备、机械化配套条件下施工技术和信息化系统应用等方面总结郑万高铁湖北段隧道大断面修建关键技术,即： 在建造理念上由塌方荷载发展为变形控制设计方法;在施工工法上由分步、分部开挖法发展为大断面和全断面开挖法;在支护形式上对初期支护和超前预加固进行强化（中空、砂浆锚杆强化为涨壳式低预应力锚杆,喷射混凝土采用高强、早强混凝土）;在施工装备上由小型机械化、半机械化开挖施工阶段转变为多臂凿岩台车为主的机械化作业;在工序作业上由单一工序机械化施工转向全工序机械化配套作业;搭建信息平台,将手机作为管理工具,借助物联数据进行施工管理。通过对隧道施工大型机械化配套及信息化应用的探索和创新,由理论到实践,形成了一整套机械化配套条件下的大断面隧道安全、快速、标准化施工工法及工艺,推动隧道的整体施工水平和综合管理能力。