隧道机械化施工设备汇报课件

1、隧道机械化施工主要装备隧道机械化施工主要装备中国铁建重工集团有限公司中国铁建重工集团有限公司20152015年年1111月月1二二、隧道施工机械化配套、隧道施工机械化配套三三、隧道施工机械化关键装备、隧道施工机械化关键装备一一、集团、集团概况概况四四、其他设备、其他设备五、服务业务五、服务业务21 1、基本情况、基本情况u 中国铁建重工集团有限公司（简称铁建重工）隶属于中国中国铁建重工集团有限公司（简称铁建重工）隶属于中国铁建股份有限公司，铁建股份有限公司，20142014年新签合同额年新签合同额5050亿亿，营业收入，营业收入4242亿亿，中国机械工业百强第，中国机械工业百强第7474位。位

2、。u 员工总数员工总数32003200人，人，其中地下工程装备专职研发其中地下工程装备专职研发人员人员500500人人（享受（享受国务院特贴国务院特贴9 9人，博士人，博士1111人）人）。u 完全自主研发，唯一没有国外技术背景的地下工程装备民完全自主研发，唯一没有国外技术背景的地下工程装备民族品牌；族品牌；u 拥有拥有长沙、株洲、四川、兰州、乌鲁木齐长沙、株洲、四川、兰州、乌鲁木齐五大产业园五大产业园3视频视频 一、集团概况一、集团概况2007年年2009年年2010年年组建组建并购中铁隆昌铁路器材并购中铁隆昌铁路器材有限公司有限公司开始打造地下工程装备板块开始打造地下工程装备板块2011-

3、2015年年2008年年累计累计实现实现销售销售30300 0亿元亿元，盾构盾构/ /TBMTBM、喷射台车等产品、喷射台车等产品进入国内品牌前三甲进入国内品牌前三甲产品开始投产产品开始投产2 2、发展历程发展历程4一个年轻有活力的企业一个年轻有活力的企业基础基础研究研究产品产品研发研发工艺工艺开发开发应用应用研究研究工程工程实验实验施工施工技术技术 一、集团概况一、集团概况掘进装备产业掘进装备产业土压平衡盾构机土压平衡盾构机煤矿双模斜井煤矿双模斜井TBM单护盾单护盾TBMTBM敞开式敞开式TBMTBM泥水平衡盾构机泥水平衡盾构机土压平衡盾构机土压平衡盾构机泥水平衡盾构机泥水平衡盾构机双模斜井

4、双模斜井TBMTBM单护盾单护盾TBMTBM3 3、产品产业、产品产业5 一、集团概况一、集团概况特种装备产业特种装备产业混凝土喷射台车混凝土喷射台车混凝土搅拌站混凝土搅拌站链刀式连续墙设备链刀式连续墙设备护盾式掘锚机护盾式掘锚机混凝土泵混凝土泵隧道预切槽设备隧道预切槽设备混凝土喷射台车混凝土喷射台车链刀式连续墙设备链刀式连续墙设备护盾式掘锚机护盾式掘锚机预切槽设备预切槽设备凿岩台车凿岩台车 一、集团概况一、集团概况3 3、产品产业、产品产业6轨道设备产业轨道设备产业道岔道岔高锰钢辙叉高锰钢辙叉弹条扣件弹条扣件货车闸瓦货车闸瓦3 3、产品产业、产品产业 一、集团概况一、集团概况78二二、隧道施

5、工机械化配套、隧道施工机械化配套15人人18人人国内现状国内现状国内现状国内现状p 机械化程度高机械化程度高n产品系列化、功能多样化n设备集成化、自动化程度高p 产品种类齐全产品种类齐全n凿岩台车技术成熟、种类齐全n湿喷机械手和拱架安装机应用广n模板台车和仰拱整体模板可靠性强n专用设备效率高、作业人员少p 工法与装备协调工法与装备协调n全断面施工、初期支护封闭紧跟掌子面国外现状国外现状国外现状国外现状立拱和铺设防水板立拱和铺设防水板国外现状国外现状TBMTBM法法：敞开式、单护盾、双护盾：敞开式、单护盾、双护盾盾构法盾构法：圆形、异形：圆形、异形钻爆法钻爆法：两臂台车、三臂台车、门架台车：两臂

6、台车、三臂台车、门架台车预切槽法预切槽法：预切槽机：预切槽机悬臂掘进机法悬臂掘进机法：全断面、半断面：全断面、半断面设备选型设备选型工法配套工法配套施工工法与机械化配套施工工法与机械化配套装备配置的几项装备配置的几项参考参考原则原则隧道长度大于隧道长度大于600600倍洞径时可以选择倍洞径时可以选择TBMTBM工法工法围岩强度大于围岩强度大于30MPa30MPa时可以选择时可以选择TBMTBM法、钻爆法法、钻爆法围岩强度小于围岩强度小于30MPa30MPa时可以选择盾构法、悬臂掘进机法、时可以选择盾构法、悬臂掘进机法、 钻爆法钻爆法围岩强度小于围岩强度小于10MPa10MPa时可以选择预切槽法

7、时可以选择预切槽法钻爆法适用任何硬岩隧道，硬岩双线隧道采用钻爆法为最优钻爆法适用任何硬岩隧道，硬岩双线隧道采用钻爆法为最优短隧道群宜选用机动灵活的开挖支护装备短隧道群宜选用机动灵活的开挖支护装备开开 挖挖2台三臂台车+装药台车（多功能作业车）装装 运运2台装载机或1台扒装机、自卸汽车或皮带机初期支护初期支护多功能作业车、湿喷机械手衬衬 砌砌模板台车、防水板自动铺设机、钢筋台车等捡铺底捡铺底钻爆、移动栈桥除除 尘尘轴流风机、车载除尘器一、硬岩双线隧道一、硬岩双线隧道-钻爆法钻爆法双线硬岩隧道双线硬岩隧道- -钻爆法钻爆法二、硬岩单线隧道二、硬岩单线隧道-钻爆法钻爆法开开 挖挖1台三臂台车+装药台

8、车（多功能作业车）装装 运运1台装载机或1台扒装机、自卸汽车或皮带机初期支护初期支护多功能作业车、湿喷机械手衬衬 砌砌模板台车、防水板自动铺设机、钢筋台车等捡铺底捡铺底钻爆、移动栈桥除除 尘尘轴流风机、车载除尘器单线硬岩隧道单线硬岩隧道- -钻爆法钻爆法单线硬岩隧道的主要问题是出渣工单线硬岩隧道的主要问题是出渣工序时间控制和组织序时间控制和组织三、硬岩单线隧道三、硬岩单线隧道TBMTBM法法+ +平地王平地王开开 挖挖上台阶上台阶TBM+平地王平地王装装 运运1台扒装机、自卸汽车或皮带机衬衬 砌砌模板台车初期支护初期支护湿喷机械手、防水板自动铺设机、编制钢筋台车等捡铺底捡铺底钻爆、移动栈桥除除

9、 尘尘车载干式除尘器单线硬岩隧道单线硬岩隧道-TBM-TBM法法上台阶上台阶TBM+下台阶钻爆法下台阶钻爆法+平地王平地王TBM导坑先行导坑先行平地王扫底平地王扫底 仰拱捡铺底仰拱捡铺底 平地王修整仰拱 自行式仰拱栈桥 整体式仰拱模板单线硬岩隧道单线硬岩隧道-TBM-TBM法法20三三、隧道施工机械化主要装备、隧道施工机械化主要装备开挖装备开挖装备全电脑凿岩台车全电脑凿岩台车21ZYS113数字化三臂凿岩台车数字化三臂凿岩台车钻臂钻臂钻臂工作吊篮水管卷盘电缆卷盘驾驶室推进机构全电脑二臂、三臂凿岩台车全电脑二臂、三臂凿岩台车ZYS82数字化三臂凿岩台车数字化三臂凿岩台车 三臂凿岩台车 全断面：-

10、级围岩 微台阶法：级较稳定围岩 带仰拱起爆的钻爆设计开挖装备开挖装备视频视频23全电脑三臂凿岩台车全电脑三臂凿岩台车开挖装备开挖装备24部件部件项目项目参数参数总体参数长16.1m宽2.9m高3.6m5.2m工作断面16.6m11m转弯半径13.2m外总重46.2t底盘发动机Deutz TCD 2012功率140kW轴距4.9m最大行走速度15km/h钻臂数量3最大钻臂延伸2.5m推进旋转360推进补偿2.4m钻臂重量4.8t部件部件项目项目参数参数吊篮额定载重500kg电气系统总功率350kW主电动机3x95 kW液压系统液压泵组数量3最大系统压力21MPa水系统功率11kW最大流量200l

11、/min最低进水压力20Bar空气系统功率15kW风量2.4m/min风压7.5Bar推进器总长7.465m钻孔深5.34m凿岩机型号HC110功率31.9kW全电脑三臂凿岩台车全电脑三臂凿岩台车开挖装备开挖装备25全电脑二臂凿岩台车全电脑二臂凿岩台车开挖装备开挖装备26部件部件项目项目参数参数总体参数长14.8m宽2.5m高3m3.5m工作断面13.2m9.5m转弯半径8.65m外总重30t底盘发动机Deutz TCD 2012 L04 2V功率103kW轴距4m最大行走速度15km/h钻臂数量2最大钻臂延伸1.5m推进旋转360推进补偿2.4m钻臂重量4.3t部件部件项目项目参数参数吊篮数

12、量1电气系统总功率250kW主电动机2x95 kW液压系统液压泵组数量2最大系统压力21MPa水系统功率11kW最大流量200l/min最低进水压力20Bar空气系统功率9kW风量1.5m/min风压7Bar推进器总长7.465m钻孔深5.34m凿岩机型号HC110功率31.9kW全电脑二臂凿岩台车全电脑二臂凿岩台车开挖装备开挖装备27方式对比方式对比开挖装备开挖装备1 1）自动作业）自动作业钻孔布置图导入到控制系统，自钻孔布置图导入到控制系统，自动控制多臂同钻，可实现在线诊动控制多臂同钻，可实现在线诊断、远程控制。断、远程控制。2 2）定位精确）定位精确电液自动调节微动控制，电液自动调节微动

13、控制，实实现现钻孔精确定位。钻孔精确定位。3 3）环保健康）环保健康封闭作业，降噪防尘封闭作业，降噪防尘。产品优点产品优点开挖装备开挖装备4 4）30m30m超前钻探与注浆加固超前钻探与注浆加固可在线判断地质情况并本机实现不同可在线判断地质情况并本机实现不同地质爆破支护方案。地质爆破支护方案。隧道中线掌子面123隧道岩层开挖轮廓线序号序号地质条件地质条件开挖方式开挖方式1 1破碎地带破碎地带先注浆后开挖先注浆后开挖2 2级围岩级围岩大断面加微台大断面加微台阶阶3 3级围岩级围岩大断面大断面4 4级、级、级围级围岩岩全断面全断面产品优点产品优点开挖装备开挖装备台车作业和人工作业比较表（作业断面：

14、100平方）序号序号作业方式作业方式人数人数时间时间安全性安全性备注备注1台车作业290分钟好5米孔深2人工作业15210分钟差3.5米孔深30产品优点产品优点开挖开挖装装备备31不同钻孔方式对比不同钻孔方式对比 钻孔方式钻孔方式 对比项对比项手动风钻钻孔手动风钻钻孔全电脑凿岩台车全电脑凿岩台车施工效率施工效率效率低，人员需求多效率高，效率高，是人工凿岩的是人工凿岩的2323倍倍，人员需求少，人员需求少开挖质量开挖质量一般，人工控制超欠挖质量高，光面爆破质量高，光面爆破施工成本施工成本工薪成本高，水气能耗高工薪成本低，水气能耗低工薪成本低，水气能耗低环保性环保性噪音、粉尘危害性大封闭式驾驶室，

15、噪音低、环境好封闭式驾驶室，噪音低、环境好安全性安全性掌子面工作，安全性差远离掌子面，采用封闭式驾驶室，安全性好远离掌子面，采用封闭式驾驶室，安全性好信息采集信息采集无可记录施工数据，为优化爆破方案和后续工序提可记录施工数据，为优化爆破方案和后续工序提供信息反馈供信息反馈远程通讯远程通讯无可实现远程通讯与控制可实现远程通讯与控制附加功能附加功能无可实现超前钻探与超前支护可实现超前钻探与超前支护开挖装备开挖装备支护装备支护装备多功能作业车多功能作业车32国内现状：单一功能机械装备或人工作业国内现状：单一功能机械装备或人工作业33支护装备支护装备34拱架安装模块拱架安装模块装药模块（可选装药模块（

16、可选配）配）双工作平台，大大提双工作平台，大大提高安装锚网，装药等高安装锚网，装药等效率效率前驾驶前驾驶后驾驶室后驾驶室工作框内配置风工作框内配置风动凿岩机、气动动凿岩机、气动螺母锁紧装置、螺母锁紧装置、焊机接口，方便焊机接口，方便框内施工操作框内施工操作多功能作业车多功能作业车支护装备支护装备35作业车安装作业车安装人工安装人工安装劳动强度大劳动强度大定位调整困难定位调整困难劳动强度低、效率高、安全劳动强度低、效率高、安全可靠、精确控制定位可靠、精确控制定位产品优点产品优点支护装备支护装备支护装备支护装备系列喷射台车介绍系列喷射台车介绍36四大系列混凝土喷射台车四大系列混凝土喷射台车37支护

17、装备支护装备产品型号产品型号结构形式结构形式臂架喷射范围臂架喷射范围适用范围适用范围备注备注HPSD3010混凝土喷射台车混凝土喷射台车自行走、泵送、喷射于一体履带行走方式喷射高度：11.5米喷射宽度：21米中、小型隧道HPS3016（S）（）（G）混凝土喷）混凝土喷射台车射台车自行走、泵送、喷射于一体轮胎行走方式、双向驾驶喷射高度：17.5米喷射宽度：31.4米特大、大、中、小型隧道两轮S为四轮转向G为高原型HPS08+HBS30喷射机组喷射机组HPS08喷射台车：履带自行走、喷射于一体喷射高度：9米喷射宽度：15米小断面、分步开挖中间管路连接HBS30喷射泵：输送混凝土和速凝剂，拖动行走泵

18、送方量：30方/小时HPSD2008混凝土喷射台车混凝土喷射台车自行走、泵送、喷射于一体履带行走方式喷射高度：8米喷射宽度：15米中、小型隧道38四大系列混凝土喷射台车四大系列混凝土喷射台车支护装备支护装备HPS3016HPS3016系列混凝土喷射台车系列混凝土喷射台车视频视频39支护装备支护装备单位：m m3 3/h/h400510152025喷射台车手持式湿喷机干喷机平均喷射效率对比平均喷射效率对比4420（1 1） 生产效率高生产效率高湿喷台车施工优点湿喷台车施工优点支护装备支护装备（2 2） 喷射质量好喷射质量好 喷射台车采用预搅拌混凝土，自带稳定风压空压机喷射，提高混凝土喷射台车采用

19、预搅拌混凝土，自带稳定风压空压机喷射，提高混凝土的密实度、匀质性。避免了传统人工喷射空洞、强度不达标的缺点。的密实度、匀质性。避免了传统人工喷射空洞、强度不达标的缺点。台车台车喷射喷射效果效果人工喷射效果人工喷射效果41支护装备支护装备湿喷台车喷射质量好人工控制加水量，控制精度低搅拌站精准搅拌站精准计量搅拌，计量搅拌，控制精度高控制精度高搅拌站精搅拌站精准计量搅准计量搅拌，控制拌，控制精度高精度高干喷机干喷机小型湿喷机小型湿喷机湿喷台车湿喷台车支护装备支护装备人工控制掺量，控制精度低人工机械控制掺量，控制精度低湿喷台车湿喷台车自动电脑自动电脑计量控制，计量控制，控制精度控制精度高高干喷机干喷机

20、小型湿喷机小型湿喷机湿喷台车湿喷台车湿喷台车喷射质量好支护装备支护装备延程风管送风，风压易受影响延程风管送风，风压易受影响湿喷台车湿喷台车自带空压自带空压机，风压机，风压稳定稳定干喷机干喷机小型湿喷机小型湿喷机湿喷台车湿喷台车湿喷台车喷射质量好支护装备支护装备45人工操作，距离及角度控制难度较大人工操作，距离及角度控制难度较大机械臂操机械臂操控，距离控，距离及角度控及角度控制精准制精准干喷机干喷机小型湿喷机小型湿喷机湿喷台车湿喷台车湿喷台车喷射质量好支护装备支护装备（3 3） 安全环保性安全环保性 喷射喷射台车采用预搅拌混凝土台车采用预搅拌混凝土，施工人员远离喷射面遥控作业，施工人员远离喷射面

21、遥控作业，大大减少了粉尘量避免了对施工人员，大大减少了粉尘量避免了对施工人员健康造成的健康造成的危害；危害；46支护装备支护装备湿喷台车喷射安全性高 喷射喷射台车采用遥控控制台车采用遥控控制设备进行喷射作业，操作手设备进行喷射作业，操作手可距掌子面可距掌子面1010米处进行米处进行作业作业，作业区域位于已完成支护，作业区域位于已完成支护洞段，洞段，提高了操作工人的安提高了操作工人的安全性。全性。支护装备支护装备蒙华铁路：全线推广隧道机械化施工的在建铁路项目蒙华铁路：全线推广隧道机械化施工的在建铁路项目典型应用典型应用48支护装备支护装备49典型应用典型应用支护装备支护装备50双线隧道全断面施工

22、双线隧道全断面施工典型应用典型应用支护装备支护装备51单线隧道全断面施工单线隧道全断面施工典型应用典型应用支护装备支护装备52台阶法施工台阶法施工典型应用典型应用支护装备支护装备林拉林拉公路米拉山隧道：公路米拉山隧道：高原（高原（4800m4800m）高寒隧道）高寒隧道施工单位：中铁十二局施工单位：中铁十二局53支护装备支护装备一台一台HPS3016HPS3016喷射台喷射台车负责车负责两个两个洞口洞口创造连续创造连续5 5个月喷射超个月喷射超2500m2500m/ /月的行业记录月的行业记录成贵铁路蔡家寨成贵铁路蔡家寨隧道隧道施工单位：中铁十八局施工单位：中铁十八局装运装备装运装备54 装运

23、作业装运作业 装载机：2台；或扒装机1台， 自卸卡车或皮带运输机装运装备装运装备自行式加长仰拱栈桥自行式加长仰拱栈桥56仰拱栈桥仰拱栈桥一一、现有仰拱栈桥的特点、现有仰拱栈桥的特点1、目前已有的通用栈桥长度在12米左右，可满足仰拱结构一次性施工68米。2、当跨度超过20米后，栈桥中间设支撑。利用混泥土早期强度为栈桥自重及通行载荷提供支撑，配合专用柔性底座及自动走行轨道。3、采用液压控制，具备前、后、左、右移动功能，行走采用电控专用小车，整个栈桥就位无需人工铺轨，1人即可操控。4、部分高配的栈桥配仰拱滑模机构，以便混凝土结构立模。5、通过载荷50T。图图四四：仰拱滑模仰拱滑模仰拱栈桥仰拱栈桥二二

24、、自行式大跨栈桥、自行式大跨栈桥市场上现有的栈桥仅能满足仰拱一次性施工68米，底板结构分段短接茬多。为避免施工期间仰拱初期支护封闭不及时，以及今后重载运营期间隧道结构失稳，结构沉降开裂，翻浆冒泥等病害。仰拱初期支护必须紧跟开挖面，同时仰拱结构（钢筋混凝土仰拱以及仰拱回填）一次性施工长度不得短于24米。图图四四：仰拱滑模仰拱滑模不少于不少于24米米仰拱栈桥仰拱栈桥三三、案例、案例日本制造的某隧道栈桥日本制造的某隧道栈桥长度达到长度达到70米，仰拱作米，仰拱作业区可达到业区可达到34.5米，自米，自带仰拱滑膜模板以及桥带仰拱滑膜模板以及桥面可开启材料放入孔，面可开启材料放入孔，自动化程度高。自动化

25、程度高。仰拱栈桥仰拱栈桥二衬作业二衬作业- -衬砌台车、防水板台车衬砌台车、防水板台车60 防排水及钢筋绑扎防排水及钢筋绑扎 防水板及钢筋铺设台车p降低作业强度降低作业强度p提高作业功效提高作业功效p减少作业人员减少作业人员防水板台车防水板台车 二次衬砌二次衬砌 自行式衬砌台车： 移动方便 定位准确衬砌台车衬砌台车140-170m/m140-170m/m2828人人6 6人人170-200m/m170-200m/m1515人人120-150m/m120-150m/m3 3人人150-180m/m150-180m/m快速除尘设备介绍快速除尘设备介绍6465u 在钻爆法隧道施工中在钻爆法隧道施工中

26、，钻孔爆破是施工流，钻孔爆破是施工流程的主要工序，而爆程的主要工序，而爆破后在掌子面产生的破后在掌子面产生的烟尘难以避免而影响烟尘难以避免而影响下一工序的施工。下一工序的施工。651.施工现状测量测量放样放样钻孔钻孔爆破爆破通通风风排险排险出渣出渣初喷初喷钢架钢架锚网锚网支护支护喷锚喷锚支护支护施做施做仰拱仰拱二次二次衬砌衬砌除尘设备除尘设备66u 隧道进尺浅（一般小于隧道进尺浅（一般小于100m）时，通常采用自然）时，通常采用自然通风排尘；通风排尘；662.2.通风除尘现状通风除尘现状u 隧道进尺深时，通常采用隧道进尺深时，通常采用通风风机排尘；通风风机排尘；u 但随着隧道进尺加深，排但随着

27、隧道进尺加深，排尘效果越来越差，烟尘易尘效果越来越差，烟尘易 聚集在洞内难以散去；聚集在洞内难以散去；除尘设备除尘设备67671.总体尺寸湿式除尘方案湿式除尘方案除尘设备除尘设备68682.隧道内位置在隧道两侧分别放置一台车拖动两个除尘风机，风机进风口上下在隧道两侧分别放置一台车拖动两个除尘风机，风机进风口上下布置，提高除尘效率。布置，提高除尘效率。除尘设备除尘设备69693.工作原理通过通风风机产生的正压与除尘风机产生的负压形成对流，使带通过通风风机产生的正压与除尘风机产生的负压形成对流，使带有烟尘的空气流入除尘风机内，经过除尘器的喷雾与过滤，排出有烟尘的空气流入除尘风机内，经过除尘器的喷雾与过滤，排出干净的空气。干净的空气。除尘设备除尘设备 除尘器除尘器 辅助通风机，进行隧道内降尘处理，改善作业环境。除尘设备除尘设备71714.4.技术参数技术参数项目项目单位单位参数参数处理风量m/min4504总功率kW304除尘效率%97耗水量L/min404供水压力MPa1.5液气比L/m0.4工作电压 V380工作噪声dB85外形尺寸m6800