支腿式液压凿岩机施工工法

1、支腿式液压凿岩机施工工法工法编号：GZSJGF 07-03-04中铁隧道集团三处有限公司 庞保平 刘建国一、前言随着我国经济的飞速发展，建筑市场竞争日趋急烈，按常规的施工方法将面临被淘汰的可能，如何加快施工进度、降低工程成本作为重点放在了首要位置。只有掌握先进的施工技术，依靠先进的施工机械，才能占据竞争的有利地位。YYTZ26C支腿式液压凿岩钻机在温州珊溪水利枢纽供水配套工程莲花山隧洞施工中取得令人满意的效果，既加快了施工进度、又降低了工程成本，获得了一定的社会效益和经济效益。YYTZ26C液压钻经国内专家小组鉴定为：处于国内领先地位，达到国际先进水平。液压凿岩机取代传统的风钻势在必行。二、工

2、法特点1、高效、省电，原动力小，钻速快。与传统风机比，能耗仅为其三分之一，而工效高一倍，综合效益提高13倍：可以降低工程成本，加快施工进度。2、操作稳，噪声小，可以改善现场作业环境。3、结构简单，维修方便，寿命长，操作灵活，可手持或置于台车钻架上，移动灵活方便，可以降低劳动强度，保证操作人员的安全。4、不需高压风，辅助工程少。三、适用范围本工法可广泛应用于钻爆法施工的城市地铁、山岭隧道和矿山开采等领域；配备标准的22108炮钎，钻孔直径3250，最大深度可达6米。四、工艺原理及关键技术1、工艺原理：YYTZ26C液压钻的基本原理是液压站提供动力，通过高压油管传递，带动液压支腿推进和主机部分高速

3、回转、冲击，即在冲击、回转、推进三大功能同步进行的前提下完成钻孔作业，系统采用冷却式供水。2、关键技术：本工法具有高效、节能、降噪、安全、环保等显著效果，远优于风动凿岩机，处于国内领先地位，达到国际先进水平。（1）高效YYTZ26C液压钻属小型液压凿岩机，由液压站、主机、液压支腿组成，为全液压（包括支腿），一台液压站可带动多个主机(参见表1)；其冲击、回转、推进三大功能可同步自动协调(参见表2)相应可提高推进速度，也降低了动力消耗。YYTZ26C系列液压钻规格参数 表1 凿岩机参数表 表2型 号外 型 尺 寸重 量功 率主机外形尺寸600173190mm26c-11.10.60.8m350Kg

4、8Kw重 量26Kg26c-21.30.70.9m500Kg15Kw工 作 油 压15-17Mpa26c-31.310.9m700Kg22Kw流 量30-35L26c-41.51.10.9m850Kg30Kw冲 击 能55-60J26c-51.81.31m1300Kg45Kw冲 击 频 率55-60Hz26c-61.81.31m1300Kg45Kw转 矩50-55Nm26c-71.81.31m1500Kg55Kw转 速250-300r/min26c-81.91.41.1m1800Kg75Kw水 压0.3-0.5Mpa26c-1121.51.2m2200Kg90Kw流 量5-10L26c-142

5、2.21.2m2500Kg110Kw长 液 腿1600-3000mm26c-1622.21.2m3000Kg150Kw短 液 腿1300-2500mm26c-222.22.41.2m4000Kg180Kw现场施工中整套机组在主机与液压站之间是由两根油管和一根水管相连，施钻前只需在液压站接上380V动力电源和高压水便完成了准备工作，与风动凿岩机相比，省去了烦琐的准备工作。由于主机部分具有高速回转和冲击的特点，同时液压支腿的推进又与之同步自动协调，所以钻孔掘进速度快。在现场同等条件下实测，单机单孔掘进速度液压钻比风动凿岩机快1/3(参见表3)，经过长时间比较，温州莲花山隧洞开挖每循环可缩短2小时左

6、右，开挖总工期相应提前约两个月。 风动凿岩机与液压钻使用效果对比表 表3对比项目YT28风动凿岩机YYTZ26C-5全液压凿岩机组备 注施工准备1、传统风钻研(含机自)管线(风、水、油)繁杂，钻孔前后耗工耗时量大，且随洞深的增加就位及撤离不便。2、一般准备时间在1小时左右。1、采用整机设计，结构紧凑，同时机上配有轨轮移动方便，受洞深长度影响小。2、准备时间在20分钟左右。耗电量1322643539净钻孔时间1、最长7小时05分2、最少4.0小时，3、一般5.05.5小时1、最长4小时20分2、最少1小时25分3、一般2.02.5小时1、钻孔总数4346个2、平均孔深2.25米劳动卫生监测1、工

7、作面水雾大，可见度低，距掌子面45米内看不见物体2、噪声高，距掌子面67米内无法交谈3、粉尘、噪声及废气未进行现场检测工作面清晰，肉眼未见雾气及粉尘，噪声明显少于风钻，瞬时A声级别（Lp）:88.2901dB(A)15分钟等效连续A声级(LAq)：89.4dB（A）粉尘：0.26mg/m31、监测洞挖已至1338米2、监测整套机组工作（2）节能液压钻与风动凿岩机相比，具有显著的节能优势，风动凿岩机需要配备多台空压机作动力，铺设长距离的高压风管，而液压钻不需要类似配套设施，接上动力电源和高压水即可开始作业，可节省长距离的高压风管，降低动力的损耗。温州莲花山隧洞B标全长2478m，按原施组计划需配

8、备两台20m3座式电动空压机才能保证洞挖作业的正常进行。使用YYTZ26C-5液压钻后经统计分析，平均每小时耗电量仅为37Kw.h。与风动凿岩机比较，在相同钻孔时间下，综合计算平均每小时省电160Kw.h，本项目共计省电65万Kw.h左右，大大降低了工程成本。 （3）降噪由于液压钻工作原理的改进，使用过程中噪音低，莲花山隧洞A标、B标开挖断面分别为12.6m2和14.1m2，掌子面五台钻机同时开钻的时候，近距离交谈可以听见；钻孔完成后，操作工人没有不适的反映，远远低于风动凿岩机施钻时所产生的噪音(见表3)。（4）安全YYTZ26C液压钻在主机与钻杆连接部分采用了新型闸片式钎卡装置，另外由于主机

9、的冲击、回转和柔性液压支腿的推进功能可同步自动协调，发生断钎后也不会出现支腿瞬间向前顶进的现象，钎尾部分断掉后还能与主机挂在一起，这样便可减少施钻过程中断钎对操作人员造成伤害的隐患。（5）使用灵活1）YYTZ26C液压钻使用过程中所受限制条件少，不需设空压站和铺设高压管路，长距离隧道更能体现其优势。2）由于整套机组体积小，可广泛适用于各种断面的隧道施工，既可单独为轨行式，或放在四轮车上；也可与作业平台形成整体。3）液压钻性能稳定，维修工作量少，主机拆换方便快捷。（6）环保1）噪声低：经检测，使用液压钻作业的隧洞作业面噪声为88.290.1dB，远远低于风动凿岩机工作时的噪声，长时间使用施钻工人

10、没有不适现象。2）作业环境好：液压钻在使用过程中无水(油)雾产生，作业面非常清晰，空气中可吸入颗粒含量远低于使用风动凿岩机时，施工环境得到极大的改善。五、施工工艺YYTZ26C液压钻施工工艺见图1。YYTZ26C液压钻施工工艺流程图 图1钻机就位接水、电管线清孔、装药搭设作业平台测量放线钻孔作业拆管线、退机爆破、通风、出碴、支护六、主要配套设施（见表4）YYTZ26C-5液压钻使用过程中配套设施表 表4设备名称型 号、规 格用 量备 注液 压 钻YYTZ26C-51套莲花山隧洞B标高压水管80距作业面50 m左右动力电源380V与有轨运输出碴设备共用作业平台42钢管、扣件1套主 机2台现场拆换

11、备用七、劳动力组织（见表5）YYTZ26C-5液压钻使用过程中劳动力组织表 表5人员名称数 量备 注施 钻 工7人其中两个机动人员操 作 工1人负责液压站开、关机和现场故障的处理维 修 工1人负责设备的日常维修、保养八、质量标准1、严格按照爆破设计的要求布置炮孔，确保钻爆质量。2、拱顶周边眼钻孔过程中，可以利用主机顶部的高压蓄能器沿周边半孔炮痕方向定位，尽量减少超欠挖，提高光面爆破效果。3、钻杆钎尾打击面必须为平整件，其钎尾长度保证在1081之间，中心水孔保持畅通。4、开机后及时开水冷却主机，施钻过程中如遇水流量不足立即关机。5、设备在运输途中关闭油箱通气口。长期不用时，提前关水干打若干分钟，

12、再从机头注油封存。拆卸时，做好各油口防尘堵盖工作。6、液压油及零配件的清洁直接影响设备的使用效果，维修人员操作时要保持高度整洁。九、安全措施1、液压站上的电器部分应避开渗水严重地段，防止发生漏电事故，必要时可进行遮盖。2、施钻过程中认真搞好防护设施，防止高处落物伤人事故。3、设备正常使用油温为1565，高压蓄能器、液压油箱、高压油管等不得接近高热源。4、当使用过程中出现液压油泄漏等情况时，应直接关闭电源停机处理。5、高压油管要做到不缠结或带急弯使用，作业过程中作好管线维护，防止扎、碰、磨等原因造成的油管损坏。十、效益分析本工法具有省时、节能、高效、安全、降噪、环保等特点，实施过程中效果明显。以

13、温州珊溪水利枢纽供水配套工程莲花山隧洞B标为例进行效益分析如下：莲花山隧洞B标全长2478m，单口掘进。进洞100m左右为风动凿岩机钻孔，其余均采用YYTZ26-5液压钻。经统计分析，液压钻比风动凿岩机掘进速度快1/3,每循环可节省12小时，洞挖总工期相应提前约2个月。YYTZ26C-5液压钻平均每小时耗电为37Kw.h，与使用风动凿岩机比较，平均每小时省电约160Kw.h。共计省电约65万Kw.h(本项目电价为1.2元/Kw.h)，合计节省电费78万元左右。综上所述，长距离隧洞开挖使用液压钻，可获得一定的经济效益和社会效益，液压钻远优于风动凿岩机，处于国内领先地位，达到了国际水平。十一、工程

14、实例温州珊溪水利枢纽供水配套工程莲花山隧洞全长4951.2m，为圆形有压隧洞，是整个配套工程控制性项目之一。进出口施工分为两个标段，其中A标进口段2473.23m(0+0002+473.23)，由中国水利水电十二工程局承建；B标出口段2478.01m(2+473.234+651.24)，由中铁隧道集团三处承建，两个标段的施工均采用独头单工序作业，进洞时间大致相同。莲花山隧洞B标为D=4m的圆形渐变断面，渐变高度h=0.732m,平均开挖面积14.1m2，洞身段围岩以侏罗纪上统磨石山组d段统纹质晶屑玻屑熔结凝灰岩为主，大部分为水工围岩，地下水量丰富。隧洞开挖采用YYTZ26C-5液压凿岩机钻孔，全断面钻爆法施工。由于小断面隧洞爆破夹制作用力较大，所以每循环进尺控制在2m左右，每天正常施工34个循，本