隧道机械化施工交流

作者：李龙日期：2017年3月17日隧道机械化施工目录123国内外隧道机械化施工现状再提隧道施工机械化的背景隧道施工作业流程及配套设备目录4隧道施工工法与设备的适应性5隧道施工全面机械化需要解决的问题一、国内外隧道机械化施工现状利用凿岩台车进行隧道开挖的钻孔作业是国内外在钻爆法隧道施工中的常用方法。液压凿岩台车以其机械化程度高、技术先进、安全可靠的优点在国外已有四十多年的发展历史。国外法国蒙特贝1970年-H50型瑞典阿特拉斯1973年COP1038型芬兰汤姆洛克1973年-HE和HL日本古河1977年-HD100、HD200最早最著名一、国内外隧道机械化施工现状目前国外已有单臂、双臂、三臂以及四臂液压凿岩台车用于不同隧道施工场合，已基本解决了在其均衡施工速度理念下的钻爆法隧道钻孔问题。一、国内外隧道机械化施工现状液压凿岩机研制情况我国液压凿岩机的研制工作起步非常早，几乎与世界发达国家同步，20世纪60年代中期，株洲东方工具厂等即开始研制液压凿岩机，距今已有四十多年历史。1970年代后期至1980年代末，到达高潮，1990年代逐渐沉寂，2000年代中期开始，又开始逐渐兴起。研制单位多，产品鉴定多，科技成果多，市场应用少，持续生产少。21世纪以来，尤其是最近十年间，我国液压凿岩机产业有了一定进步。一、国内外隧道机械化施工现状用现代化机械方法实现掌子面钻孔作业国内早在八十年代初的大瑶山隧道就已开始规模尝试，并成功形成钻爆法全断面机械化开挖模式。单台臂配备的液压凿岩机功率大，钻孔效率高；一、国内外隧道机械化施工现状但到九十年代后期由于隧道施工量大幅度增加及人工成本低廉，到迄今为止的二十多年间，国内的隧道施工中机械化作业程度进步不大，尤其是高劳动强度、作业环境恶劣的钻孔作业工序，多数以人工手持钻机的人海战术替代二臂或三臂凿岩台车，以达到技术要求低、速度较高、成本低的现状要求。一、国内外隧道机械化施工现状但到九十年代后期由于隧道施工量大幅度增加及人工成本低廉，到迄今为止的二十多年间，国内的隧道施工中机械化作业程度进步不大，尤其是高劳动强度、作业环境恶劣的钻孔作业工序，多数以人工手持钻机的人海战术替代二臂或三臂凿岩台车，以达到技术要求低、速度较高、成本低的现状要求。一、国内外隧道机械化施工现状目前国内隧道施工已实现部分机械化，例如喷锚、出渣、二次衬砌、仰拱等都有相应的成熟机械进行施工。一、国内外隧道机械化施工现状目前国内隧道施工已实现部分机械化，例如喷锚、出渣、二次衬砌、仰拱等都有相应的成熟机械进行施工。一、国内外隧道机械化施工现状目前国内隧道施工已实现部分机械化，例如喷锚、出渣、二次衬砌、仰拱等都有相应的成熟机械进行施工。一、国内外隧道机械化施工现状目前国内隧道施工已实现部分机械化，例如喷锚、出渣、二次衬砌、仰拱等都有相应的成熟机械进行施工。一、国内外隧道机械化施工现状目前国内隧道施工已实现部分机械化，例如喷锚、出渣、二次衬砌、仰拱等都有相应的成熟机械进行施工。一、国内外隧道机械化施工现状目前国内隧道施工已实现部分机械化，例如喷锚、出渣、二次衬砌、仰拱等都有相应的成熟机械进行施工。一、国内外隧道机械化施工现状目前国内隧道施工已实现部分机械化，例如喷锚、出渣、二次衬砌、仰拱等都有相应的成熟机械进行施工。但是，开挖和立钢拱架（及挂网）则主要依赖人工。这主要是因为目前国内主流的开挖设备主要依赖进口的凿岩台车，进口设备价格贵、备件采购周期长、维护保养成本高，且进口的两臂或三臂凿岩台车适应性差，难以满足山岭隧道施工过程中随时变换的施工方法。一、国内外隧道机械化施工现状二、再提隧道施工机械化的背景1、施工安全需求1）目前隧道施工现场基本采用人工群钻施工，一个作业面人数达到20~30人。一旦发生安全事故，后果特别严重二、再提隧道施工机械化的背景1、施工安全需求1）目前隧道施工现场基本采用人工群钻施工，一个作业面人数达到20~30人。一旦发生安全事故，后果特别严重；2）隧道内施工作业环境恶劣，对作业人员身心危害大；二、再提隧道施工机械化的背景2、施工成本需求1）由于作业环境恶劣，人工费用高，随着社会发展进步和生活水平提高，今后很难找到风钻手。2）近10多年我国机械制造装备水平提升很快，与国际交流更方便、快捷，设备关键配套件很容易实现在全球范围内最优采购，对设备的可靠性提供了强有力的保障。这为降低机械产品制造、使用成本提供了有利条件。3）液压凿岩机动力消耗仅为风动凿岩机的1/4～1/2。能量利用率液压凿岩机达到30%～40%，风动凿岩机仅有15%～20%，节能减排效果显著。二、再提隧道施工机械化的背景3、政策的强制性要求1）2014年9月，国家安全监管总局、交通运输部、国务院国资委、国家铁路局，《隧道施工安全九条规定》的通知（安监总管二〔2014〕104号），第六条：必须严格控制现场作业人数，掘进作业面应实施机械化作业，严禁超员组织施工作业。三、隧道施工作业流程及配套设备测量放线钻孔装药（爆破）通风出渣凿顶初期支护底板（仰拱）施工二次衬砌测量放线三、隧道施工作业流程及配套设备三、隧道施工作业流程及配套设备钻孔三、隧道施工作业流程及配套设备凿顶三、隧道施工作业流程及配套设备初期支护三、隧道施工作业流程及配套设备二次衬砌及仰拱四、隧道施工工法与设备的适应性几乎每一道工序都有对应的机械设备，为什么实现隧道全面机械化还是困难重重？四、隧道施工工法与设备的适应性全断面台阶法环形留核心土中隔壁法交叉中隔壁法双侧壁导坑按照隧道设计轮廓线一次爆破成型1、适应条件（1）Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级围岩（2）大型施工机具（钻孔台车、模板台车等）（3）经济性考虑：中长隧道全断面四、隧道施工工法与设备的适应性四、隧道施工工法与设备的适应性全断面法1、特点将断面从上至下分成2个或3个台阶开挖；随着台阶长度的调整，它几乎可以使用于所有地层。2、种类（1）长台阶法（Ⅰ~Ⅲ级围岩）（2）短台阶法（Ⅳ、Ⅴ级围岩）（3）超短台阶法（软弱破碎围岩（Ⅳ、Ⅴ级

围岩））台阶法四、隧道施工工法与设备的适应性四、隧道施工工法与设备的适应性台阶法五、隧道施工全面机械化需要解决的问题1、施工理念进度第一的施工观念需要改变，安全和质量应放在第一位，且施工应本着以人为本的理念，为作业人员创造良好的作业环境；2、施工工艺现代的山岭隧道施工工艺的编制扔以人工开挖为基础，机械设备难以很好的融合；3、施工组织当前隧道施工一直采用专业分包的模式，现场由私人老板带领施工队负责施工，由于施工人员普遍学历较低，且未受过专业技能培训，对于专业机械设备的使用存在困难。施工方面五、隧道施工全面机械化需要解决的问题1、提高设备适应性设备适应性不高，必然会增加施工投入；2、解决工艺难点问题主要包括凿岩台车对位精度、周边眼外插角控制等；设备方面3、寻求隧道施工一体化解决方案隧道施工机械化不应单单针对施工循环中的某一个环节，而应全盘考虑，提出一体化解决方案。五、隧道施工全面机械化需要解决的问题远程监控区衬砌台车混凝土设备防水板安装仰供栈桥多功能作业车3、寻求隧道施工一体化解决方案隧道施工机械化不应单单针对施工循环中的某一个环节，而应全盘考虑，提出一体化解决方案。五、隧道施工全面机械化