复杂地质条件下液压凿岩台车快速掘进技术

复杂地质条件下液压凿岩台车快速掘进技术摘要:以长洪岭隧道为例，介绍了复杂地质条件下液压凿岩快速掘进技术，并对一些体会和经验进行了总结，以供同类工程借鉴。关键词:复杂地质液压凿岩台车快速掘进1、工程概况长洪岭隧道起止里程为DK170+300～DK83+594，位于重庆市丰都县龙河镇柏木园村，交通条件较好。区内植被发育，进口段地形陡峻。斜坡地带多为农田，民房较多，隧道全长13294m，设计为双线单洞隧道，围岩以Ⅲ级为主，洞口浅埋段为Ⅳ级、Ⅴ级围岩。长洪岭隧道是渝利铁路第二长隧道，同时也是全线控制性工程之一。2、岩层特性长洪岭隧道穿越地层主要为泥岩夹砂岩、砂岩，构造较简单，地层单斜，隧道临近石柱向斜核部，岩层倾角较小，走向变化较大，节理发育，岩体破碎，岩质较软。隧道开挖断面是典型的缓倾层状，多层薄厚不均的滑层叠加，隧道开挖后遇裂隙水渗出，泥岩遇水软化，夹层间结合较差，拱部开挖后易发生大面积剥落、掉块、以致坍塌。3、钻孔设备选择及性能分析目前国内山岭隧道掘进施工主要有两种施工方法，一是传统的人工手持风钻的钻孔，二是采用从国外引进的液压凿岩台车钻孔。针对本隧地质差、工期紧、安全、环保要求高等诸多因素，传统的人工开挖不能满足施工需求，长洪岭隧道进口采用两台液压凿岩台车进行全断面开挖。液压凿岩台车做为一种新型的隧道凿岩机械，与人工掘进相比，具有三大优点：①、单循环进度快凿岩台车在本隧地质条件允许的范围内钻孔进尺最大可达5.3m，对提高开挖进度提供了先进的性能支撑。相比人工钻孔循环进尺3.0～3.5、，采用台车钻孔每循环最大进尺可达4.5～5.0m，大大提高了施工进度。②、安全性能高采用凿岩台车开挖，设备操作人员在固定的操作平台上操作机械，距隧道掌子面约13m的安全距离，视线开阔，易于观察围岩的变化情况，加之操作平台上设有安全顶棚，从硬件和机械的设计上增大了操作员工安全系数。③、开挖成型好凿岩台车电—液控制系统采用PLC可编辑逻辑控制，电信号通过电液比例阀控制终端执行机构，由此可以使各个钻进参数达到最佳，从而达到快速高效精确的控制。通过长洪岭隧道进口液压凿岩台车钻爆效果看，光爆效果明显优于人工手持风钻的操作模式，隧道残眼保存率基本在90%以上，隧道的开挖成型得到保证。4、施工工艺4.1隧道开挖工艺流程浓超前探孔铺→脸测量放乏线泽→抵台车钻滚孔筛→工装药爆破化。捏4.1.社1撇超前探孔姻超前地质钻探变作为超前地质努预报手段中最饺直接、最直观摘、最有效的一雄种预报方周法辟,点在长大隧道施捆工柿中起着重要的讽作用期。本隧采用在五拱顶部位、拱雁腰两侧各取一级点作为超前探永孔施作点，探涂孔深度均为句5.0m低。超前探孔的辜施作，困可以态超前准确预报加出尚掌子面前方围煎岩情况及掠各种筛地质灾害每，街为施工安全提升供了有力的保久障。简4滑.1.钥2际软测量放线缺凿岩台车配备靠有一个多功能组升降吊篮，钻梦孔前醉测量人员站在锋吊篮内进行周富边眼的放样，戴既提高了测量塑速度，测量人承员人身安全也虎得到了保证，肯测量仪器采用轻莱卡孩TCR802往全站仪，并配音有断面测量筹程序惭，可以实现隧晃道掘进值断面京的快速现放样予。扣在班Ⅲ悟级膊围岩开挖中，黄测量时间一般骨在缩8-1闲0客分钟之内。剑4.1.宾3报御台车钻孔待①沈、钻孔深度号选择句台车钻孔根据捞隧道内的围岩按情况来确定钻孩孔深度，本隧丰穿越岩层为泥跳岩与砂岩互层村，幅缓倾岩层县发育较明显慢。经过反复试备验和比较，逝确定距钻孔深度一般闪为萝3.睬0啦～考3缘.5m盾，掏槽眼公为幕3.论5染～牧3漆.8舞m阔。剥考虑掌子面凹瓶凸不平处与要啄求的眼深的差煌距，疮钻眼深度要根哑据掌子面的平拨整度适当调整棚，尽量使眼底塞在同一个垂直榴面上洪。熊②耍、届掏槽方式选择按由于本隧道设超计跨度大、净桌空高，采用全览断面一次爆破雀开挖，没有大老的中掏槽自由面是功很难实现的，四施工人员经过登多次掏槽试验盲，王最后确定缠采用毛复式楔形斜眼航掏槽绵。舱第一级掏槽角失控制堡在榜45勿°毙～零55券°提，不宜过大或剑过小。通常情撕况下，掏槽眼趁上下排间距却取令5比0扶～注90cm浴，硬岩取小值惑，中硬岩取中中值，软岩取大烤值。同一隧道览横断面上，一萝对掏槽眼眼底荒距离通常陵取中2啊0专～劲30cm饥。刺③租、钻眼精度控坊制慰a触、岂钻眼要尽量避陶开在一些较大昨的裂隙、夹层陈处开眼，需根阔据现场围岩情吸况主适当销调整君爆破设计要求铸的钻眼位置，释并依据毫岩层的发育特伍点，选择合适巾的钻进位置。米首先筐用低冲击低推肥进慢慢钻淡进渗1泳0简～粥15cm恩，直至钻出的准浅眼易于钻进随，易于控制钻霞进方向为止。千钻眼时，应密乔切关注钻进方障向的变化，发茄现有较大变化玻，如发生严重音坍孔或卡钻时涨，就要停钻，睛废弃该眼，在哑别处重新钻眼宝。蒙b忆、掏槽眼角度饥控制：在室内中依爆破设计算饿好钻每个炮眼袭时台车推进梁舞尾部与隧道中银线的距离，在殃现场由测量人杆员在隧道底板剃测出隧道中线块的位置，由红畏油漆标示出来盛，然后在标出易的隧道中线左圈右两侧用皮尺舱量出算好的钻鸟每个炮眼时台钞车推进梁尾部况离隧道中线的号距离，用炮棍旦在该处沿平行菊隧道轴线方向香标示出来，以基作为控制掏槽尝眼钻眼角度的度参照。荡c休、周边眼控制美长洪岭隧道进她口洞身全断面竖开挖断面周长歌为袋29.5m馒，，周边眼间爷距为拌50cm馋，全断面周边稳眼总数投为症5备9浴～慨6奥0介个。钻孔前，齐根据掠掌子面围岩情赵况及趟开叶孔肾处的凹凸不平甚程度，确定每渐一个炮孔的钻丛孔深度，同时娱控制好推进梁眼尾部与周边岩杯壁的距离，调胡整好外插角东，外插角控制膜在香3坦°盛左右饭。在符合爆破克设计要求、保政证炮孔间距基攀本均匀的前提梢下，选择易掌疑握钻进方向的伤位置开孔。同推进梁尾部与睁周边岩壁的距鹿离对于控制隧贺道周边超欠挖则起着至关重要辨的作用。凿岩童台车在制造上的有个特点，即混调整台车推进染梁与隧道轴线个平行后，只移胸动台车大臂，刚不调整推进梁累，推进梁仍保搞持与隧道轴线魄平行。钻孔前今，司钻人员必玻须参照花杆或泽标示出的隧道底轴线调整推进傲梁，使其与隧个道轴线平行，钥然后移动台车坝大版臂销(波切不可调整推纸进口梁呢)膊，接近周边时凯，观察推进梁省尾部与岩壁的症距离，直至将恢定顶盘顶在开着挖轮廓线上开坛孔的位置。南④逝、钻眼突质量要求裤司钻人员必须敢严格按照炮眼预的设计位置、哀深度、角度和包孔径，分工定痒点、定位、定户机进行，多台拢钻机同时作业舒。钻眼时，要茧做到准（位置帅）、平（平行肥）、直（方向嗽）、齐（孔底劲）。应注意防映止炮眼交叉打腔穿，炮眼总数搏不小于爆破设滔计炮眼总数冲的屯90溪%烂，掏槽眼眼口宪间距误差和眼谋底间距误差不前得大于蝴5cm释；辅助眼深度条、角度按设计榆施工，眼口排棉距、行距误差骂均不得大于集10cm浴；周边眼位置织在设计开挖轮炭廓线上，允许胶沿轮廓适当调值整，间距均匀京，眼口位置误具差不得大于裕5cm贴，眼底不得超尊出开挖断面轮辞廓线判10cm虾；当开挖面凹替凸不平，相差引较大时，应按亲实际情况，适慎当调整炮眼深颗度，力求所有掉炮眼（除掏槽司眼和底板眼外荡）在同一个垂动直面上。如果毯出现较大的偏幸差，应废弃该肺炮眼重钻，切灾实保证钻眼质嘉量。⑤、效果检验搭最初，由于地瞎质条件差和司肚钻工人操作不宣熟练，断面素平均超挖在差30掘厨～旧40久cm鹊，超挖很大。付经过折对司钻人员经神过司钻技术培德训和现场考核匹，激发了司钻着人员钻研司钻役技术的积极性狱，司钻水平提庄高很快，控制乔隧道超欠挖意暑识加强，施工宫操作规范，司药钻人员之间配袖合默契，隧道胡开挖断面成型馒越来越平顺、尚圆滑，炮眼间添距越来越均匀欲，从外观上达励到了规范要求主。最大线性超聋挖降低到胳15引cm漠以内，平均超胳欠挖值控制在准5殃cm的以内。循铅粥装药爆破镜根据本隧围岩拳情况及装碴的功合理块度要求哭，股Ⅲ皆级围岩炮眼唱及掏槽眼布置旺图回如下：碍图袜1鸭、全断面开挖锯炮眼布置图4、人员配置旗表鸭1满、液压台车开好挖作业人员表竿工种泛司钻工叨爆破工宴保养及维修工筋人员根1钳2久人滥4浅人痕4税人县5牺、治机械强制保养怨技术肥要对凿岩台车咸进熊行梨“澡班保喉养密”距、赚“恐周保灌养驼”财、马“展月保旅养购”悔、天“池强制保养（即导按照厂家提供贝的维修保养规扰程的要求，按开规定时间进行笑强制性集中维伏修保养俩）拍”肤，以保证台车圣充分发挥其机菜械性能，减少振故障率，才能纷保证施工进度区。保养内容主哥要是：清洁、灯紧固、调整、扬润滑、防腐亦愈称沾“被十字作业踩法兼”芹。6、结束语检长洪岭隧道进捞口球自讽201边0盐年蜂3欺月份开工以来匪，饼目前哈已完成隧道洞养身开惜挖畜1揭8茶0许0屯多米，最高月栗掘进速度达践2旺40持米库，怨达到了以先进兄机械促生产、名以生产促效益乐的良好效果沉。携粱7亦、经验及体会酱凿岩台车以其办掘进速度快、类施工安全系泼数高、综合性且强等诸多优点舒，播在复杂地质条要件下字取代传统的人村工开挖已成为休一个必然趋势藏。但是凿岩台乱车相比人工也减存在成本高、祖对管理人员水沸平要求高、功座能间相互制约滥性较强，当故真障不能完全排备除和配套服务再跟不上时，台这车不能正常使炭用等缺点僚，要想使之更漠快的得到推广刺和应用，还需烘要我们不断探寇索旦和实践。参考文献：虎[里1佛]袋《铁路隧道工睡程施工质量验司收标准语》冷.脉北煎京壮.渠中国铁道出版崇社滑,2004诉[肥2承]郑王海钟亮你.痛锁《候铁路铲工程爆破趟》恒.株北刷京威.载中国铁道出版件社呈，路2003瞧:老96-98买[游3鲁]必撑王智明、马保懂松等挠.加《钻孔与非开吓挖机械》化学忙工业出版社彻,粱2006断:斜267愉-掩272年[吃4赴]忆塘王明年、张建窜华规.念《工程措施对缎控制隧道围岩袋变形的力学效星果研究》腰[羊J杆]巡.亚岩土工程学报波，驶199怎8钓：爷27-30姨[舅5踪]竭马宏伟《液压冈凿岩台车开挖拢隧道控制超欠孔挖施工技术》蹦[J]懒.狱隧道建设越200雕9匆（削2床9删）陈体254-25泉5池[6]礼谅段宝福《丹武广专线大瑶掘山隧道光面爆采破施工技术方》仙[J]朽.扩工程爆破猎诊200削8悲（丸1柔4香）留38-41兽[7]激帽李饶明吨慧《宴软岩隧道开挖奖的数值模拟与躲研究企》滥[J]嫁.弃交通标准扒化雄领200种8往（诚1针4记）涌57在-优60桨Rapid毕excava来tiont阁echnol煤ogyof密hydra跌ulicr梁ockdr貌illri烧g乞in阻compl晓icated柳geolo预gical骗condit餐ions梨Abstra放c游：肿Taking激哨Chang政hongl石ing扑Tunne锹lasa倘nexam在ple宁，哲i罚ntrodu翁c臣esr目apid冒e心xcavat坝ion秧t铸echnol肃ogy鹰ofhy覆drauli宜crock立drill伐rigi旺n话compli棋