浅析新设备在长大隧道施工中的应用

浅析新设备在长大隧道施工中的应用摘要：随着铁路客运专线的高速发展，隧道施工技术的日新月异，长大隧道施工机械化程度得到越来越广泛的应用，尤其在隧道初支、仰拱、水沟电缆槽及保温中心水沟施工上采纳了一系列的新型设备和新的施工工艺，为长大隧道施工进度、质量及效益上带来了较好的改善。本文通过对京沈客运专线同盛隧道初支采纳湿喷机械手，仰拱、中心保温水沟施作采纳移动桁架，水沟电缆槽采纳一体机进行探讨，并结合以平常规设备施工进行对比，总结了一些适应隧道施工的新型设备及新型工艺，为今后铁路客运专线长大隧道施工供应了参考。Abstract：Withtherapiddevelopmentofrailwaypassengerdedicatedlineandtherapiddevelopmentoftunnelconstructiontechnology，themechanizationoflongandlargetunnelconstructionismoreandmorewidelyused，especiallyintheconstructionofthefirstbranch，theinvert，theditchgrooveandtheinsulationcenterofthetunnel，aseriesofnewequipmentandnewconstructiontechnologyisapplied，whichbringsimprovementfortheprogress，qualityandefficiencyoftheconstructionoflongandlargetunnels.ThispaperstudiestheconstructionofTongshengTunnelofBeijing-ShenyangPassengerDedicatedLine.Wet-jetmanipulatorwasusedintheearlysupport，mobiletrusswasusedininvertedarchandcenterinsulationditchconstruction，andintegratedmachinewasusedintheditchcableduct.Theconstructionmethodsarecomparedwiththeconventionalequipmentconstruction.Somenewequipmentandnewtechnologytoadapttotheconstructionoftunnelissummarized，whichprovidesreferencefortheconstructionoflongandlargetunnelsinrailwaypassengerdedicatedline.?P键词：长大隧道；客运专线；隧道；设备；应用Keywords：longandlargetunnel；passengerline；tunnel；equipment；application中图分类号：U455文献标识码：A文章编号：1006-4311（2017）17-0145-031工程概述京沈客运专线又名京沈高铁，即北京至沈阳铁路客运专线是《中长期铁路网规划》“四纵四横”客运专线主骨架京哈高速铁路的重要组成部分，是铁路“十二五”规划的重大项目。线路自北京铁路枢纽星火站引出，途经河北省承德市，辽宁省朝阳市、阜新市后接入沈阳铁路枢纽沈阳站，线路全长709公里，新建线路全长697.626公里，设计时速350公里。同盛隧道位于辽宁省朝阳市大王杖子乡同盛号村。隧道全长3780m，隧道地层岩性主要以凝灰岩、安山岩为主。2新设备、新工艺应用的价值在特长隧道施工中，机械设备的应用是实现隧道快速施工的重要途径，从工程的总体规划考虑，既要充分考虑人的因素、以满意对工程的工期、质量、平安、环保等各项要求为前提，合理进行机械配置以满意施工须要；施工机械应与施工环境、施工方法相配套；依据地质条件、工期要求，通过比选，确定切合实际机械配套施工方案；又要充分考虑施工机械之间的协作及协调工作实力。企业的发展战略要求，技术装备实力是企业展示自己重要手段，借助于重点大型工程，提高企业的装备实力，既可以加快工程进度，又可以创建企业信誉，树立企业形象，同时也促进了企业的技术进步。3新设备、新工艺在隧道施工中的应用3.1湿喷机械手为保证隧道平安、快速完成施工任务，对隧道的初期支护提出更高要求，传统干喷法已经无法满意隧道施工质量、环保、职业健康方面要求，而且工效较低，采纳机械化喷射混凝土作业成为喷射混凝土发展的一种趋势。为此，项目部自工程开工，特地引进2台湿喷机械手，供隧道初期支护喷砼施工作业。3.1.1机械参数本隧道采纳WXCHP25混凝土喷浆机（湿喷机械手），主要参数如表1。3.1.2传统干喷机与湿喷机械手对比工作效率：①湿喷机械手：喷射混凝土最大速度可达25m3/h，隧道喷射混凝土平均喷射速度可达12m3/h。②一般干喷机：喷射混凝土速度一般不超过5m3/h。经济效益：①湿喷机械手：湿喷作业回弹率限制在10%～15%；②一般干喷机：喷射混凝土回弹率在30%～35%。职业健康：①湿喷机械手：工作时粉尘密度较小；②一般干喷机：工作时粉尘密度较大。产生粉尘大小干脆关系到施工人员身体健康，粉尘密度的减小，从而削减对工人身心的危害。质量方面：相对于干喷工艺，湿喷工艺混凝土强度、密实度较好。对施工质量、平安是很好的保障。湿喷机械手施工现场照片见。3.2仰拱移动桁架为提高施工工效，降低劳动者施工强度，项目部自行设计仰拱移动桁架，使施工便捷高效。仰拱移动桁架配置：仰拱桁架采纳工字钢、槽钢、角钢焊接而成，仰拱边模采纳钢板和工字钢制作而成，制作时模板弧度与仰拱边墙部位弧度一样。仰拱边模拼装成为整体后，采纳移动模架吊装。边模与移动模架之间采纳丝杆连接，使边模拆装实现机械升降，移动模架通过机械起吊可前后移动。传统仰拱模板与仰拱移动桁架对比：工作效率：与传统施工工艺相比，仰拱桁架可以实现一次定位，两次浇筑的目的。一是仰拱桁架定位后可以进行仰拱施工，待仰拱施工完毕满意仰拱填充施工要求后，可以拧动丝杆，将下半部分仰拱边模提起，即可灌注仰拱填充混凝土，从而通过机械化施工、优化工序支配，实现了平行作业，提高了工效；二是整体模板加固简便、坚固，线形易于限制，从而提高施工水平以及外观质量。经济效益：依据每板仰拱长12m施工成本进行分析，将传统模板与新型移动边模施工成本对比分析，对比分析结果如表2所示。3.4水沟电缆槽一体机隧道水沟两侧各3个槽（电力、排水、通信信号）。为确保施工进度、质量，项目部自主引进2台隧道侧沟电缆槽一体机设备。3.4.1水沟电缆槽一体机配置状况水沟电缆槽一体机设计分为门架系统、行走系统、模板、液压系统、横移提吊系统。①门架行走系统：门架系统采纳I25、I20槽钢制作，横向长度9m，门架内车辆行走通道7.5m（净宽）×4.3m（净高）。②行走系统：采纳电动主动轮机构。③模板：采纳1cm钢板制作，纵向长度12.1m。④液压系统：泵站4个，液压管64根。⑤横移提吊系统：横移提吊系统采纳全液压油缸，在台车两头共计设置4处。每处液压泵站依据运用功能设置8个液压手柄，主要分为垂直调整、水平调整、电力电缆槽模板起吊、侧沟槽模板起吊、通信信号电缆槽模板起吊、边墙槽模板起吊、边墙水平调整上、边墙水平调整下。3.4.2水沟电缆槽一体机运用优点①工作效率：1）采纳水沟电缆槽一体机施工，削减了组装模板的工作量。通过模架把大块模板和定位系统组成一个整体，代替传统小钢模、方木支撑零散拼装施工。通过机械牵引将移动模架整体移动至下一工作面，劳动强度低、速度快。2）引入水沟电缆槽一体机之前每施工一模水沟电缆槽须要耗时9小时，引入后施工耗时4.5小时。②外观质量：与传统模板相比线性、线条顺直，整体性、外观质量良好。③人员组织：传统模板施工须要8人，水沟电缆槽一体机施工须要5人。④效益分析：每循环电缆槽施作节约工时：8人×9小时-5人×4.5小时=49.5小时，工时每循环节约费用49.5小时×20元/小时=990元，节约率：（1-5人×4.5小时/8人×9小时）×100%=68.75%隧道水沟电缆槽施工效果图如图8～图10。4总结通过采纳混凝土?衽缁?械手、仰拱移动桁架、保温中心水沟移动桁架、水沟电缆槽一体机等先进的施工设备，实现了铁路长大隧道的快速掘进施工，为长大铁路隧道的机械化配套施工做出了有益的探究和实践。随着铁路客运专线的高速发展，隧道施工技术的日新月异，长大隧道施工机械化程度将得到越来越广泛的应用，尤其是在隧道初期支护、仰拱衬砌施工、水沟电缆槽以及保温中心水沟施工上采纳了一系列的新型设备和新的施工工艺，为长大隧道施工进度、质量及效益上带来更好的改善。隧道施工新型机械设备的引入及其不断的发展将对隧道的初期支护及二次衬砌和附属工程