懸臂式掘進(jìn)機施工工藝流程

一、懸臂式掘進(jìn)機施工工藝流程

1、施工工藝流程

隧道開挖施工工藝流程：上臺階開挖→上臺階初支→下臺階左側(cè)開挖（下臺階右側(cè)開挖，左右側(cè)錯開3～5m）→下臺階左側(cè)初支（下臺階右側(cè)初支）→開挖隧底→施作隧底支護(hù)→施作長久性仰拱及邊墻基礎(chǔ)施工→施作防水及二次襯砌。

2、操作要點

在開挖過程中隧道掘進(jìn)采用上下臺階法施工，上臺階、下臺階及仰拱均采用懸臂式掘進(jìn)機開挖，挖掘機輔助。上臺階掘進(jìn)開挖完成后，采用裝載機將支護(hù)臺架運至掌子面進(jìn)行后續(xù)支護(hù)（錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼拱架、噴射混凝土）作業(yè)，掘進(jìn)機則進(jìn)行下臺階部位掘進(jìn)施工或根據(jù)工序安排退至不影響后續(xù)工序位置等待下一掘進(jìn)循環(huán)。

3、施工準(zhǔn)備

（1）熟悉施工圖紙，做好技術(shù)交底及培訓(xùn)。

（2）做好現(xiàn)場勞動力的組織，準(zhǔn)備好各種設(shè)備，并保證施工機械的完好率，使其滿足施工要求。

（3）施工之前，根據(jù)圍巖地質(zhì)情況，選取合理的機械設(shè)備型號，并進(jìn)行合理的機械設(shè)備配套。在洞內(nèi)布設(shè)好所需的高壓電纜、輸水管線，同時將掘進(jìn)機與工作面齊頭，并擺放妥當(dāng)。

（4）施工供電。重型懸臂式掘進(jìn)機機器供電電壓一般為660～1140V，與一般隧道機械工作電壓有區(qū)別，但只要洞口有10kVA供電變電站，即可滿足需要。

4、超前物探配套

采用地質(zhì)超前預(yù)報技術(shù)，減少或避免施工中可能遇到的諸如塌方、涌水、涌土等地質(zhì)災(zāi)害。采取地面物探、地質(zhì)雷達(dá)、超前水平鉆等超前預(yù)報措施將前方巖層地質(zhì)探明，以保證設(shè)備及人員的作業(yè)安全。

5、工作面降水

工作面降水的目的是防止因滲水量過大，切割的巖渣成泥狀而糊住切割頭，以致降低切割效率。采用臺階法施工時，工作面基本具有自然降水的能力，只在拱腳及邊墻等局部有水滲出。降水要求為工作面無明水，盡量保持干燥，切割巖渣不能形成泥狀。

6、開挖斷面參數(shù)設(shè)計

懸臂式掘進(jìn)機為縱向切割頭（切割頭直徑為84cm），截齒數(shù)量為52個，導(dǎo)流槽為3槽，導(dǎo)流槽深度為8cm，截齒呈螺旋狀，順時針旋轉(zhuǎn)。根據(jù)切割頭特點，開挖斷面設(shè)計按分部條塊法開挖，橫向左右分部，豎向上下分條塊。分塊大?。焊叨?.8～1.2m，左右每部分8～10塊；開挖寬度7-8m；深度為每循環(huán)進(jìn)尺2.2m。當(dāng)操作不熟練時或為提高掘進(jìn)機效率，可在工作面彈線，標(biāo)示條塊分隔線。

7、隧道開挖

（1）上臺階開挖

根據(jù)隧道斷面大小、圍巖情況，結(jié)合掘進(jìn)機外形尺寸（長度17m，寬度3.8m，高度3.7m）、裝載機高度（3.8m）、濕噴機高度（3.6m）、混凝土攪拌運輸車進(jìn)料口高度（4.0m）（噴射混凝土采用濕噴工藝）及支護(hù)作業(yè)空間，確定上臺階開挖高度宜為6.4m。

隧道掘進(jìn)機切割頭長度為1.2m，故每循環(huán)進(jìn)尺宜控制在1.8～2.4m，每循環(huán)開挖需預(yù)留1.0m作為下一開挖循環(huán)切割頭安全作業(yè)空間，作業(yè)空間太小不利于上一循環(huán)拱架成品保護(hù)，開挖完成后對掌子面進(jìn)行C25混凝土初噴，厚度為4cm。

施工現(xiàn)場超欠挖控制采用5cm×3cm矩形管、?8mm鋼筋焊制靠尺，嚴(yán)格控制超欠挖。經(jīng)實際測量，超挖可控制在5～8cm范圍內(nèi)。

上臺階長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定如下：懸臂式掘進(jìn)機長度17m+自卸車、裝載機作業(yè)長度8m+支護(hù)臺架8m+上下臺階爬坡段長度8m，上臺階總長度為41m。下臺階至上臺階高度為3.5m。

（2）下臺階開挖

當(dāng)上臺階單循環(huán)開挖完成后開始支護(hù)時，掘進(jìn)機退到下臺階部位掘進(jìn)施工。

下臺階長度根據(jù)現(xiàn)場情況確定如下：懸臂式掘進(jìn)機長度17m+自卸車、裝載機作業(yè)長度8m，下臺階總長度為25m。

現(xiàn)場實際施工中采用普通棧橋時，掌子面與仰拱實際所需距離為71m，仰拱至二襯間實際所需距離為29m，故掌子面與二襯實際所需距離為100m。

（3）掘進(jìn)機切割方式

懸臂式掘進(jìn)機就位后，開始從掌子面底部水平割出一條槽，向前移動掘進(jìn)機再一次就位，就位后切割頭自上而下、左右循環(huán)切削。在切削同時鏟板部耙爪將切削下來的渣裝入第①運輸機，第①運輸機轉(zhuǎn)運至第二運輸機，第二運輸機直接運至掘進(jìn)機尾部，采用配套裝載機裝入出渣車運至洞外。從底部開挖到拱部完成后進(jìn)行修整，達(dá)到設(shè)計斷面要求。

懸臂式掘進(jìn)機的切割方式是從掃底開始切割，再按S形或Z形左右循環(huán)向下的切割路線逐級切割以上部分。

選用右旋切割頭切割硬巖，先由右向左從掃底開始切割，再從左至右、自下往上或從右往左、自上而下逐步進(jìn)行切割。如遇節(jié)理發(fā)育較高巖石，則應(yīng)選擇巖石節(jié)理方向逐步切割。

針對不同硬巖可選擇不同的截齒，截齒呈螺紋線排布，確保機器有更好的掘削能力，并具有自潔功能，可根據(jù)實際工況條件選擇較佳切割頭，提高施工效率。當(dāng)局部再有硬巖時，可以選用小直徑切割頭，切割力大，破巖能力強，以降低掘進(jìn)難度及截齒消耗量。

（4）掘進(jìn)施工后支護(hù)方案

掘進(jìn)機在掌子面掘進(jìn)完成后，支護(hù)工班按照設(shè)計支護(hù)方式進(jìn)行初期支護(hù)的施作，如此循環(huán)施工。

（5）輪廓修整及人工局部處理

由于機械設(shè)備條件尺寸限制，無法實現(xiàn)開挖輪廓線范圍10～20cm厚度輪廓修整，只能采用人工修整或其他機械設(shè)備修整。當(dāng)然，在采用分部開挖時，可實現(xiàn)局部處理的平行作業(yè)。

（6）噴霧除塵、出渣、場地清理

掘進(jìn)機工作時，采取流水線作業(yè)，一邊開挖，一邊通過機械設(shè)備配套實現(xiàn)出渣。為控制粉塵，需適當(dāng)噴霧，既達(dá)到減少粉塵的目的，又不引起巖渣泥化。

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