悬臂式掘进机配合出渣方案:出渣采用出渣栈桥+有轨运输结合方式。具体方案为:悬臂掘进机将渣土切入出渣栈桥上,通过皮带机装入列车编组。纵坡小于 2% 的工作面,渣土可直接由列车编组运至洞外,再由装载机配合自卸汽车运至弃渣场堆放;纵坡在2%~10%之间的工作面,渣土需由列车编组运至设置在主洞与辅助坑道的交汇处的转渣平台,再由装载机配合自卸汽车运至弃渣场堆放。
在滇中引水工程艾家营隧洞,一辆崭新的隧洞掘进机械设备 作为使用“悬臂式掘进机”准备进行隧洞施工作业,
艾家营隧洞隧洞全长2418.426米,存在软弱围岩的施工风险,洞身围岩岩层破碎,节理裂隙较发育,并且部分洞身位于地下水位以下,围岩稳定性差,易发生坍塌、掉顶、涌水。为提高施工效率,确保施工安全,项目组经过有序组织、科学研判,终选用悬臂式掘进机在艾家营隧洞进行应用。
采用鑫通悬臂式掘进机进行截割开挖段,采用三台阶法施工,根据隧道断面尺寸及现场围岩情况,结合掘进机的自身性能,台阶划分经实践确定为: 上台阶高度为3.78m,大宽度10.38m,台阶长度10~12m,掘进进尺2.0m;中台阶高度为2.45m,大宽度11.28m,为创造挖机扒砟和装载机装车出砟空间,台阶长度控制在30~35m,掘进进尺两侧对称2.0m;下台阶截割高度为3.73m,为创造装掘进机及其他机械行走空间,掘进进尺为单侧4.0m。
悬臂式掘进机工艺流程: 施工准备,上循环喷射混凝土施作完毕后,挖掘机对上中下台阶进行整平处理,并在中台阶至上台阶间修路,路宽5m 左右,创造出掘进机行走及截割施作空间。同时,接通电源及冷却水管,启动机器,对掘进机进行截割前安全故障排查,确认可进行正常截割工作后,在两位协助人员配合下由操作手将其开至上台阶。
悬臂掘进机上台阶法:掘进机到达上台阶后掘进机开始截割工作,同时挖掘机挖掉中台阶与上台阶间的临时道路。整个上台阶掌子面分左右两部分进行截割,掘进机靠左侧,截割头放置于台阶面高度处,对上台阶掌子面左侧底部进行钻进截割,截割深度约为一个截割头长度(90cm),然后由下至上、由内向外截割,直至开挖轮廓线以内20~30cm。照此方法使其进尺达到2.0m,后由专人利用测量定位后的接电激光装置,尺量指挥,截割至开挖轮廓线。
鑫通悬臂掘进机切割高度和切割宽度均在7m以上,可实现中等断面隧道一次开挖成型,大断面隧道分两层开挖成型,适用于地铁、公路、铁路等中、大断面隧道工程。该机专注硬岩切割可靠性设计,具有可靠性高、破岩能力强的特点,其工作机构一机多配,可适应不同地层施工,同时该机还配备了智能卷缆、声光报警、软启动、遥控等功能。
云南某隧道中引进鑫通机械悬臂掘进机施工,通过在适应性、设计参数等方面的深入研究,并与钻爆法在投资、施工进度、安全质量等方面进行对比分析,证明悬臂掘进机在云南地区具有较好的适应性,具备较高的推广应用价值。整体表现为:悬臂掘进机适用于围岩强度适中、围岩破碎、节理裂隙发育以及地下水不发育的隧道;悬臂掘进机对围岩扰动小,初期支护可取消系统锚杆,并可以加大钢架间距;悬臂掘进机在隧道施工中进度优势明显,特别对于Ⅳ级围岩,进度较钻爆法提高了近67%;悬臂掘进机早期资金投入较钻爆法高,且各级围岩条件下悬臂掘进机开挖单价为钻爆法的4~5倍。
悬臂掘进机由于其工作特性,掘进过程中持续产生粉尘,且受掘进机设备限制无法进行湿喷作业,洞内作业环境较差,将地影响作业人员的职业健康和工作效率,如何有效地通风降尘成为关键。为保障作业环境,某隧道悬臂掘进机施工中配套采用了湿式除尘风机以及湿式除尘器,采取一系列通风降尘措施,确保安全施工。