懸臂式掘進機配合出渣方案:出渣采用出渣棧橋+有軌運輸結合方式。具體方案為:懸臂掘進機將渣土切入出渣棧橋上,通過皮帶機裝入列車編組。縱坡小于 2% 的工作面,渣土可直接由列車編組運至洞外,再由裝載機配合自卸汽車運至棄渣場堆放;縱坡在2%~10%之間的工作面,渣土需由列車編組運至設置在主洞與輔助坑道的交匯處的轉渣平臺,再由裝載機配合自卸汽車運至棄渣場堆放。
艾家營隧洞隧洞全長2418.426米,存在軟弱圍巖的施工風險,洞身圍巖巖層破碎,節理裂隙較發育,并且部分洞身位于地下水位以下,圍巖穩定性差,易發生坍塌、掉頂、涌水。為提高施工效率,確保施工安全,項目組經過有序組織、科學研判,終選用懸臂式掘進機在艾家營隧洞進行應用。
EBZ200 懸臂式掘進引入依據
1. 該設備具有可靠性高、作業、智能化程度高、可維護性好等特點。其以可靠為目標,多種機械構件及裝置采用國際品牌產品,并聯合開發設計。
2.該設備通過旋轉截割頭帶動表面鎬形截齒轉動實現對被采掘對象的截割,該方式對圍巖的擾動小且安全可靠。
3.銀山1號隧道為大斷面隧道,隧道縱向坡度為5‰,圍巖為強風化白堊系下統洛河組砂巖,巖質較軟,巖體較完整但強度低。各隧道因素與該掘進機性能相配套,滿足使用條件。
采用鑫通懸臂式掘進機進行截割開挖段,采用三臺階法施工,根據隧道斷面尺寸及現場圍巖情況,結合掘進機的自身性能,臺階劃分經實踐確定為: 上臺階高度為3.78m,大寬度10.38m,臺階長度10~12m,掘進進尺2.0m;中臺階高度為2.45m,大寬度11.28m,為創造挖機扒砟和裝載機裝車出砟空間,臺階長度控制在30~35m,掘進進尺兩側對稱2.0m;下臺階截割高度為3.73m,為創造裝掘進機及其他機械行走空間,掘進進尺為單側4.0m。
采用掘進機截割開挖相對于鉆爆開挖,直接避免了拆遷等巨額附加經濟費用,省去了炸藥及導爆管的相關費用, 增加了掘進機的租賃和用電費用,總體而言其單位開挖費用有所增加,但仍在可控范圍內。同時,施工安全可靠,生產時間效益及經濟效益可以得到充分,安全、、快速完成施工任務, 達到了預期效果。鑫通機械懸臂式掘進機
鑫通懸臂掘進機整機結構緊湊、穩定性好,具有爬坡能力大、破巖能力強、截割斷面范圍廣等亮點。鑫通EBZ200采用小截割頭設計,破巖截齒排布,具備的截割切割力和破巖力,能夠適應各種工法的隧道施工;行走驅動力大,上坡能力強,下坡回撤時間短,在巷道中調車靈活、,施工實戰表現出色。
為提高施工功效,確保施工安全,有效控制隧道超挖,控制施工成本,中鐵鐵路引進鑫通EBZ200懸臂掘進機,這是全線首臺隧道掘進機的工程應用,為隧道機械化施工探索實踐邁出積極一步。
鑫通懸臂掘進機進行開挖施工,通過懸臂掘進機開挖施工,一是開挖,可連續化施工作業,掘進機每循環開挖時間可縮短一半。二是施工成本控制效果顯著,掘進機施工易于控制超欠挖,開挖輪廓光滑平整,節約后續噴射混凝土用量,大大降低施工成本。三是掘進機在開挖過程中對圍巖擾動小,且一次開挖成型,減少后續人工修整,同時避免爆破開挖,安全性大大提高。四是踐行綠色天隴理念,掘進機由傳統的機械燃油開挖改為電驅掘進,減少對洞內施工環境的污染,有效改善施工人員作業環境。五是在開挖過程中作業人數少,掘進機開挖每班組掌子面只需3人,大大降低了人員投入,達到機械化減人目的。
鉆爆法是隧道施工較常用的破巖方式,而由于受特殊環境限制或火工品制約時,往往隧道采用非爆機械開挖。懸臂掘進機法是一種非爆開挖方法,其切割臂可以上下、左右自由擺動,能切割任意形狀的隧道斷面,特別是對于軟弱破碎圍巖條件,采用懸臂掘進機開挖可減小對圍巖的擾動影響,能有效地控制隧道圍巖的收斂變形,以保障施工的安全。此外,懸臂掘進機集開挖、裝碴和自動行走于一身,操作靈活,便于支護,可以適應圍巖強度適中的軟巖隧道施工,是小斷面軟巖隧道的理想開挖設備。鑫通機械懸臂掘進機
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