隧道工程及隧道機(jī)械

1、隧道工程及隧道機(jī)械 一、刖言按照中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃，到2020年，中國鐵路營業(yè)里程將達(dá)到12萬公里以上，其中客 運(yùn)專線總規(guī)模達(dá)到1.6萬公里以上。將要修建約5000公里的鐵路隧道，在特長隧道、穿江 過河隧道、城市隧道建設(shè)中，將有可能采用隧道掘進(jìn)機(jī)法施工，但傳統(tǒng)的鉆爆法施工技術(shù)仍 將作為一項(xiàng)基本的隧道施工技術(shù)在大多數(shù)的隧道施工中應(yīng)用。我國鐵路隧道現(xiàn)狀與發(fā)展截至2009年年底，我國建成的鐵路隧道總長度已經(jīng)超過7000公里，在建鐵路隧道總長度已 超過5000公里，即將開工和規(guī)劃建設(shè)的隧道總長度超過5000公里，預(yù)計(jì)到2012年，我國 建成通車的鐵路隧道總數(shù)量將突破1萬座，總長度將突破12000公里。我

2、國鐵路隧道建設(shè)的 總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界其他國家。但是我國鐵路軟巖隧道施工的快速修建設(shè)備配套技術(shù)水 平、施工裝備及國產(chǎn)化仍處于隧道施工機(jī)械化初期，整體技術(shù)仍較落后。主要表現(xiàn)在： 主要表現(xiàn)以鉆爆法為基礎(chǔ)的機(jī)械化快速施工技術(shù)體系尚未完成，在機(jī)械化作業(yè)線設(shè)備配套技術(shù)、 環(huán)境控制、施工安全與風(fēng)險控制、巖溶高壓水、大變形治理等方面，許多設(shè)備配套關(guān)鍵技術(shù) 難題尚未取得突破，施工進(jìn)度差別很大，事故隱患較多，工后環(huán)境影響較大。主要表現(xiàn)以鉆爆法為基礎(chǔ)的機(jī)械化設(shè)備配套在硬巖或圍巖穩(wěn)定性較好的條件下才能實(shí)現(xiàn)快速施 工，而且作業(yè)線的主要設(shè)備大多從國外引進(jìn)，自主開發(fā)的品種少、質(zhì)量較差、故障較多，主 要技術(shù)性能參數(shù)與鐵路隧

3、道現(xiàn)有施工條件不匹配。設(shè)備國產(chǎn)化程度低，因而影響作業(yè)效率，難以形成先進(jìn)的機(jī)械化作業(yè)線。特別是開挖出 砟、噴錨、支護(hù)、二次混凝土襯砌等工序，設(shè)備國產(chǎn)化程度低，制約了全行業(yè)整體技術(shù)的全 面發(fā)展和進(jìn)步。目前隧道施工現(xiàn)狀對于軟巖和土質(zhì)隧道，大多數(shù)仍采用人工作業(yè)，工序循環(huán)時間長，圍巖擾動大，安全風(fēng) 險高，支護(hù)困難，進(jìn)度緩慢，造成軟巖隧道既不能快速施工，也不能形成機(jī)械化作業(yè)。 國外隧道施工現(xiàn)狀通過對瑞典和丹麥等國家隧道施工現(xiàn)場進(jìn)行考察，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，國外隧道施工從開挖、支 護(hù)、鉆注漿、錨桿、噴混凝土、出砟等各工序都配置了配套的全機(jī)械化作業(yè)生產(chǎn)線，機(jī)械化 程度較高，且配套完整。隧道施工作業(yè)人員每班僅7人10

4、人。隧道施工機(jī)械化面臨的課題重點(diǎn)解決開挖與噴錨支護(hù)、裝砟與運(yùn)輸、防水板鋪設(shè)機(jī)械化施工作業(yè)線，控制圍巖變形，完 善我國軟硬巖隧道全斷面和臺階法施工的全工序作業(yè)線的機(jī)械化，盡快建立起合理的設(shè)備配 套、協(xié)調(diào)運(yùn)轉(zhuǎn)機(jī)制，形成一套完整的具有理論指導(dǎo)、設(shè)備配套齊全且具有廣泛適應(yīng)性以及工 法完善的機(jī)械化體系，以解決我國鐵路修建技術(shù)方面的設(shè)備配套及國產(chǎn)化問題。核算機(jī)械化施工各項(xiàng)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)，對評價投資規(guī)模，促進(jìn)施工進(jìn)度，縮短工期，保證施工質(zhì)量 和安全，提升隧道施工裝備實(shí)力與國產(chǎn)化水平，進(jìn)而形成我國鐵路機(jī)械化配套施工技術(shù)體系 具有重要意義。機(jī)械化配套實(shí)例三都隧道為貴廣鐵路重點(diǎn)工程，全長14.6公里，隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，

5、共穿越13條大的斷層 破碎帶。III級圍巖1665米占段內(nèi)總長65%。貴廣鐵路三都隧道出口已配置三臂鑿巖臺車2臺、挖掘機(jī)2臺、裝載機(jī)4臺、自卸汽車6 輛、仰拱移動棧橋1座、噴射機(jī)械手1臺、多功能超前地質(zhì)預(yù)報鉆機(jī)1套、可移動整體仰拱 模板1套等，基本形成了隧道施工全斷面機(jī)械化配套作業(yè)流水線。隧道工程介紹一、隧道分類：根據(jù)建造的地區(qū)、環(huán)境來分：可分為山嶺隧道、城市隧道和水底隧道；根據(jù)交通性質(zhì)和用途來分：可分為鐵路、公路的交通隧道，上下水、河流的水工隧道； 根據(jù)使用的用途來分：可分為地鐵隧道、電力、通訊、煤氣、供暖的城市設(shè)施隧道； 根據(jù)隧道的形狀來分：可分為單洞雙線隧道、雙洞單線隧道和眼鏡隧道。隧道

6、分類隧道按圍巖軟硬程度分：軟土隧道和山嶺硬巖隧道軟土隧道開挖方法：通常用礦山法和盾構(gòu)法施工山嶺硬巖隧道開挖方法：可分為鉆爆法，自由斷面開挖法和全斷面掘進(jìn)法（TBM法）。洞口型式2、隧道斷面隧道凈空面積影響因素：隧道建筑限界線間距應(yīng)預(yù)留的空間：安全空間、救援通道、工程技術(shù)作業(yè)空間、內(nèi)部配件空 間等考慮空氣動力學(xué)影響所需的空間我國客運(yùn)專線隧道內(nèi)凈空面積350km速度目標(biāo)值斷面隧道施工開挖方法的選擇隧道施工開挖方法的選擇：主要依據(jù)斷面形狀、隧道長度、大小、地質(zhì)條件、工期長短、周 圍環(huán)境等因素綜合考慮確定，施工方法有鉆爆法和全斷面掘進(jìn)機(jī)法。鉆爆法一般常用的開挖方法有：全斷面法、臺階法、側(cè)壁導(dǎo)坑先掘進(jìn)法

7、、中隔壁法等。隧道施工方法-新奧法新奧地利隧道修建方法（簡稱新奧法）遵循這樣一個原理,即主動地使隧道圍巖（巖土體） 成為環(huán)狀承載“結(jié)構(gòu)”的一部分。-新奧法是應(yīng)用巖體力學(xué)理論，以維護(hù)和利用圍巖的自承能力為基點(diǎn)，采用錨桿和噴射混凝土為主要支護(hù)手段，及時地進(jìn)行支護(hù)，控制圍巖的變形和松弛，使圍巖成為支護(hù)體 系的組成部分，并通過對圍巖和支護(hù)的量測、監(jiān)控來指導(dǎo)隧道和地下工程設(shè)計(jì)施工的方法 和原則。鐵路隧道設(shè)計(jì)理念二、圍巖分級及隧道開挖方法1、圍巖的基本概念圍巖：隧道工程影響范圍內(nèi)的巖土體。2、圍巖分級：為了設(shè)計(jì)和施工的方便，將復(fù)雜的地層按工程性質(zhì)，分為六級。圍巖的分級只要是按統(tǒng)計(jì)規(guī)律劃分：重點(diǎn)是各種圍巖的

8、坍塌高度。按三車道隧道計(jì)，各種圍 巖的塌方高度和單位荷載重量為：級：約 0.9m；約 25kN級：約 1.8m；約 47kNIII級：約 3.5m；約 88kNW級：約 7.2m；約 173kNV級：約 15.0m；約 345kNW級：約 31.0m；約 682kN各級圍巖塌方高度示意圖鐵路圍巖基本分級鉆爆法鉆爆法最早應(yīng)用于采礦坑道，又稱礦山法。但礦山法又多采用鉆孔爆破進(jìn)行開挖，故稱作鉆 爆法。巖石破碎方法一是使用炸藥的爆破方法，另一種是使用機(jī)械的切削掘進(jìn)的方法。選擇爆破的 方法還是選擇機(jī)械開挖的方法，應(yīng)該根據(jù)地質(zhì)條件而決定。隧道開挖方法隧道開挖方法主要有全斷面法、臺階法（以及由臺階法派生的環(huán)

9、形開挖預(yù)留核心土法、弧形 導(dǎo)坑左右臺階錯開開挖支護(hù)法）、中隔壁法（CD法）、交叉中隔壁法（CRD法）、雙側(cè)壁 導(dǎo)坑法（眼鏡工法）；還有意大利研究使用的巖土控制變形法，以及TBM、盾構(gòu)、銑挖法等 非鉆爆法等施工方法。要根據(jù)地質(zhì)條件、斷面大小、結(jié)構(gòu)形式、機(jī)械配備等因素合理選擇開挖方法。主要介紹以下幾種方法：隧道開挖方法（1）全斷面法全斷面開挖法是按設(shè)計(jì)斷面將隧道一次開挖成型，再施做初支和二次襯砌的隧道開挖方法， 一般適用在地質(zhì)條件較好的III級圍巖，也可用在單線鐵路隧道m(xù)級圍巖地段。全斷面法可采用大型機(jī)械作業(yè)，施工進(jìn)度快，一般在150180m/月。全斷面法全斷面法施工順序：按照設(shè)計(jì)斷面形狀一次開挖

10、成形-初期支護(hù)（錨桿、噴射混凝土）-澆筑混 凝土襯砌。（1）全斷面法全斷面法使用的施工機(jī)械多臂式鑿巖臺車；帶有伸縮臂吊籃的多臂式鑿巖臺車；裝渣用短臂式液壓挖掘機(jī)、輪式裝載 機(jī)、挖裝機(jī)等，隧道用自卸卡車、集裝箱式自卸卡車、有軌電瓶車或內(nèi)燃機(jī)車、自行延伸式 皮帶輸送機(jī)等；噴射混凝土機(jī)械手；錨桿鉆機(jī)；襯砌用混凝土攪拌聯(lián)合設(shè)備、混凝土輸送車、 混凝土輸送泵和襯砌鋼模臺車。機(jī)械開挖的全斷面法采用機(jī)械開挖的全斷面法的施工機(jī)械有液壓反鏟掘進(jìn)機(jī)、動臂式旋轉(zhuǎn)刀隧道掘進(jìn)機(jī)和全斷面 隧道掘進(jìn)機(jī)（TBM）隧道開挖方法（1）全斷面法（2）臺階法臺階開挖法是將隧道設(shè)計(jì)斷面分兩次或三次開挖，臺階間控制一定距離，采用同時并進(jìn)

11、的隧 道開挖施工方法，一般用在m級圍巖，也可用在單線鐵路隧道w級圍巖地段。根據(jù)臺階長度不同，分為長臺階（大于50 m或大于5B,B為斷面寬度）、短臺階（550 m或12B）、 微臺階（35 m或小于1B）及多段臺階4種形式。隧道開挖方法（2）臺階法上下臺階工法2、上下臺階工法CD工法CRD工法4、雙側(cè)壁導(dǎo)坑工法“眼鏡”工法環(huán)形開挖預(yù)留核心土法二、隧道開挖一般施工程序1、開挖2、支護(hù)3、防水4、襯砌5、洞門6、附屬工程（一）隧道開挖作業(yè)工序流程1、開挖、開挖設(shè)備：空壓機(jī)、鉆孔臺架、風(fēng)鉆等、鉆孔：掏槽眼、周邊眼、進(jìn)度眼等、爆破：硝銨炸藥，段發(fā)雷管，導(dǎo)爆索、光面爆破的效果：殘眼率應(yīng)在80%以上、出渣

12、：裝渣機(jī)配合自卸汽車隧道開挖主要考慮液壓鑿巖臺車（土質(zhì)隧道或不適宜爆破隧道配置挖掘機(jī)、銑挖機(jī)）、風(fēng)動鑿巖機(jī)、 空壓機(jī)組設(shè)備的選型配套。鉆孔設(shè)備多采用風(fēng)動式鑿巖機(jī)或液壓鑿巖臺車。多功能臺架風(fēng)動式鑿巖機(jī)配合多功能臺架是目前最為常見的鉆進(jìn)組合，其特點(diǎn)在于成本低、操作靈活， 多功能臺架除提供鉆孔平臺外，還可用于裝藥、找頂排危、安設(shè)鋼架、鋼筋網(wǎng)、鉆設(shè)錨桿、 噴射混凝土等作業(yè)，同時其可滿足多人作業(yè)達(dá)到了快速施工的效果，從而向鑿巖臺車提出了 挑戰(zhàn)。隧道開挖空壓機(jī)有固定式和移動式兩種，固定式需在洞外建站，利用高壓風(fēng)管供風(fēng)，電能損耗大，移 動式則可以隨工作面移動，減少了高壓送風(fēng)管。液壓鑿巖臺車多從國外引進(jìn)。其鉆

13、孔能力強(qiáng)，在復(fù)雜地質(zhì)、工期緊、難度大的隧道中優(yōu)勢明 顯，終因使用成本高而沒有得到廣泛使用。日本古河臺車T3RW-210-177YRocket Boomer 353E型全液壓三臂鑿巖臺車主要設(shè)備的配備開挖設(shè)備：TBM、開挖臺車、風(fēng)鉆噴射設(shè)備：噴射機(jī)、機(jī)械手動力系統(tǒng)：電力、高壓風(fēng)運(yùn)輸系統(tǒng)：裝渣機(jī)、挖掘機(jī)、自卸汽車通風(fēng)系統(tǒng)：大容量軸流通風(fēng)機(jī)防排水系統(tǒng)：抽水機(jī)、防水板熱合機(jī)二次襯砌系統(tǒng)：鋼筋加工系統(tǒng)、混凝土拌合樓、混凝土輸送車、混凝土輸送泵、襯砌臺車2、支護(hù)、超前支護(hù)、超前錨桿、超前注漿小導(dǎo)管、大管棚、支護(hù)的組合、噴射混凝土、噴射混凝土+鋼筋網(wǎng)、噴射混凝土+鋼筋網(wǎng)+鋼架支護(hù)作業(yè)線主要考慮管棚/錨桿鉆機(jī)

14、、混凝土噴射機(jī)、噴射機(jī)械手、鋼架制作架設(shè)設(shè)備、自動計(jì)量混凝 土攪拌站、混凝土運(yùn)輸車等設(shè)備的選型配套。管棚鉆機(jī)在國內(nèi)施工使用較少，一般情況下采用潛孔鉆機(jī)施作管棚孔。鋼架彎曲機(jī)為非標(biāo)產(chǎn) 品，一般由施工單位自行加工或委托廠家生產(chǎn)；鋼架架設(shè)機(jī)鮮有使用，現(xiàn)場鋼架架設(shè)多利用 自行加工的作業(yè)臺架，由人工就位架立。支護(hù)作業(yè)線混凝土濕噴機(jī)強(qiáng)制性要求配置，以提高噴射混凝土品質(zhì)、改善作業(yè)環(huán)境，但在滲水嚴(yán)重隧道 還必須配置干噴機(jī)?；炷羾娚錂C(jī)械手多為進(jìn)口，因使用成本高未普遍使用。制備噴射混凝土均要求采用具備自動計(jì)量功能的混凝土拌和站，一般與襯砌混凝土拌和站共 用。混凝土運(yùn)輸車有輪式、軌行式兩種，結(jié)合施工方案配置。噴射

15、混凝土1、噴射混凝土分為：干噴：干料拌合后進(jìn)入噴射機(jī)，在噴頭處加水；潮噴：潮濕的砂石料加水泥拌合，進(jìn)入噴射機(jī)，在噴頭處加水；濕噴：拌合成混凝土，直接噴向巖面。2、配比：碎石：粒徑15mm以下、粗砂、普通水泥。3、技術(shù)要求：自下而上，基本垂直巖面、每層46cm、風(fēng)壓0.10.15MPa、水壓較風(fēng)壓大0.050.1MPa。鋼架、縱向聯(lián)結(jié)鋼筋初期支護(hù)初期支護(hù)由錨桿、鋼筋網(wǎng)、鋼架和噴射混凝土組成。錨桿：分楔形錨桿、注漿錨桿等。鋼筋網(wǎng)：一般采用68mm圓鋼，焊接而成。鋼架：分型鋼鋼架和鋼格柵兩種。噴射混凝土由：小碎石、中粗砂、水泥和外加劑組成。噴射工藝分為“半濕噴和濕噴兩種。裝渣運(yùn)輸作業(yè)線主要考慮裝載機(jī)

16、、挖掘機(jī)、立爪扒裝機(jī)、挖裝機(jī)、自卸汽車、電瓶機(jī)車、梭式礦車等設(shè)備的 選型配套。目前常用的裝砟機(jī)械有立爪扒裝機(jī)、裝載機(jī)、挖掘機(jī)。無軌運(yùn)輸因有著社會資源豐富、機(jī)動靈活、棄砟不需二次倒運(yùn)的優(yōu)勢而被普遍采用，但其對 隧道內(nèi)污染嚴(yán)重。一般配置載重15t以上自卸汽車，斗容量3m3左右的側(cè)卸式輪式裝載機(jī)， 配置數(shù)量與隧道斷面、隧道長度及路況有關(guān)。裝渣運(yùn)輸作業(yè)線有軌運(yùn)輸適合于長大隧道和小斷面隧道，但其機(jī)動性差，一次投入大、常需二次倒運(yùn)；裝砟 采用立爪扒砟機(jī)或挖裝機(jī)，出砟選用16 m3以上的梭式礦車、采用18t以上電瓶車牽引，采 用46kg/m鋼軌。隧道均配置挖掘機(jī)作為爆破后排危、出砟后清理掌子面的設(shè)備，以此減

17、少輔助作業(yè)占用時間。3、防水、圍巖注漿防水、防水板、二次襯砌中的變形縫防水、二次襯砌中的施工縫防水工程防水的總體要求防水板鋪設(shè)、襯砌作業(yè)線主要考慮自動計(jì)量混凝土攪拌站、混凝土運(yùn)輸車、混凝土輸送泵、鋼模板臺車、仰拱棧橋等 設(shè)備的選型配套。防水板鋪設(shè)一般使用與斷面相匹配的自制作業(yè)臺架，可采用輪式或軌行式；襯砌臺車普遍采 用拱墻整體式鋼模板臺車，根據(jù)隧道規(guī)模在9m、10.5m、12m三者間選擇，混凝土攪拌站 必須采用自動計(jì)量系統(tǒng)，混凝土輸送泵可根據(jù)電力供應(yīng)情況選擇電動或內(nèi)燃型，混凝土運(yùn)輸 車根據(jù)施工方案選用輪式或軌行式；仰拱棧橋型號根據(jù)工程規(guī)模選擇。防水板防水是一項(xiàng)綜合性工程，地下水不發(fā)育的隧道，一

18、般采用12mmPDCA、EVA等防水卷 材。二襯的施工縫、變形縫處多采用止水條（帶）。地下水發(fā)育的隧道，增加圍巖注漿的措 施。附設(shè)防水板結(jié)構(gòu)防水地下工程的防水，是綜合性問題，必須在各個環(huán)節(jié)上加強(qiáng)措施，主要有：1、圍巖地密實(shí)度及防滲性能的提高；2、混凝土噴層的密實(shí)度；3、防水板的完整性能；4、二次襯砌的密實(shí)度及施工縫的防水處理；5、不同階段有不同的施工管理重點(diǎn)。一般防排水橫斷面1、一般防排水系統(tǒng)4、襯砌、仰拱、隧道鋪底、矮邊墻、鋼筋綁扎、襯砌臺車的就位及灌注混凝土、混凝土養(yǎng)生一次性襯砌一次性襯砌是傳統(tǒng)性設(shè)計(jì)，無初期支護(hù)，開挖后立即灌混凝土。施工時常采用“先拱 后墻”方法。這種設(shè)計(jì)的缺陷是結(jié)構(gòu)防水

19、性能較差，結(jié)構(gòu)的整體性不好，邊墻與拱腳接觸處，是最 薄弱的位置；同時在開挖過程中，經(jīng)常有坍塌事故發(fā)生。這種設(shè)計(jì)已逐漸被淘汰。復(fù)合型襯砌復(fù)合型襯砌由初期支護(hù)+防水板+二次襯砌組成。二次襯砌的時機(jī)為了充分利用初期支護(hù)的承載作用，二次襯砌必須在完成總變形量的8090%或變形速率0.10.2mm/d （周邊位移）0.070.15mm/d （拱頂下沉），方可進(jìn)行二次襯砌。矮邊墻仰拱通風(fēng)輔助作業(yè)線通風(fēng)設(shè)備選型取決于隧道長度、隧道斷面、運(yùn)輸方式、有無瓦斯等有害氣體及隧道有無平行 導(dǎo)坑等因素。在距主工作面100m左右應(yīng)設(shè)局扇以加速氣流循環(huán)，設(shè)平導(dǎo)采用巷道式通風(fēng)的 隧道，在聯(lián)絡(luò)道間設(shè)射流風(fēng)機(jī)，防止污風(fēng)回流；在開

20、挖面需安放捕塵器，防止粉塵擴(kuò)散。5、洞門、洞口的排水系統(tǒng)、洞門：削竹式、端墻式、遮陽式、洞口的景觀及環(huán)境保護(hù)6、附屬工程、行人、行車橫通道、緊急停車帶、水溝、電纜溝一、鐵路隧道鉆爆法施工作業(yè)要點(diǎn)超前地質(zhì)預(yù)報目的由于不能完全準(zhǔn)確地探明隧道所穿越的地層及洞身周邊的地質(zhì)情況，特別是存在的對隧道施 工安全有很大威脅的巖溶、斷層、富水裂隙、暗河等也不能準(zhǔn)確判釋和提示，因此施工中進(jìn) 行超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報是確保施工安全必不可少的手段。超前地質(zhì)預(yù)報-預(yù)報方法主要有地質(zhì)分析法、鉆探法、物探法和超前導(dǎo)坑法地質(zhì)分析法：包括地質(zhì)素描、地層分界線及構(gòu)造線、地下和地表相關(guān)性分析、地質(zhì)作 圖等。鉆探法：包括深孔水平鉆探、58

21、m加深炮孔探測及孔內(nèi)攝影。物探法：包括地震波反射法、聲波反射法、電磁波反射法、紅外探測法等。超前導(dǎo)坑法：包括平行超前導(dǎo)坑法、正洞超前導(dǎo)坑法。超前地質(zhì)預(yù)報按預(yù)報長度可分為長距離預(yù)報（大于200m）、中長距離預(yù)報（30200m）和 短距離預(yù)報（小于30m）。超前地質(zhì)預(yù)報超前支護(hù)超前支護(hù)是針對軟弱不良地層而采取的輔助工法。施工前需根據(jù)圍巖條件、施工方法、進(jìn)度要求、機(jī)械配套及工程所處環(huán)境等情況，選擇簡單 方法或同時采用幾種綜合輔助施工方法來加固地層，確保不塌方、少沉陷。通常輔助施工方法有：地表加固地層、洞內(nèi)加固地層（或工作面）洞內(nèi)防排水、凍結(jié)法等。超前支護(hù)-注漿加固設(shè)備配備和使用，鉆孔布設(shè)，鉆機(jī)定位，

22、注漿效果檢查。超前支護(hù)初期支護(hù)按照新奧法原理，初期支護(hù)是為了及時封閉開挖后的圍巖，控制圍巖的變形和松弛，充分發(fā) 揮圍巖自身的支護(hù)作用，并和二次襯砌共同形成結(jié)構(gòu)承擔(dān)荷載。初期支護(hù)一般由噴射混凝土、錨桿、鋼筋網(wǎng)、格柵（型鋼）鋼架等組成。4.初期支護(hù)1初期支護(hù)2仰拱及二次襯砌二次襯砌、仰拱和初期支護(hù)共同形成隧道的主體結(jié)構(gòu)，承受荷載。仰拱要超前二次襯砌一定距離并全幅施作;二次襯砌施作時機(jī)要根據(jù)不同圍巖情況和監(jiān)控量 測結(jié)果確定。仰拱及二次襯砌（1）仰拱鉆爆法主要施工設(shè)備1超前地質(zhì)鉆機(jī)-深孔水平鉆探2管棚鉆機(jī)3鑿巖臺車（鑿巖機(jī)）4裝碴機(jī)械（裝載機(jī)、挖裝機(jī)，立爪式裝載機(jī)）5出碴機(jī)械（自卸汽車、礦車、皮帶輸送

23、機(jī)）鉆爆法主要施工設(shè)備6噴錨支護(hù)機(jī)械（錨桿鉆機(jī)、濕噴機(jī)械手）7模板臺車鑿巖機(jī)2.裝載機(jī)翻斗車實(shí)例針對三都隧道，中鐵隧道集團(tuán)加強(qiáng)了超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方面的工作。項(xiàng)目部采用TSP全程 貫通探測，異常地段采用地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水、進(jìn)口多功能C6地質(zhì)水平鉆機(jī)超前鉆孔探測、 地質(zhì)素描等手段對隧道施工前方的地質(zhì)、水文情況進(jìn)行綜合分析，同時在每個開挖循環(huán)鉆3 個8個超前炮孔近距離了解掌子面前方地質(zhì)情況。項(xiàng)目部根據(jù)量測速率的變化分級進(jìn)行管理，利用專用網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)實(shí)施動態(tài)監(jiān)控，根 據(jù)量測數(shù)據(jù)反饋指導(dǎo)現(xiàn)場施工，保證施工安全。開工以來，項(xiàng)目部已多次成功預(yù)報出隧道前方的溶洞和不良地質(zhì)，避免了數(shù)次涌水和突泥的 發(fā)生實(shí)

24、例開挖方面，項(xiàng)目部為三都隧道出口配備了 2臺三臂鑿巖臺車，2009年4月底開始使用，開 挖月進(jìn)度最高達(dá)到198.6米的單口掘進(jìn)速度，目前已開挖近400米。每臺臺車配備6名操作 人員，分兩個作業(yè)班組進(jìn)行施工。鑿巖臺車在實(shí)際使用中提高了施工工效，單孔5米深的炮孔成孔時間為1.5分鐘2分鐘， 全斷面開挖單循環(huán)時間控制在3小時4小時，加快了掘進(jìn)的速度。項(xiàng)目部采用全斷面光面爆破，現(xiàn)場實(shí)際統(tǒng)計(jì)平均線性超挖均能控制在10厘米以內(nèi)。同時鑿 巖臺車兼顧施鉆系統(tǒng)錨桿眼孔的任務(wù)，提高了初期支護(hù)的施工效率和質(zhì)量。出渣出渣方面，根據(jù)隧道斷面大小，項(xiàng)目部在三都隧道出口配備了 PC220挖掘機(jī)1臺，用于找 頂扒渣工序施工，

25、配備2臺WA380裝載機(jī)及6臺VOLVO自卸汽車。通風(fēng)找頂完成后，由2 臺裝載機(jī)同時向1臺汽車進(jìn)行裝渣運(yùn)輸作業(yè)。隧道開挖機(jī)械一、隧道開挖作業(yè)工序流程二、鉆孔機(jī)械鑿巖機(jī) 隧道施工中爆破炮眼的鉆孔，錨桿孔的成形，圍巖的破碎多使用鑿巖機(jī)，破碎機(jī)和 鑿巖臺車。鑿巖機(jī)分類按驅(qū)動方式分：液壓驅(qū)動和壓縮空氣驅(qū)動。按動作機(jī)能分：沖擊式、回轉(zhuǎn)式和沖擊回轉(zhuǎn)式。鑿巖機(jī)的種類有：氣腿式鑿巖機(jī)、手持式鑿巖機(jī)和導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)等。驅(qū)動方式對比液壓、空氣兩種驅(qū)動方式比較：液壓驅(qū)動方式的優(yōu)點(diǎn)是，作業(yè)效率高，大約是空壓式的2倍，作業(yè)時無油煙，振動低，噪聲 小?？諌菏揭话愣酁槿斯げ僮鞯闹Ъ埽ㄍ龋┦借弾r機(jī)，作業(yè)效率低，振動、噪聲大，作

26、業(yè)時粉塵多， 但維修保養(yǎng)簡單。鑿巖機(jī)的選擇鑿巖機(jī)的選擇應(yīng)根據(jù)價格、維修費(fèi)用、使用性能、施工條件以及地質(zhì)條件等綜合因素決定。 液壓式鑿巖機(jī)優(yōu)點(diǎn)：液壓式鑿巖機(jī)的輸出功率、工作效率均比空壓式鑿巖機(jī)高。液壓式鑿巖機(jī)的性能、動力費(fèi)用也顯得優(yōu)越。液壓式鑿巖機(jī)作業(yè)時噪聲小，振動低，無排油等現(xiàn)象，施工現(xiàn)場環(huán)境不受污染。缺點(diǎn)：液壓式鑿巖機(jī)造價高，維修操作需要專業(yè)人員。鑿巖機(jī)工作原理鑿巖機(jī)一般具有4種機(jī)能，即沖（打）擊、回轉(zhuǎn)、推力和沖洗。鑿巖機(jī)鉆孔或破碎巖石時，首先以推力壓在巖體上，隨之活塞打擊鉆桿，通過連接在鉆桿上 的鉆頭，將打擊能量傳遞給巖石，使之破碎。鉆桿鉆頭的回轉(zhuǎn)由液壓或氣壓）馬達(dá)驅(qū)動齒輪實(shí)現(xiàn)，有的采用來

27、復(fù)線及棘輪機(jī)構(gòu)，在活塞 作往復(fù)運(yùn)動的同時，實(shí)現(xiàn)回轉(zhuǎn)。鉆孔破碎的巖石碎片、粉塵，通過中空鉆桿的中心孔向內(nèi)注入水或壓縮空氣。鑿巖機(jī)的鉆桿、鉆頭鑿巖機(jī)所產(chǎn)生的打擊和回轉(zhuǎn)力矩經(jīng)鉆桿、鉆頭傳遞給巖石。鉆頭是直接破碎巖石的主要部件。鉆頭上的刀頭有焊接在鉆頭上和壓入鉆頭上2種形式。刀頭的材質(zhì)為超硬質(zhì)合金材料。鉆頭的刀頭形狀有一字形、十字形、三角形、多角形和球形。 鉆桿鉆桿是鑿巖機(jī)中承受惡劣工作條件最嚴(yán)重的部件。鉆桿的材質(zhì)為特殊鋼，經(jīng)調(diào)質(zhì)、高頻淬火、滲碳等熱處理。常用材料有碳素鋼、高碳素鋼和 碳素工具鋼等。鉆桿設(shè)為中空式是為了噴射水或高壓空氣用。鉆桿外形多為六角形，也有的是圓形。鉆桿與鉆頭的連接多為螺紋或錐形

28、連接。Cop1238鑿巖機(jī)工作原理Cop1238系列液壓鑿巖機(jī)沖擊機(jī)構(gòu)基本工作原理相同，均為外閥式結(jié)構(gòu)，采用前、后腔交替 回油、用換向閥控制活塞的運(yùn)動。高壓油經(jīng)高壓進(jìn)油路1到后腔通道3，進(jìn)入沖擊缸體后腔，推動活塞a向前做等加速運(yùn)動；1、高壓進(jìn)油路,2、前腔通道,3、后腔通道,4、前推閥通道，5、后推閥通道,6、回油通道,7、換向閥排油通道,8、閥定位通道有效的緩沖機(jī)構(gòu)鉆頭在鉆鑿巖石時，巖石對鉆頭的反沖擊力極大，液壓吸振機(jī)構(gòu)可有效地緩和來自鉆桿的 沖擊波。反彈力經(jīng)釬尾1的花鍵端面?zhèn)鹘o軸套2,再經(jīng)軸套2傳給緩沖活塞3,緩沖活塞的錐面與缸 體間充滿液壓油，形成液墊。1.鑿巖臺車在移動式臺車上裝設(shè)數(shù)臺

29、液壓式鑿巖機(jī)和數(shù)臺伸縮臂式吊籃，便形成了鑿巖臺車。鑿巖臺車作業(yè)效率高，機(jī)動性強(qiáng)，節(jié)省能源，可實(shí)現(xiàn)任意方向的鉆孔。特別是近幾年在鑿巖 合車上裝設(shè)了電腦，當(dāng)鉆孔位置確定后，可實(shí)現(xiàn)全自動控制鉆孔。作業(yè)效率高，施工精度高。 鑿巖臺車鑿巖臺車有下列優(yōu)點(diǎn)鑿巖臺車是目前隧道全斷面開挖的主要機(jī)具之一，它具有下列優(yōu)點(diǎn)：節(jié)省勞力，勞動強(qiáng)度低，操作者不直接承受鑿巖機(jī)的振動；鉆孔速度高，由于采用液壓或壓縮空氣推進(jìn)而且推進(jìn)方向和鉆機(jī)方向一致，鉆孔平均速度達(dá)2030cm/min，最高可達(dá)60cm / min；可利用長鉆桿(最長鉆桿達(dá)7180mm)，減少換鉆桿時間，還可鉆鑿較大較深的炮孔；定向性好，可提高作業(yè)效率；機(jī)動性好；(6)液壓鉆臂可進(jìn)一步發(fā)展自動化控制，確保炮眼方向、深度等等。鑿巖臺車類型鑿巖臺車有履帶式、輪胎式和龍門式3種。履帶式鑿巖臺車的行走機(jī)構(gòu)為履帶式，整機(jī)重心低，布置緊湊，適合于軟地基坑道內(nèi)的行走。行走速度一般35 km/h；輪胎式鑿巖臺車可以行使在較硬的地面上，機(jī)動性強(qiáng)，適合多種開挖面的鉆孔，最高行使速度可達(dá)12 km/h；龍門式鑿巖臺車是在軌道行走的臺車上裝置鑿巖機(jī)。適合于小斷面隧道的施工。鑿巖臺車組成鑿巖臺車由鉆臂、推進(jìn)器、底盤、臺車架、穩(wěn)車機(jī)構(gòu)、風(fēng)水系