悬臂掘进机在水利隧洞工程中的应用

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1、臂掘进机在水利隧洞工程中的应用周新顺刘永谷(中国水利水电第七工程局冇限公司一分局，四川彭山620860)摘要：随着吋代的发展，在城市地下隧洞建没中采用隧洞掘进机技术建造隧洞应用极为普遍，但在水利水电工程中使用掘进机进行隧洞施工则较少，木文以菲律宾大马尼拉引水工程为丈例，简要介绍掘进机在水利水电隧洞工程屮的应用。关键词：隧洞掘进机施工技术1工程概况本工程位于菲律宾大马尼拉东北部的BULACAN区，AQ—6输水管线二期工程沿着首都供排水系统的路权范围布置，从釜馏2号进水池至Novaliches下游出口，全约9.9Km。我局负责施工的工作内容为：6条引水隧洞，总长度为3

2、784m，开挖断面为多圆心马蹄形断面，开挖底宽3.6m,最大开挖高度4.6m,轮衬砌后隧洞直径为3.7m。2施工重点及特点(1)工程量大6条隧洞累计长3784米隧洞的开挖、支护、衬砌是该工程的关键。(2)工程地质条件复杂，地下水丰富，不可预见因素多地质勘探程度较低，地下水位较浅，涌水量资料不详，这些给施工方案的选择和施工带來W难。根据地质资料，该隧洞围岩的岩石胶结程度差，岩石强度低，风化强，对成洞不利，应采取必要的支护措施。由于基础资料的系统性和精度的差异，各隧洞段的相对长度都柯待于再补充勘察，甚至施工期揭露情况的基础上及时调整。各隧洞段围岩由晚第三系的页岩、第叫

3、系更新统的砾岩、凝灰岩以及第叫系全新统的砾石土、砂砾石组成。由于地下水位较高、岩石胶结程度差、风化强，围岩的透水性较强,可能产生一定的外水压力。3、隧洞施工采用掘进机的背景由于该工程处于大马尼拉城市郊区，工程线路多穿越居K小区，.艮AQ-6引水管线需从己建的管线之间穿过，有的地段与已建管线之间的距离不足4.5m，为避免爆破对相邻输水管线的影响，需采用非爆破的方式进行。隧洞开挖断面多为马蹄形，最大开挖面积力17.58m2，决定采川：y：朽式掘进机进行隧洞的开挖。悬臂式掘进机又称巷道掘进机，具有运行灵活、效率高、截割断面整齐，超挖欠挖量呈小等优点。特别适合开挖断面面积

4、20n?左右的软岩。4、掘进机的选型悬臂式掘进机见图I。岩石单轴强度在50Mpa〜100pa之间时，选用重型悬臂式掘进机，即切削功率在160kw以上；岩石单轴抗压强度在50Mpa以下，可选用轻型悬忾式掘进机，即切削功率在100kw以下。图1悬臂式掘进机交通水利等工程隧洞地质复杂，围岩情况难以预测，在悬臂式掘进机选型上最好选用200kw以上的重型悬臂式掘进机，以提高掘进机对围岩的适应性，使悬臂式掘进机经济可掘围岩单轴抗压强度达到lOOMpa,定位开挖宽度X高度达到7mX6m左右，以提高功效。对于平行导坑选用悬臂式掘进机，一次定位即可实现全断而开挖，选型时除考虑围岩的

5、地质条件外，还应考虑设备的外形尺寸与作业空间相关要求。为加快施工进度，探索忌忾式掘进机隧洞施工方法，根据本隧洞的地质条件及隧洞的断而尺、h大马尼拉引水工程隧洞选用EBZ200、EBZ160悬臂式掘进机各一台进行掘进施工，其施工范围向下0.4m，向上5.1m，左右摆幅6.5m,满足本工程的施工空间要求。5、施工方案及方法5.1施工方案隧洞开挖主要采用掘进机破碎岩石为主，液压反铲配破碎锤进行辅助施工。采用皮带机配A卸车运输渣料至渣场。5.2施工方法（1）施工准备开挖前，由测量放线（采用激光导向仪控制开挖边线）完成后，掘进机到位即可进行开挖施工。洞挖施工程序：工作面清理

6、一测量放线（采用激光导14仪控制开挖边线）一掘进机施工一装车一石方运输一支护施工一下一个循环。掘进机操作顺序：油泵电机一开动第一运输机一开动星轮一开动截割头（2）施工方法掘进机就位后，开始从掌子面底部位切削岀一导洞，向前移动掘进机再一次就位，就位后截割头采取自下而上、左右循环切削，如图：掘进机开挖施工阁在遇较软的岩体时，采用左右循环向上的截割方法；当在截割稍硬的岩体时，可采川由下而上左右截割的方法；当局部遇有硬岩体时，可先掘周围软岩，使大块硬岩坠落，采用适当办法处理后再进行装载，以降低掘进难度及截齿消耗量。在切削后，采用截割头将切削下來的碴装入第一运输机，同时采用

7、第一运输机转运至第二运输机，第二运输机直接装入出碴车运出洞外。从顶部开挖到底部完成后，进行二次休整以达到准确的设计断面。5.3掘进机在初期支护中的应用在掘进以及出渣完成后，在安装钢支撑时，采用人工先把钢支撑的上半弧放在截割头上，操作掘进机将钢支撑A段运至顶拱，并由人工在掘进机平台上将钢管插入己安装完成的钢支撑和正在安装的钢支搾的环扣屮，进行临时安放，待底部两侧钢文撑与顶部段钢文撑连接好之后再收回截割头；在需挂钢W片时，则将马道板一段铺垫在截割头上，一段在两钢支撑的环扣中插入钢筋，作为马道板另一段支撑。其支护中的操作平台搭没界易、简单，减少传统支护工艺屮的施工平台搭

8、设和搬运时