京沈项目-高铁大断面隧道应用三臂凿岩台车在ⅳ级围岩中台阶法施工工法

《京沈项目-高铁大断面隧道应用三臂凿岩台车在ⅳ级围岩中台阶法施工工法》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、京沈项目-高铁大断面隧道应用三臂凿岩台车在Ⅳ级围岩中台阶法施工工法2016年度参评三级工法高铁大断面隧道应用三笔凿岩台车在IV级围岩中台阶法施工工法高铁大断面隧道应用三臂凿岩台车在IV级围岩中台阶法施工工法（作者：京沈项目陈玉奎、汤春阳、李玉明、李旭阳、马翼）1.前言目前公路隧道和铁路隧道一样，总的趋势是向长大化和深层化发展。对于高速铁路控制性工程——高速铁路隧道，尤其是大断面长大隧道，由于施工周期长，地质情况复杂，施工环境恶劣等因素直接影响着投资回报周期，因此，大断面长大隧道快速施工显得尤为重要和

2、关键。钻爆法具有如下优点:投资省、设备小巧，并且能够适应各种不相同的地质环境，而且快速、机动、灵活和适应能力强。当前钻爆法的发展方向为：加快开挖成洞的速度；增强应变的能力，减少工程的成本；改良施工作业的环境条件及安全技术。当然，这中间最关键的就是要研究如何能够提高隧道的机械化以及自动化水平；及加强隧道施工操作的标准化，减少施工环节中的资源浪费，从而可以加快进度，保证质量，降低成本。隧道施工关键在于开挖。所谓人工钻爆法，虽然成本较低，但是工人的劳动强度很大，施工的作业环境较恶劣，施工的效率也低；相比之

3、下，三臂凿岩台车具有钻孔耗时少、自动化程度高、施工较为安全、施工质量高、较好的隧道开挖作业工作环境、较高的施工作业机械化水平、钻孔技术超前、以及可以很好地控制超欠挖等优势。三臂凿岩台车远距离对大断面软岩施作超前小导管、系统锚杆、注浆等施工,能垂直上向凿眼，施工质量好,安全风险低。虽然多臂凿岩台车在开挖隧道过程中具有相当多优势，但是由于多个不合理因素的影响，比如：施工人员的素质不高，施工管理水平较低，施工机械配套，多臂凿岩台车不能充分地发挥它的作用。多臂凿岩台车是较为先进的隧道钻孔工具，但是因为施工单

4、位较少对其进行研究，以致其在隧道开挖中的优势不能得到充分发挥，因此研究多臂凿岩台车在长大隧道中的成套施工方法显得极为迫切和必要。中国路桥承建京沈客专辽宁段TJ-1标三棱山隧道位于辽宁省朝阳市、阜新市境内，隧道全长8888m。隧道进口位于北票市马友营乡东台子村，与101国道相邻。隧道进口起始里程为DK493+415，设计为纵坡为4.8‰的单面下坡，共承担2930m的施工任务。其中开挖里程为DK493+880-918，围岩等级为IV级，衬砌类型为IVa-2、IVa-1。该地段工程地质情况为：凝灰岩，局部

5、夹凝灰质砂页岩，强至弱风化，灰色，凝灰质结构，块状构造，节理裂隙较发育,岩体较破碎，块石碎石状镶嵌结构。隧道开挖断面面积为147.03m2，其中三臂凿岩台车开挖上台阶断面面积为86m2，台阶高度7.53m，开挖宽度15.06m。2.工法特点2.1上台阶钻眼施工中凿岩台车的钻杆一旦定位后，因其定位迅速准确，钻杆即可按水平或固定倾角推进，这与人工控制钻杆推进相比，大大提高钻孔质量，减少超挖量。2.2液压凿岩台车比风动凿岩机的凿岩速度快50%~120%，省去钻孔时移动支架的时间，总体施2016年度参评三级

6、工法高铁大断面隧道应用三笔凿岩台车在IV级围岩中台阶法施工工法工进度比人工开挖快，可以实现多孔同时推进，一次成多孔，大大减少上台阶钻孔时间，同时有利于下台阶的跟进，更快的实现上台阶与下台阶平行作业，能够有效的提高整体施工速度。2.3三臂凿岩台车采用液压作为动力，钻孔过程中不产生粉尘，清洁无污染，与普通人工风钻相比，噪音较小，同时操作人员在固定的平台上操作钻机，远离掌子面，能大大减少噪音对操作工人的听力损伤；操作平台设有安全顶棚，可防止落石伤人和其他突发性危害，更有效地保证现场操作人员安全。3.适用范

7、围此工法适用于大断面、长隧道台阶法开挖的隧道，在Ⅳ级及以上不稳定围岩条件下需采用有效的预加固措施。4.工艺原理4.1长大隧道采用钻爆法进行开挖，由于IV级围岩较破碎、开挖断面较大，采用上下台阶法分部平行开挖，上台阶高度为7.53m，采用三臂凿岩台车进行上台阶开挖施工，并联合湿喷机进行快速支护来对围岩进行加固，发挥围岩承载能力。4.2三臂凿岩台车在钻臂之间不发生干涉的条件下，优化凿岩钻孔孔序，采用最快捷的钻孔顺序，利用钻孔速度快、定位精度高，提高钻孔的精度，通过钻爆参数的优化设计进行光面爆破，有效缩短

8、循环作业时间、加快作业效率、提高钻爆精度减少超欠挖，减少对围岩的损伤，同时也节约初期支护成本。4.3采用先进的湿喷机组进行快速初期支护作业，保持围岩的自承状态，使围岩的受力条件不发生严重的应力重分布，而且湿喷机作业效率高、回弹减少，减少回弹量又进一步保证了喷射到洞壁材料的质量和减少。5.施工工艺流程及操作要点5.1洞身台阶法开挖支护施工工艺流程图洞身台阶法开挖支护流程图参见图5-12016年度参评三级工法高铁大断面隧道应用三笔凿岩台车在IV级围岩中台阶法施工工法图5－