第六章隧道施工方法1.ppt

CRD工法超浅埋大跨度施工技术 大跨隧道软弱围岩施工 四、掘进方式 隧道施工的掘进方式是指对坑道范围内岩体的破碎挖除方式。常用的掘进方式有钻眼爆破掘进、单臂掘进机掘进、人工掘进三种掘进方式。一般山岭隧道最常用的是钻眼爆破掘进。 （一） 单臂掘进机及人工掘进 在软质岩石及土质隧道中，为减少对围岩的扰动，避免爆破震动对围岩的破坏，可以采用单臂掘进机掘进。常用的单臂掘进机是铣盘式采矿机。挖斗式挖掘机及铲斗式装渣机亦可以用于隧道掘进。 在不能采用爆破掘进的软弱破碎围岩和土质隧道中，若隧道工程量不大，工期要求不太紧，又无机械或不宜采用机械掘进时，则可以采用人工掘进。 （二 ）钻眼爆破掘进 钻眼爆破掘进即是用凿岩机钻孔，钻孔内装填炸药使坑道设计范围内的岩体爆破破碎的过程。它对围岩的扰动破坏较大，有时由于爆破震动致使围岩产生坍塌，故一般较适用于坚石、次坚石质隧道。 1. 钻眼机具 隧道工程中常使用的凿岩机有风动凿岩机和液压凿岩机。其工作原理都是利用镶嵌在钻头体前端的凿刃反复冲击并转动破碎岩石而成孔。 ( 1 ) 钻头和钻杆 ? 钻头直接连接在钻杆前端(整体式)或套装在钻杆前端(组合式)，钻杆尾则套装在凿岩机的机头上，钻头前端则镶入硬质高强耐磨合金钢凿刃。钻头构造见图6-7。 图6-7 钻头型式 ( 2 ) 风动凿岩机 风动凿岩机俗称风钻，主要是手持式气腿凿岩机，常采用YT—310；YT—24；7655；YTP—26型等，它是以压缩空气的膨胀为驱动力。它具有结构简单，使用灵活方便，制造维修简便，操作便利，造价较低，使用安全的优点，见图6-8。但压缩空气的供应设备比较复杂，工人劳动强度大，机械效率低，能耗大，噪声大。凿岩速度比液压凿岩机低。 图6-8 风动凿岩机 ( 3 ) 液压凿岩机 液压凿岩机是以电力带动高压油泵，通过改变油路，使活塞往复运动，实现冲击作用。其工作原理见图6-9。 液压凿岩机与风动凿岩机比较，具有以下主要特点： 动力消耗少，能量利用率高。液压凿岩机动力消耗仅为风动凿岩机的1/3～1/2；能量利用率，液压的可达30％～40％，风动的仅有15％ 凿岩速度快。液压凿岩机比风动凿岩机的凿岩速度快50％～150％。在花岗岩中纯钻进速度可达170cm/min～200cm/min 液压凿岩机的液压系统设计配套合理，能自动调节冲击频率、扭矩、转速和推力等参数，适应不同性质的岩石，以提高凿岩功效，且润滑条件好，各主要零件使用寿命较长 环境保护较好。液压钻的噪声比风钻降低10dB～15dB；液压钻也没有像风钻那样的排气，工作面没有雾气和粉尘 液压凿岩机构造复杂，造价较高，重量大，附属装置较多，多安装在台车上使用 ( 4 ) 凿岩台车 将多台凿岩机安装在一个专门的移动设备上，实现多机同时作业，集中控制，称为凿岩台车。 凿岩台车按其走行方式可分为轨道走行、轮胎走行式及履带走行式；按其结构形式可分为实腹式、门架式两种。图6-10是工程中应用较多的实腹结构轮胎走行的全液压凿岩台车。 图6-10 凿岩台车(实腹、轮行) 新型凿岩台车 大型运输车辆 凿岩台车作业 以凿岩台车为龙头的单线隧道快速施工机械化作业线 机械化出渣作业线 机械化衬砌作业线 以四臂凿岩台车为龙头的双线隧道无轨运输机械化作业线 机械化出渣作业线 机械化衬砌作业线 四臂凿岩台车作业 2. 爆破材料 (1) 工程常用的炸药 目前在隧道爆破施工中使用最广的是硝铵类炸药。硝铵类炸药品种极多，但其主要成分是硝酸铵，占60％以上，其次是梯恩梯或硝酸钠(钾)，占10％～15％。在无瓦斯坑道中使用的铵梯炸药，简称为岩石炸药，2号岩石炸药就是最常用的一种；在有瓦斯坑道中使用的炸药，简称为煤矿安全炸药。 隧道爆破使用的炸药一般均由厂制或现场加工成药卷型式，药卷直径有32mm、35mm、4Omm等，长度为150mm，而周边光爆炸药药卷直径一般为22mm、25mm，长度为200mm～600mm，可按爆破设计的炸药品种、装药结构和用药量来选择使用。 （2） 炸药的性能 敏感度 炸药在外界起爆能作用下发生爆炸反应的难易程度 爆速 炸药爆炸时爆轰在炸药内部的传播速度 爆力 炸药爆炸时对周围介质做功的能力 猛度 炸药爆炸后对与之接触的局部固体介质的破碎程度，用以衡量炸药的局部破环能力