机械化配套施工经验交流材料

山岭隧道快速施工及设备配套经验交流材料

——渝利铁路长洪岭隧道进口

渝利铁路长洪岭隧道全长13294米，是渝利铁路全线第二长隧，隧道进口由台车分公司承担施工任务。

施工中，我们积极响应铁道部要求和公司“传统工艺的机械化配套施工”定位，结合长洪岭隧道进口的围岩情况，对以Ⅲ级围岩为主的约4700m施工段，我们制定了“长大隧道快速施工机械化配套”全断面施工配套方案，并据此进行施工组织。如下表1：

开挖作业线 支护作业线 电液凿岩台车 三臂台车 2台 湿喷机械手 ≥20m3/h 1台 混凝土输送车 ≥6m3 2台 混凝土站 60m3/h 1台 自行栈桥 有效工作长度20米以上 2套 挖掘机 1m3 1台 混凝土输送车 ≥6m3 2台 装载机 柳工50C 2台 内燃机车 ≥15T 1台 2台 2台 1台 1台 2台 仰拱作业线 装渣运渣作业 随运距增加 挖掘机 1m3 防水板作业 防水板作业台车 混凝土输送泵 60m3/h 模板台车 6m 二衬作业 模板台车 12m 养护作业台架 表1 在开挖作业线，选用2台TAMROCK-Axera T11S-315型电液式凿岩台车。该台车的三臂电液推进梁具有360度的旋转和自动调平功能，可实现20～183 m2断面隧道及洞室快速、精确掘进，并可在软弱围岩下实施小导管钻孔施工，在长洪岭隧道进口的Ⅲ级围岩下，全断面施工钻160个4.5m深炮孔只需2小时，极大地提高了钻孔速度。

同时为了控制超欠挖，我们进行一下总结：

(1)重点掌握“一个中心，五个控制点”。“一个中心”，即隧道开挖面中下部的掏槽。按照爆破设计方案，控制好掏槽炮孔的数量、间距、排距、角度、深度等，确保掏槽成功；“五个控制点”，即一个拱顶点、两个起拱点、两个边脚点。按隧道开挖的标准钻好该五个炮孔，做为标准炮孔，在其内插入较长的花杆，人工调整花杆伸出孔外的长度，避免影响司钻，其它周边炮孔参照花杆司钻。

(2)高度注意“一条平行线，两个基本点”。应高度注意凿岩台车推进梁（凿岩机、钻杆等的固定装置，与钻杆平行，代表炮孔的成孔方向）的定位，在凿岩机有足够“作业空间”的条件下，尽量保证推进梁与隧道轴线平行，减少外插角；应重点关注推进梁顶端和末端“两个基本点”，时时观察两个“基本点”是否发生偏移。发现有偏移时，应根据情况，或调整推进梁，或废弃该孔重新钻孔，以保证钻出的周边炮孔符合要求。

(3)控制好“一个高度，一个位置”。底板孔司钻，应控制好推进梁尾部与地面的高度，开孔处的位置应在设计标高上，以保证隧道底板超挖在允许范围内，且不留“门槛”。

(4)把握好“冲击与推进”。要根据围岩情况及司钻经验，适时调整冲击与推进。钻进方向易偏移的位置，要低冲击、低推进慢慢钻进，并随钻进随检查钻进方向；开孔或围岩较差时，要低冲击、低推进钻进；围岩较好，钻进一定深度后，采用高冲击、高推进钻进。

在支护作业线，选用西班牙产，Sika-PM500 PC机械喷射手，通

过操作有线“遥控器”来控制喷射头进行喷混凝土作业，喷射头上安装有摆动马达（可240°摆动）和回转马达（可360°回转），喷射臂的所有动作全部由液压驱动，喷射范围较大，最大喷射高度16.9m，最大喷射宽度为14.5m, 喷料速度4～24m3/小时，配备有液态添加剂计量输送装置AL-403.5；PLC对混凝土和速凝剂流量同步程序控制；人机对话、施喷数据设置、记录储存、即时显示喷射工况、故障警告等先进的自动控制系统，以保证喷射混凝土过程中的安全、高效，以及喷射混凝土的质量。为了降低回弹率，我们从以下几个方面着手：

(1)喷射速度：在喷射距离1.0 m 时, 喷射速度小于12 m/s或大于 22 m/s的反弹率可能超35%，不能接受。约17 m/s 的喷射速度使反弹率保持在7% –15%，这时需风压风量均在稳定的可接受范围内（3-5bar）。

(2)喷射距离：喷射速度一定时，保持恰当的距离能取得最佳喷射效果。1.0-1.2 m 喷射距离，最利于施喷人员作业。喷射速度17 m/s 时最佳距离 1.0m。

(3)喷射角度：当入射角为90度时，即喷射料流垂直于目标表面，有回弹倾向的物料被紧随其后到达的喷射料打回目标面，故可能不发生实际的坠落，即没有回弹。当入射角小于90度时，反弹发生。入射角越小，反弹量越大。机械手喷嘴本身的全方位可调可操作性能，使操作人员能根据岩面的起伏凹凸作精细的喷射方向调整, 从而大大降低反弹率和提高捣实效果。

(4)喷头配件：物料喷出喷嘴后，喷射料流具有发散的趋势。发

散越大，则发散部分偏离垂直方向的物料越多，产生回弹的趋势也越大。内径相等的直筒形喷嘴会造成较大的发散，其反弹率也较大。锥形内径喷嘴的喷射料流较少发散，使反弹率降低。我们选用锥形内径的喷嘴。

同时，我们针对挂网喷射也总结出针对性的喷射要点。

正常施喷时，我们强调喷射方向要垂直于目标面。但垂直对着钢筋的料流，除了在钢筋上产生大量反弹外，不可能直接喷到钢筋后面。钢筋后面是靠钢筋侧面堆积的混凝土积压进去的。同时，常用速凝剂的初凝时间是 3 ~ 6 分钟。如果钢筋两侧 的喷射打击力度不够，则混凝土可能没把钢筋背后填满。或没有及时地、有意识地加大加强钢筋两侧的喷射打击，则两侧挤进钢筋背后的混凝土在没接合前已经初凝，初凝后的两个表面在后续喷射中就不能靠挤压结合成整体。于是，钢筋背后就留有表面无法查见的缝隙。在钢筋两侧、略带倾斜指向钢筋底部施喷。此时，石子冲击刚喷在钢筋两侧的新混凝土，把砂浆挤入钢筋底部。如果间隙留得合适，可以保证在一两分钟喷嘴分别从两侧轮流走一到两遍，即填满钢筋底部。如果间隙太大，就很难在初凝前迅速填满钢筋底部，易留下隐患。如果没有间隙，就不能保证砂浆能挤入钢筋底部，也会留下隐患。对面积加大的钢筋网，应分隔成几个条块作上述施喷。每个条块大小，以能在初凝时间内完成为准。因此，施喷人员应了解所用速凝剂的性能、添加比率和初凝时间。钢筋底填满后，把喷嘴调直，成条成片填满钢筋网孔。此后，喷嘴移动距离应尽量拉长，使表面层混凝土在保证质量的前提下，具有比较均匀