新红岩隧道施工方案(终稿1) - 图文

③ 左右分部按设计断面铣挖

开挖断面设计按分部条块法开挖,横向左右分部,竖向上下分条块。分块大小:高度0.5~0.8m， 左右每部分块5~7块；开挖宽度4.5~5m；深度为设计循环进尺。当操作不熟练时或为提高铣挖机效率,可在工作面弹线，标示条块分隔线，由下到上编号1、2?n。

按设计断面铣挖掘进,先进行试掘,然后根据试掘效果调整断面设计等铣挖参数。每部从下到上按条块依次铣挖,顺截齿旋转方向,每一条块铣挖时,从左到右铣挖,并不断摆动或调整铣挖头。当铣挖速度或效率降低时将铣挖头游离工作面,等速度回升后再抵近铣挖。铣挖效果的控制以降低粉尘、提高岩碴块度、单位铣挖量为标准。

④ 提高铣挖机铣挖效率

边角及底部等铣挖效率低的部位,由人工或其他机械设备清理。质量控制要求开挖循环进尺需满足设计；断面轮廓线虽然不能一次性修整到位,但能铣挖到的地方,必须修整整齐,并要保证隧道中线及高程控制。否则,重新铣挖。

⑤ 尽量进行流水作业

铣挖同时,采取流水线作业,一边开挖,一边通过机械设备配套实现出碴。或左右分部开挖时一部开挖另一部出碴，实现局部处理的平行作业。

⑥ 轮廓修整及人工局部处理

由于效率所限,开挖轮廓线范围10~20 cm厚度轮廓修整用人工修整以立拱。 （3）下台阶、仰拱机械（非爆破）开挖

对于下台阶，由于施工空间较大，可将铣挖机头换下，将液压锤换上安装在挖掘机上，或视围岩情况直接换上挖斗，对下台阶横向自上而下直接冲击或挖掘，每循环进尺控制在1.2m左右进行锚喷支护及超前支护。石碴由装载机装上自卸车运至洞外，完成后换上铣挖机进行上台阶下一轮开挖。

仰拱开挖方法同下台阶，进尺控制在6m左右。

开挖下台阶及仰拱时，可视围岩情况将铣挖机与挖斗、破碎锤之间更换使用，岩质稍硬时，用破碎锤与铣挖机配合，能提高铣挖效率。

（4） 作业组织及安全防护

作业实行台班制,每台班定员4名,包括1名司机、1名副司机、1名电路工、1名指挥人员,目前实行2班倒共配备了7人。设备配置1台铣挖机,并配备1台小挖掘

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机配合1台装载机出碴, 2台15t自卸汽车运输(出碴距离为100km范围)。

施工过程中,所有人员必须在机械作业半径范围外,防止机械伤人；特别是当粉尘较大时,由于视线受阻,必须加强照明及安全防护。开挖进尺不宜过大，保证施工安全；同时防止破坏已施作完毕的初期支护。施工开挖必须保证开挖轮廓及中线水平，出碴流水线应完备,防止再次机械倒碴。为保证施工人员身体健康,需喷雾降尘,并发放防尘口罩。 4.2.3 主要人员配备及设备配备

主要人员配备及机械设备配备分别如表15、16所示。

表15 人员配备表 工序 初喷 测量 开挖 开挖领工员 出碴 初支 其他 碴车司机 初期支护 管理人员 1×3=3人 8×2=16人 12×2=24人 4 出碴班 喷砼班 作业内容 开挖轮廓线放样 铣挖机操作手 作业人数×班数 12×2=24人 3×2=6人 1×2＝2人 开挖班 作业队 喷砼班 测量组 表16 机械设备配置表 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 设备名称 工程指挥车 铣挖机 空压机 装载机 电焊机 电焊机 注浆机 钢筋切断机 钢筋调直机 水泵 混凝土罐车 通风机 开挖台架 全站仪 水准仪 自卸汽车 规格型号 皮卡 ER1500-2 20m3 ZLC50C BX1-400 BX1-500 UB3.5 GQ4··0 GT12 2X110KW 6m TCR802 SDZ2 15吨 计划数量 1台 2台 2台 2台 2台 2台 1台 1台 1台 2台 2台 1台 1台 1台 1台 8台 备注 运送喷砼 30

铣挖机工作如图7所示，铣挖头如图8所示

图7 铣挖机工作状态图

图8 铣挖头

4.2.4 铣挖机施工效率及进度指标分析

我集团某隧道洞口段长约40m，采用非爆破法上下台阶法施工（仰拱采用仰拱栈桥施工，不误循环时间），经实际测算可知，铣挖机的施工效率平均在 8.7m3/h左右，上台阶每循环开挖方量达17.3m3，环形开挖耗时约2h，期间立拱喷砼支护约4h，翻碴至下台阶耗时约1h，核心土开挖效率要高于平均效率，耗时约2h。即上台阶开挖支护共约耗时9h。下台阶可采用液压锤或挖斗直接开挖，效率可达到铣挖机的一倍，下台阶面积为36.26m2，其设计循环进尺为1.2m，其开挖及支护耗时仅为8h。折算成全断面施工速度为1.1m/日。

月工作时间按28日计算，则月掘进速度达到了30m/月。实际上，由于需要进行2个循环的大管棚支护，长约40m洞口段完成时间近2个月。

故在大断面公路铁路双线隧道施工中，使用铣挖机日掘进进尺能达到1.1m，确定月进度指标为30m。 4.2.5 铣挖机施工成本指标分析

铣挖机工作14h，油耗300L，开挖进尺能达到2.6m（不计支护时间），计234m3。 根据某隧道开挖情况，铣挖刀的磨耗率应在100~200h换1付(岩石在20MP以

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内),即每开挖160~200m(断面50m2)换1付。产生的直接费用为:

（1）人工费: 472元(司机150元/台班、修理工120元/台班)； （2）铣挖刀损耗: 300元/个×48个÷100 h×14h=2016元； （3）燃油消耗: 300 L×4·76元/L=1428元； （4）机械使用费: 2 700元/台班×14h÷8h=4728元；

（5）设备折旧费: 234×8·6=2 012·4元(工程完毕后,设备折旧按50%考虑,则设备折旧费为8.6元/m3)。

合计10653.4元；每方开挖单价: 10653.4÷234=45.53元/m3。

铣挖机ER1500-1S在该隧道现场使用情况来看,在开挖岩石强度20~50MPa、节理或裂隙不发育、岩体完整性好的围岩时,其铣挖出来的洞碴以粉末为主,开挖效率较低；但在岩石强度为10~20MPa、节理裂隙发育、岩体较破碎的地段,铣挖工效稍好。只有在岩石强度小于10MPa时,铣挖法工效基本可以达到理论铣挖量,铣挖成本稍低,见图9、图10。

图9 不同工况条件下的铣挖工效 图10 不同工况条件下单位开挖成本

4.3 结论

（1）工作面渗水易糊住铣挖头而降低铣挖工效,当工作面渗水时应采取可靠的降水措施,同时喷雾降尘水量控制难度较大。

（2） 装配式铣挖机以切割、研磨为主,产生的岩碴以碎块及粉末为主,能量损耗大,主要适应于脆性岩石地层或岩石强度低、节理裂隙发育地层施工。

（3）ER1500-1S型装配式铣挖机适用于岩石强度小于10MPa、节理裂隙发育、岩体较破碎的Ⅳ、Ⅴ级软弱围岩隧道,其特点是对隧道围岩扰动小、超欠挖容易控制、使用灵活,可用于洞内清欠、开槽、开挖边沟及边坡坡型坡率的修整。

（4）装配式铣挖机施工存在的问题是:①铣挖过程中粉尘大,洞内作业环境

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