时间:2023年02月04日 用户名: 密 码: 新用户注册 | 忘记密码 转到新站 RSS订阅 English
中国轨道交通网
热门关键字:轨道交通中国轨道轻轨
您现在的位置是: 跳过导航链接中国轨道交通网 > 新闻资讯 > 详细

谈隧道施工机械化技术

字号:T|T 时间:2010/4/2 0:00:00  来源:《人民铁道》报    点击率:12534

非钻爆法施工机械的开发应用研究

隧道施工久有 “怕软不怕硬”的说法,意思是软岩或土质隧道围岩稳定性差,安全风险大,事故隐患多,支护困难,进度慢。这些固然是由软岩的本质决定的,但也与钻爆施工法关系密切。要改变这种现状,关键是采用非钻爆法施工,减少对围岩的扰动,采用分部开挖、短进尺、快支护、早封闭的方法,则可大大提高安全性。目前,适于这种施工模式的设备主要是臂式掘进机、全断面掘进机和盾构。后二者用于掘进距离长的隧道是最经济的。

自西康铁路秦岭特长隧道成功使用全断面掘进机以来,我国已引进多台大直径全断面掘进机机组成功地建设了多座水工、铁路隧道,盾构技术更是在地铁施工中得到广泛应用,这为非钻爆法施工大型技术装备的国产自主创新开发打下了坚实的基础。

但赖教授客观地认为,若要实现完全的中国制造,还必须组织较大规模的科技攻关,以解决诸多设计和制造中的关键技术难题。特别是全断面掘进机机组,由于每个工程的特点和对机组的实际要求不同,通常在订货前都要根据工程的实际情况进行设计和技术组合。这样,掌握全断面掘进机的基本理论和设计方法就成为技术开发的基础性工作。但目前我国在该方面的研究成果甚少,必须进行全面系统的研究,形成完整的理论体系,为自主创新创造条件。

我国超过10公里的特长隧道多采用 “长隧短打”的钻爆法施工策略,主要原因是受到工期限制,加之我国全断面掘进机装备研发技术滞后,引进全断面掘进机的代价过高。所以赖教授从我国国情和施工的经济性出发,认为改变现状的主要途径是加快研发小断面掘进机。

由于小断面掘进机造价低,所开发技术难度相对较低,使用时安装、运输较方便,辅助工期短,应用范围更广,可以直接形成小断面 (如辅助导坑、引水洞、地铁等)隧道。对于大断面交通隧道,可以用小断面掘进机施工超前导洞,然后用钻爆法扩挖成洞,以减少辅助导坑的长度和工程总量。其施工速度比钻爆法快,但造价比采用大型全断面掘进机低。技术成熟后,有可能成为特长隧道的主导施工方法之一。

赖教授回顾说到,20世纪70年代,我国铁路、矿山等部门曾大力研究过小断面掘进机,取得部分成果。但当时国内的基础技术落后,设备故障多,产品停滞在工业性试验阶段。现在我国已具备研发先进小断面掘进机的能力,是动手开发的时候了。

臂式掘进机是任意断面掘进机,集开挖装载与一体,对断面形状、开挖长度、循环进尺都没有限制,可以边开挖边支护,工作效率虽不及全断面掘进机及盾构,但通常比钻爆法高。国外如日本、德国、奥地利都有用臂式掘进机施工铁路隧道的实例。我国煤矿巷道已普遍采用臂式掘进机,且发展越来越迅速,估计目前已有2000台在工作,生产商近十几家,品种约5至6种,最大截割功率300千瓦,机器重量126吨。这些设备可直接用于断面高度6米以下的软岩隧道,在岩石抗压强度130米帕以下的情况下有很高的工作效率。平导施工月进尺可达500米至700米。

赖教授通过调查对比认为,对于铁路软岩或土质隧道全断面施工,应开发更大型的臂式掘进机。2000年石家庄铁道学院 (现为石家庄铁道大学)开展此产品研究,并取得初步成果,完成了截割功率160千瓦的样机设计,由于找不到应用单位,样机投产中途停滞至今。作为一种新的施工技术,除了开发新的大型臂式掘进机,还应研究与施工方法配套的综合技术,形成完整的技术体系,才能进入实用化。

赖教授对笔者说,目前所带领的软岩或土质隧道臂式掘进机施工技术项目课题组,综合考虑该项目主要研究内容有三大方面:

一是结合铁道软岩隧道施工新的特点,设计研制更大型臂式掘进机,截高大于9米,重量150吨左右。为降低能耗,提高工作效率,应研究开发振动截割技术;行走系和装运部的抗磨技术;提高电气控制系统、液压传动与控制系统的可靠性;提高工作机构的辅助作业功能;对于土质隧道,要研究高效、抗粘附、耐用的专用截割头。

二是研究与臂式掘进机施工相适应的配套技术。对于软岩和土质隧道,采用机械开挖时,快速支护是关键。要研究在这种特殊条件下的支护形式和施工方法。对于特别破碎的软岩和一般土质隧道,可以采用拼装式管片衬砌,要研究管片结构及相应的专用机械。若用更强固的钢筋网加锚杆支护,也应由相应机械来完成,才能真正实现支护早、支护快。

三是臂式掘进机加盾壳 (敞开式护盾)的机械化施工模式。以臂式掘进机在工作面前方作为开挖工具,围岩的支护由盾壳承担的施工方式在理论上和技术上都是可行的。利用盾壳可以径向注浆加固围岩,形成加强圈,也可以在盾壳前移后,在盾后施行喷锚、钢筋网、拱架、管片等支护作业。与一般全断面掘进机和盾构不同的是盾壳的总体长度较短,前行的步长可根据掘进机截深实时调控。机组的造价和运行费用都远低于盾构,更适于短距离的掘进目标。这是一个更需要大胆探索的课题。

从与赖教授的谈话中,笔者看到了他在攻克铁路隧道快速施工机械化的关键技术系列课题项目上所付出的努力和表现出来的工作热情,同时也感到了他的课题研究项目意义重大。因为随着我国大规模铁路建设的展开,隧道建设的数量将越来越多,建设标准越来越高,建设条件更加复杂。贵广铁路共新建隧道221 座,总长累计占正线长度的53.9%。兰渝铁路线路全长820公里,隧道230座,总长累计占线路总长的72%。如果赖教授的相关课题项目能够一一攻破,那么对于我国铁路隧道建设施工水平的提高无疑将大有裨益。

赖教授最后充满激情地说道,总结近几年铁路建设技术装备的发展过程,我们对推动隧道施工机械化事业充满信心。我国高速铁路路基、桥梁、线路工程重大设备以及动车组技术的引进、吸收、再创新过程仅用了几年时间,我们同样可以在较短的时间内全面实现隧道机械化技术装备的研发,快速推进隧道施工机械化的历史进程,并与中国隧道建设者一道开创有中国特色的隧道施工技术的新时代。

[1][2]

责任编辑:admin

成都地铁宣传片

时间: 2010-03-14

播放: 8785

北京442公里轨道

时间: 2012-12-18

播放: 28393

北京地铁八号线二期

时间: 2012-12-12

播放: 93489

兰州城市轨道交通宣

时间: 2012-12-12

播放: 95439

南京地铁运营四周年

时间: 2010-06-01

播放: 79764

视频:福厦铁路动车

时间: 2010-04-27

播放: 95382

Tel:021-51603532 0571-87162381(会员)021-51603528(会议)021- 51603533 51603599(销售) Fax:021-51603552
CopyRight© 2009—2020  www.rail-transit.com All Rights Reserverd  版权所有 中国轨道交通网
沪ICP备10006779号