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鐵路隧道工程錨桿快速施工機(jī)械配置技術(shù)研究

2020-03-02 14:30劉洋
現(xiàn)代城市軌道交通 2020年2期
關(guān)鍵詞:錨桿配置隧道

劉洋

摘 要:現(xiàn)階段提高錨桿施工速度的主要手段一是提高錨孔鉆孔效率,二是縮短錨固劑凝結(jié)時(shí)間。選備機(jī)械化程度高的多功能或?qū)S缅^桿施工機(jī)械,不僅可以提高錨桿鉆孔工效,還可以保證成孔質(zhì)量。針對(duì)鐵路隧道錨桿快速施工中鑿巖及錨桿臺(tái)車的配置及選型進(jìn)行深入探討,分析邊界條件及其適用性,指出國(guó)內(nèi)外應(yīng)用的現(xiàn)狀及不足,旨在為同行提供錨桿快速施工鉆進(jìn)機(jī)械配置方面的經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞:鐵路;隧道;錨桿;專用機(jī)械;配置

中圖分類號(hào):U25

近年來(lái),國(guó)內(nèi)鐵路隧道施工機(jī)械化取得了長(zhǎng)足發(fā)展,傳統(tǒng)作業(yè)方式正逐步被成套機(jī)械裝備所取代,使得現(xiàn)場(chǎng)錨桿施工進(jìn)度慢、機(jī)械化自動(dòng)化水平低、錨桿施工質(zhì)量無(wú)法保證等一系列問(wèn)題有所改善。中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司頒布了《鐵路隧道工程施工機(jī)械配置技術(shù)規(guī)程》(Q/CR 9226-2015)用于指導(dǎo)鐵路隧道施工機(jī)械的配置,但對(duì)于隧道錨桿施工機(jī)械的配置沒(méi)做具體要求。鑿巖臺(tái)車、錨桿臺(tái)車等錨桿快速施工裝備應(yīng)用于鐵路隧道施工的適用性涉及因素較多,比如臺(tái)車整體性能、臺(tái)車作業(yè)方式、隧道斷面大小、施工工法等將嚴(yán)重影響鑿巖臺(tái)車及錨桿臺(tái)車的適用性。本研究通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)外水工、礦山、公路、鐵路隧道錨桿快速施工技術(shù)及裝備的統(tǒng)計(jì)和分析,系統(tǒng)梳理了我國(guó)鐵路隧道設(shè)計(jì)斷面形式,以全斷面法為重點(diǎn)同時(shí)兼顧臺(tái)階法,重點(diǎn)研究鐵路隧道錨桿快速施工裝備(鑿巖臺(tái)車及錨桿臺(tái)車)在不同斷面形式及尺寸下的適用性邊界條件,提出了鐵路隧道工程錨桿快速施工機(jī)械裝備配置方案,將為國(guó)內(nèi)鐵路隧道及相關(guān)行業(yè)提供鑿巖臺(tái)車及錨桿臺(tái)車選用及配置方面的借鑒和參考。

1 臺(tái)車適用性分析及邊界條件

隧道開挖方法是臺(tái)車適用性的優(yōu)先考慮因素。鐵路隧道采用鉆爆法施工時(shí),應(yīng)根據(jù)圍巖級(jí)別及斷面大小等因素,優(yōu)先選用全斷面法或臺(tái)階法開挖。隧道全斷面法的施工斷面與作業(yè)空間大、干擾小,有條件充分使用機(jī)械設(shè)備[1]。單、雙線鐵路隧道施工采用臺(tái)階法時(shí),宜優(yōu)先采用適用機(jī)械設(shè)備施工。分部開挖法一般用于雙線隧道淺埋段,由于隧道施工工序多,開挖斷面與作業(yè)空間小,故不利于大型機(jī)械設(shè)備施工[2]。

其次,臺(tái)車整體性能也至關(guān)重要。鑿巖臺(tái)車及錨桿臺(tái)車整體性能包括鉆臂設(shè)計(jì)參數(shù)、推進(jìn)梁設(shè)計(jì)參數(shù)、鑿巖機(jī)設(shè)計(jì)參數(shù)、臺(tái)車作業(yè)整體穩(wěn)定性等。實(shí)際應(yīng)用中臺(tái)車的鉆臂及推進(jìn)梁設(shè)計(jì)參數(shù)決定了臺(tái)車鉆孔作業(yè)面積或空間。另外,臺(tái)車鉆臂、推進(jìn)梁及鑿巖機(jī)的配置選型對(duì)臺(tái)車作業(yè)的整體穩(wěn)定性影響也較大,推進(jìn)梁的型號(hào)應(yīng)在臺(tái)車推薦允許范圍內(nèi),否則選配的推進(jìn)梁不利于臺(tái)車作業(yè)的整體穩(wěn)定性。

開挖凈空高度及支護(hù)內(nèi)凈空是決定臺(tái)車配置方案的邊界條件。對(duì)速度為350 km/h的客運(yùn)專線鐵路單雙線(雙塊式、板式無(wú)砟軌道)隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖全斷面法施工開挖斷面高度、初期支護(hù)的內(nèi)凈空尺寸進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,結(jié)果如表1所示。

1.1 鑿巖臺(tái)車適用性

鑿巖臺(tái)車作為一種鉆孔工效高、機(jī)械化程度高的多功能施工機(jī)械,廣泛用于隧道(隧洞、巷道)施工掘進(jìn)和錨桿支護(hù)。鑿巖臺(tái)車應(yīng)用于鐵路隧道施工的適用性,包括掘進(jìn)鉆孔適用性和錨桿鉆孔適用性2方面,主要通過(guò)隧道開挖斷面大小及施工工法適應(yīng)性進(jìn)行評(píng)價(jià)。鑿巖臺(tái)車掘進(jìn)鉆孔和錨桿鉆孔的適用性通常由推進(jìn)梁、鉆臂設(shè)計(jì)參數(shù)及鉆臂安裝鉸接點(diǎn)高度決定。目前鑿巖臺(tái)車的制造商主要有瑞典阿特拉斯 · 科普柯、山特維克、挪威Andersens Mek.VerkstedA.S等,各主要制造商生產(chǎn)的臺(tái)車在全國(guó)范圍內(nèi)均有應(yīng)用,其中以阿特拉斯 · 科普柯公司生產(chǎn)的鑿巖臺(tái)車應(yīng)用最為廣泛,常用型號(hào)有Boomer L2D/XL2D/XL3D等[3],均配有1雙鷹式高臂座,大大增加了斷面作業(yè)面積。COP 1238K系列液壓鑿巖機(jī)適用于快速隧道掘進(jìn)鉆孔,鉆孔范圍為38 ~89mm,該鑿巖機(jī)的主要功能和特點(diǎn)有:①內(nèi)置反射減震器,有助于提高鉆桿的經(jīng)濟(jì)性并降低鑿巖機(jī)、推進(jìn)梁和鉆臂的磨損;②動(dòng)力強(qiáng)大,無(wú)級(jí)變速可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)具有高扭矩和出色的速度控制功能;③與鉆桿匹配的細(xì)長(zhǎng)活塞,在不損壞鉆桿的情況下提供最佳的沖擊功率。以Boomer L2D雙臂鑿巖臺(tái)車為例,分析其在鐵路隧道錨桿快速施工中的適用性,如圖1所示。

Boomer L2D鑿巖臺(tái)車鉆孔作業(yè)時(shí),BUT 35重型鉆臂的安裝鉸接點(diǎn)高度為2.175 m,BUT 35鉆臂設(shè)計(jì)長(zhǎng)度為4.031m,可延伸1.60 m,即鉆臂總伸長(zhǎng)為5.631m。BUT 35鉆臂可左右搖擺,最大搖擺角為±45°。BUT 35鉆臂的最大舉升角為+70°/ -45°,當(dāng)鉆臂舉升+70°時(shí)鉆臂前端升高5.291 m。鑿巖臺(tái)車鉆孔作業(yè)時(shí),推進(jìn)梁的推進(jìn)補(bǔ)償為1.80 m。當(dāng)鑿巖臺(tái)車用于隧道掘進(jìn)鉆孔,且臺(tái)車不移位時(shí),臺(tái)車掘進(jìn)鉆孔作業(yè)覆蓋最大寬度為12.40m,覆蓋最大高度為8.650 m,覆蓋面積為104m2,如圖2所示。

由表1可知,Boomer L2D鑿巖臺(tái)車鉆臂作業(yè)能覆蓋速度160 km/h及以下的單線鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖全斷面法施工開挖斷面,不能覆蓋速度200~350 km/h的單線、速度350 km/h及以下的雙線鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ 級(jí)圍巖全斷面法施工開挖斷面。

Boomer L2D鑿巖臺(tái)車可選配BMH 6812、BMH 6814、BMH 6816或BMH 6818型推進(jìn)梁,BMH 6800系列推進(jìn)梁一次鉆孔作業(yè),能滿足單雙線鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ 級(jí)圍巖全斷面法施工開挖循環(huán)進(jìn)尺要求。技術(shù)參數(shù)如表2所示。

經(jīng)計(jì)算分析,Boomer L2D鑿巖臺(tái)車錨桿鉆孔作業(yè)的隧道凈空尺寸應(yīng)滿足表3的要求。從表1可知,Boomer L2D鑿巖臺(tái)車配置BMH 6800系列推進(jìn)梁,錨桿鉆孔的最大作業(yè)高度均大于速度350 km/h及以下的單、雙線鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖全斷面法施工初期支護(hù)的內(nèi)凈空高度,對(duì)隧道全斷面開挖高度及超挖等不確定性因素的適應(yīng)性較好。

綜合以上分析, Boomer L2D鑿巖臺(tái)車適用于速度160 km/h及以下的單線鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖全斷面法施工掘進(jìn)鉆孔作業(yè);選配BMHT 6800系列推進(jìn)梁,適用于速度350km/h及以下的單、雙線鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖全斷面法施工錨桿鉆孔作業(yè)[4],但是在速度140 km/h及以下的單線鐵路隧道內(nèi)不能充分發(fā)揮雙臂同時(shí)作業(yè)的優(yōu)勢(shì)。

1.2 錨桿臺(tái)車適用性

阿特拉斯 · 科普柯錨桿臺(tái)車用于礦山巷道和隧道錨桿支護(hù),具有錨固劑自動(dòng)注漿、錨桿鉆進(jìn)導(dǎo)向等功能,同時(shí)可選配安裝鋼筋網(wǎng)的掛網(wǎng)臂、吹孔裝置、鑿巖機(jī)潤(rùn)滑監(jiān)控裝置等。錨桿臺(tái)車配置COP 1132/1435液壓鑿巖機(jī),該機(jī)為短小輕型鑿巖機(jī),帶有雙緩沖減震裝置,配有動(dòng)力強(qiáng)大、無(wú)級(jí)變速并可雙向轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī),其沖擊功率為11 kW / 14 kW,沖擊頻率為100 Hz / 80 Hz。錨桿臺(tái)車鉆臂及推進(jìn)梁設(shè)計(jì)參數(shù)往往決定了錨桿臺(tái)車作業(yè)覆蓋斷面或有效作業(yè)空間。配有的BUT35HBE或BUT 45M重型液壓鉆臂具有定位直接、快速、準(zhǔn)確的特點(diǎn)。

Boltec EC是一款全機(jī)械化錨桿臺(tái)車,配有計(jì)算機(jī)臺(tái)車控制系統(tǒng)(RCS)、BUT 45M鉆臂、COP 1132/1435液壓鑿巖機(jī),錨桿臺(tái)車的最大作業(yè)高度達(dá)13.0 m,選配BMH 6821型推進(jìn)梁,推進(jìn)梁鉆孔深度達(dá)到6.14 m,可安裝錨桿長(zhǎng)度為1.5~6.0 m;若選配BMH 6816型推進(jìn)梁,錨桿臺(tái)車的最大作業(yè)高度為12.263 m,推進(jìn)梁鉆孔深度達(dá)到4.668 m,可安裝錨桿長(zhǎng)度為1.5~4.5 m;若選配BMH 6814型推進(jìn)梁,錨桿臺(tái)車的最大作業(yè)高度為11.953 m,推進(jìn)梁鉆孔深度達(dá)到4.043 m,可安裝錨桿長(zhǎng)度為1.5~3.9 m;若選配BMH 6812型推進(jìn)梁,錨桿臺(tái)車的最大作業(yè)高度為11.655 m,推進(jìn)梁鉆孔深度達(dá)到3.443 m,可安裝錨桿長(zhǎng)度為1.5~3.3 m,如圖3所示。

錨桿臺(tái)車可作業(yè)的隧道開挖斷面寬度及高度應(yīng)大于推進(jìn)梁的總長(zhǎng)度,同時(shí)隧道開挖斷面高度應(yīng)小于或等于錨桿臺(tái)車的最大作業(yè)高度。Boltec EC錨桿臺(tái)車錨桿作業(yè)的凈空尺寸應(yīng)滿足表4的要求。

綜上,Boltec EC錨桿臺(tái)車適用于速度160~350km/h的單線、速度350 km/h及以下的雙線鐵路隧道Ⅱ、Ⅲ級(jí)圍巖全斷面法施工錨桿支護(hù)作業(yè),同時(shí),其對(duì)隧道全斷面開挖高度及超挖等不確定性因素的適應(yīng)性較強(qiáng)。

2 配置方案選擇

鐵路隧道工程施工前應(yīng)進(jìn)行錨桿施工機(jī)械配置方案設(shè)計(jì),錨桿支護(hù)施工質(zhì)量和速度取決于施工機(jī)械與施工工藝[5]。合理配置施工機(jī)械與施工人員,安排錨桿支護(hù)各工序的順序和時(shí)間,并與隧道掘進(jìn)、運(yùn)輸?shù)拳h(huán)節(jié)相配套,實(shí)現(xiàn)施工工藝的優(yōu)化,是提高錨桿支護(hù)施工速度的重要途徑。方案設(shè)計(jì)應(yīng)考慮以下幾項(xiàng)原則:①施工機(jī)械配置應(yīng)與主要施工方法相配套,與施工工期相適應(yīng);②施工機(jī)械配置的生產(chǎn)能力應(yīng)大于施工進(jìn)度指標(biāo)要求;③充分考慮將圍巖地質(zhì)條件及工程特性與施工機(jī)械的適應(yīng)性相匹配,注重科學(xué)發(fā)揮機(jī)械的總體效率;④選用設(shè)備必須保證有可靠的可維修性,以確保施工設(shè)備的正常運(yùn)轉(zhuǎn);⑤瓦斯隧道錨桿施工機(jī)械的配置應(yīng)符合現(xiàn)行《鐵路瓦斯隧道技術(shù)規(guī)范》(TB 10120-2019)的有關(guān)規(guī)定[6]。

隧道全斷面法錨桿施工機(jī)械選型應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)論證。隧道全斷面法施工的開挖斷面與作業(yè)空間大、干擾小,有條件充分使用機(jī)械設(shè)備[7]。鑿巖臺(tái)車是一種多功能施工機(jī)械[8],其功能主要體現(xiàn)在掘進(jìn)鉆孔作業(yè)、錨桿鉆孔作業(yè)、工作籃輔助安裝爆破炸藥及錨桿作業(yè)。錨桿臺(tái)車是一種專用錨桿施工機(jī)械,集鉆孔、錨桿安裝及注漿等工序于一身。隧道全斷面法錨桿施工機(jī)械選型通常有2種方式:①選配多功能施工機(jī)械,比如鑿巖臺(tái)車既滿足隧道全斷面法施工掘進(jìn)鉆孔作業(yè),又滿足錨桿鉆孔作業(yè);②選配錨桿專用施工機(jī)械,比如錨桿臺(tái)車、鑿巖臺(tái)車(但不一定適用于隧道全斷面法施工掘進(jìn)鉆孔作業(yè))。隧道全斷面法錨桿快速施工多功能施工機(jī)械配置方案(樣例)如表5所示。

綜合實(shí)際研究,隧道錨桿施工機(jī)械選型宜優(yōu)先選配多功能施工機(jī)械,其次考慮選配錨桿專用施工機(jī)械。另外,鑿巖及錨桿臺(tái)車不適用于雙線隧道三臺(tái)階預(yù)留核心土法掘進(jìn)施工和錨桿鉆孔施工,同時(shí)也不適用于雙線鐵路隧道中隔壁法和雙側(cè)壁導(dǎo)坑法錨桿施工。

3 應(yīng)用案例及效用

3.1 水工洞室

錦屏二級(jí)電站引水隧洞礦山法施工(部分),采用26臺(tái)Boomer XL3D鑿巖臺(tái)車和7臺(tái)FlexiROC T35鉆機(jī)。引水隧洞開挖分2個(gè)階段,首先用Boomer XL3D鑿巖臺(tái)車開挖上部高7.5 m的部分,再用FlexiROC T35鉆機(jī)以臺(tái)階式鉆孔方法開挖下臺(tái)階。該工程平均每天掘進(jìn)9.0~12.0 m,分2個(gè)工班施工,每個(gè)工班12 h;每個(gè)機(jī)組配備4名操作手,極大地減少了施工人數(shù),而如果采用傳統(tǒng)方法鉆孔,至少需要30名工人。由于錦屏水電站的巖石是脆性大理巖,極容易發(fā)生巖爆。鑿巖臺(tái)車BUT35鉆臂的長(zhǎng)度能讓工人遠(yuǎn)離掌子面,提高工人作業(yè)安全度。

3.2 鐵路隧道

成蘭鐵路躍龍門隧道和柿子園隧道,為了提高隧道施工的效率和安全性,施工單位采用Boomer L2D和Boomer XL3D鑿巖臺(tái)車用于正線隧道和輔助坑道掘進(jìn)施工及錨桿鉆孔作業(yè)?,F(xiàn)場(chǎng)地層為Ⅳ級(jí)灰?guī)r夾板巖,隧道全斷面開挖,采用Boomer L2D鑿巖臺(tái)車進(jìn)行錨桿鉆孔及輔助安裝錨桿,鑿巖臺(tái)車鉆孔進(jìn)尺約1m/min,施工效率較高。

4 結(jié)語(yǔ)

我國(guó)鐵路隧道工程施工主要采用鑿巖臺(tái)車進(jìn)行掘進(jìn)鉆孔,少數(shù)工程采用鑿巖臺(tái)車進(jìn)行錨桿鉆孔,多數(shù)情況下錨桿鉆孔施工采用人工風(fēng)鉆鉆孔,也有的工程采用錨桿鉆機(jī)鉆孔。鐵路隧道工程地質(zhì)復(fù)雜,斷面類型較多,施工工法復(fù)雜多變,不同圍巖級(jí)別錨桿支護(hù)長(zhǎng)短不一,大型施工機(jī)械不適用于小斷面錨桿施工,多種因素致使鐵路隧道實(shí)施錨桿機(jī)械化施工困難重重。外資鑿巖臺(tái)車在產(chǎn)品可靠性、可維護(hù)性、生產(chǎn)效率及安全性保障等各方面都有優(yōu)秀表現(xiàn),但市場(chǎng)售價(jià)動(dòng)輒幾百萬(wàn)至上千萬(wàn),高昂的售價(jià)致使外資鑿巖臺(tái)車在國(guó)內(nèi)隧道工程施工中的推廣應(yīng)用并不理想。由于國(guó)內(nèi)目前人工成本與機(jī)械化施工成本相比,人工成本仍存在明顯的優(yōu)勢(shì),以至成為鐵路隧道推行施工機(jī)械化的一大阻力,但施工機(jī)械化是提高工效的有效途徑[10]。此外,國(guó)內(nèi)缺少大型鑿巖臺(tái)車操作熟練技工,個(gè)別施工單位購(gòu)買的鑿巖臺(tái)車在施工現(xiàn)場(chǎng)成為擺設(shè)[11]。歐洲發(fā)達(dá)國(guó)家租賃市場(chǎng)發(fā)達(dá),維修配套及時(shí),承包商較少擁有施工機(jī)械,各生產(chǎn)線都利用較為發(fā)達(dá)的租賃市場(chǎng)[12],因此,我國(guó)的隧道施工裝備化、自動(dòng)化還需要一定的發(fā)展時(shí)間,需要建設(shè)、施工單位和裝備研發(fā)單位共同努力,提高重視,降低采購(gòu)成本,實(shí)現(xiàn)成套施工裝備國(guó)產(chǎn)化,并使其早日為我國(guó)隧道建設(shè)事業(yè)發(fā)揮作用。

參考文獻(xiàn)

[1]張民慶,何志軍,黃鴻健,等. 鐵路隧道安全施工幾個(gè)關(guān)鍵問(wèn)題的研究與探討[J].鐵道工程學(xué)報(bào),2013,30(11):69-74.

[2]林毅,王立軍,姜軍. 鄭萬(wàn)高鐵隧道施工大型機(jī)械化配套及信息化應(yīng)用探索[J].隧道建設(shè)(中英文),2018,38(8):111-120.

[3]胡家盈. 隧道鑿巖機(jī)器人鉆臂關(guān)鍵技術(shù)研究[D].四川成都:西南交通大學(xué),2016.

[4]劉云. 隧道開挖輪廓線快速放樣方法的探討[J].山西建筑,2008,34(5):322-323.

[5]焦江楓. 地質(zhì)應(yīng)力條件及支護(hù)方式探究[J].能源與節(jié)能,2017(9):54-55.

[6]劉健,仲奇,岳秀麗,等. 隧道錨桿支護(hù)的力學(xué)性能分析[J].鐵道建筑技術(shù),2017(9):19-22,32.

[7]何偉. 灰色系統(tǒng)理論在隧洞工程中的應(yīng)用研究[D]. 陜西西安: 西安理工大學(xué), 2010.

[8]王光欣. 模塊化門式多功能鑿巖臺(tái)車研究[J].起重運(yùn)輸機(jī)械,2017(3):64-68.

[9]葉守杰,嚴(yán)金秀. 青島膠州灣隧道結(jié)構(gòu)防排水系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代隧道技術(shù),2010,47(3):18-23,31.

[10] 鮮國(guó). 成蘭鐵路隧道施工機(jī)械化配套應(yīng)用分析[J].山西建筑,2016,25(12) :144-146.

[11] 馬宏偉. 液壓鑿巖臺(tái)車開挖隧道控制超欠挖施工技術(shù)[J].隧道建設(shè),2009,29(2):254-256.

[12] 付庭茂. 隧道機(jī)械化配套施工新模式分析[J].工程技術(shù)研究,2018(1) :37-38,130.

收稿日期 2019-09-12

責(zé)任編輯 孫銳嬌

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