隧道机械化施工设备汇报.ppt

隧道机械化施工主要装备,中国铁建重工集团有限公司 2015年11月,1,汇报提纲,二、隧道施工机械化配套,三、隧道施工机械化关键装备,一、集团概况,四、其他设备,五、服务业务,2,1、基本情况,中国铁建重工集团有限公司（简称铁建重工）隶属于中国铁建股份有限公司，2014年新签合同额50亿，营业收入42亿，中国机械工业百强第74位。 员工总数3200人，其中地下工程装备专职研发人员500人（享受国务院特贴9人，博士11人）。 完全自主研发，唯一没有国外技术背景的地下工程装备民族品牌； 拥有长沙、株洲、四川、兰州、乌鲁木齐五大产业园,3,视频,一、集团概况,2、发展历程,4,一个年轻有活力的企业,一、集团概况,土压平衡盾构机,泥水平衡盾构机,双模斜井TBM,单护盾TBM,3、产品产业,5,一、集团概况,混凝土喷射台车,链刀式连续墙设备,护盾式掘锚机,预切槽设备,凿岩台车,一、集团概况,3、产品产业,6,3、产品产业,一、集团概况,7,8,二、隧道施工机械化配套,15人,18人,国内现状,恶劣的工作环境，强体力劳动，易发职业病； 危险的工作区域，突发事故，极易导致群死群伤。,国内现状,机械化程度高 产品系列化、功能多样化 设备集成化、自动化程度高 产品种类齐全 凿岩台车技术成熟、种类齐全 湿喷机械手和拱架安装机应用广 模板台车和仰拱整体模板可靠性强 专用设备效率高、作业人员少 工法与装备协调 全断面施工、初期支护封闭紧跟掌子面,国外现状,国外现状,立拱和铺设防水板,国外现状,TBM法：敞开式、单护盾、双护盾 盾构法：圆形、异形 钻爆法：两臂台车、三臂台车、门架台车 预切槽法：预切槽机 悬臂掘进机法：全断面、半断面,设备选型工法配套,施工工法与机械化配套,装备配置的几项参考原则,隧道长度大于600倍洞径时可以选择TBM工法 围岩强度大于30MPa时可以选择TBM法、钻爆法 围岩强度小于30MPa时可以选择盾构法、悬臂掘进机法、 钻爆法 围岩强度小于10MPa时可以选择预切槽法 钻爆法适用任何硬岩隧道，硬岩双线隧道采用钻爆法为最优 短隧道群宜选用机动灵活的开挖支护装备,一、硬岩双线隧道-钻爆法,双线硬岩隧道-钻爆法,二、硬岩单线隧道-钻爆法,单线硬岩隧道-钻爆法,单线硬岩隧道的主要问题是出渣工序时间控制和组织,三、硬岩单线隧道TBM法+平地王,单线硬岩隧道-TBM法,上台阶TBM+下台阶钻爆法+平地王,TBM导坑先行,平地王扫底,仰拱捡铺底 平地王修整仰拱 自行式仰拱栈桥 整体式仰拱模板,单线硬岩隧道-TBM法,20,三、隧道施工机械化主要装备,开挖装备全电脑凿岩台车,21,ZYS113数字化三臂凿岩台车,钻臂,钻臂,钻臂,工作吊篮,水管卷盘,电缆卷盘,驾驶室,推进机构,全电脑二臂、三臂凿岩台车,ZYS82数字化三臂凿岩台车,三臂凿岩台车 全断面：-级围岩 微台阶法：级较稳定围岩 带仰拱起爆的钻爆设计,开挖装备,视频,23,全电脑三臂凿岩台车,开挖装备,24,全电脑三臂凿岩台车,开挖装备,25,全电脑二臂凿岩台车,开挖装备,26,全电脑二臂凿岩台车,开挖装备,27,方式对比,开挖装备,1）自动作业 钻孔布置图导入到控制系统，自动控制多臂同钻，可实现在线诊断、远程控制。 2）定位精确 电液自动调节微动控制，实 现钻孔精确定位。 3）环保健康 封闭作业，降噪防尘。,产品优点,开挖装备,4）30m超前钻探与注浆加固 可在线判断地质情况并本机实现不同地质爆破支护方案。,产品优点,开挖装备,台车作业和人工作业比较表（作业断面：100平方）,30,产品优点,开挖装备,31,不同钻孔方式对比,开挖装备,支护装备多功能作业车,32,国内现状：单一功能机械装备或人工作业,33,支护装备,34,拱架安装模块,装药模块（可选配）,双工作平台，大大提高安装锚网，装药等效率,前驾驶,后驾驶室,工作框内配置风动凿岩机、气动螺母锁紧装置、焊机接口，方便框内施工操作,多功能作业车,支护装备,35,作业车安装,人工安装,劳动强度大 定位调整困难,劳动强度低、效率高、安全可靠、精确控制定位,产品优点,支护装备,支护装备系列喷射台车介绍,36,四大系列混凝土喷射台车,37,支护装备,38,四大系列混凝土喷射台车,支护装备,HPS3016系列混凝土喷射台车,视频,39,支护装备,单位：m3/h,40,（1） 生产效率高,湿喷台车施工优点,支护装备,（2） 喷射质量好 喷射台车采用预搅拌混凝土，自带稳定风压空压机喷射，提高混凝土的密实度、匀质性。避免了传统人工喷射空洞、强度不达标的缺点。,台车喷射效果,人工喷射效果,41,支护装备,湿喷台车喷射质量好,砼水灰比控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,好,支护装备,速凝剂掺量控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,差,湿喷台车喷射质量好,支护装备,喷射风压控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,差,湿喷台车喷射质量好,支护装备,45,与受喷面距离及角度控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,差,湿喷台车喷射质量好,支护装备,（3） 安全环保性 喷射台车采用预搅拌混凝土，施工人员远离喷射面遥控作业，大大减少了粉尘量避免了对施工人员健康造成的危害；,46,支护装备,湿喷台车喷射安全性高,喷射台车采用遥控控制设备进行喷射作业，操作手可距掌子面10米处进行作业，作业区域位于已完成支护洞段，提高了操作工人的安全性。,支护装备,蒙华铁路：全线推广隧道机械化施工的在建铁路项目,典型应用,48,支护装备,49,典型应用,支护装备,50,双线隧道全断面施工,典型应用,支护装备,51,单线隧道全断面施工,典型应用,支护装备,52,台阶法施工,典型应用,支护装备,林拉公路米拉山隧道：高原（4800m）高寒隧道,施工单位：中铁十二局,53,支护装备,一台HPS3016喷射台车负责两个洞口 创造连续5个月喷射超2500m/月的行业记录,成贵铁路蔡家寨隧道,施工单位：中铁十八局,装运装备,54,装运作业 装载机：2台；或扒装机1台， 自卸卡车或皮带运输机,装运装备,自行式加长仰拱栈桥,56,仰拱栈桥,一、现有仰拱栈桥的特点,1、目前已有的通用栈桥长度在12米左右，可满足仰拱结构一次性施工68米。 2、当跨度超过20米后，栈桥中间设支撑。利用混泥土早期强度为栈桥自重及通行载荷提供支撑，配合专用柔性底座及自动走行轨道。 3、采用液压控制，具备前、后、左、右移动功能，行走采用电控专用小车，整个栈桥就位无需人工铺轨，1人即可操控。 4、部分高配的栈桥配仰拱滑模机构，以便混凝土结构立模。 5、通过载荷50T。,图四：仰拱滑模,仰拱栈桥,二、自行式大跨栈桥,市场上现有的栈桥仅能满足仰拱一次性施工68米，底板结构分段短接茬多。为避免施工期间仰拱初期支护封闭不及时，以及今后重载运营期间隧道结构失稳，结构沉降开裂，翻浆冒泥等病害。仰拱初期支护必须紧跟开挖面，同时仰拱结构（钢筋混凝土仰拱以及仰拱回填）一次性施工长度不得短于24米。,图四：仰拱滑模,不少于24米,仰拱栈桥,三、案例,日本制造的某隧道栈桥长度达到70米，仰拱作业区可达到34.5米，自带仰拱滑膜模板以及桥面可开启材料放入孔，自动化程度高。,仰拱栈桥,二衬作业-衬砌台车、防水板台车,60,防排水及钢筋绑扎 防水板及钢筋铺设台车,降低作业强度 提高作业功效 减少作业人员,防水板台车,二次衬砌 自行式衬砌台车： 移动方便 定位准确,衬砌台车,快速除尘设备介绍,64,65,在钻爆法隧道施工中，钻孔爆破是施工流程的主要工序，而爆破后在掌子面产生的烟尘难以避免而影响下一工序的施工。,65,1.施工现状,除尘设备,66,隧道进尺浅（一般小于100m）时，通常采用自然通风排尘；,66,2.通风除尘现状,隧道进尺深时，通常采用通风风机排尘；,但随着隧道进尺加深，排尘效果越来越差，烟尘易 聚集在洞内难以散去；,除尘设备,67,67,1.总体尺寸,湿式除尘方案,除尘设备,68,68,2.隧道内位置,在隧道两侧分别放置一台车拖动两个除尘风机，风机进风口上下布置，提高除尘效率。,除尘设备,69,69,3.工作原理,通过通风风机产生的正压与除尘风机产生的负压形成对流，使带有烟尘的空气流入除尘风机内，经过除尘器的喷雾与过滤，排出干净的空气。,除尘设备,除尘器 辅助通风机，进行隧道内降尘处理，改善作业环境。,除尘设备,71,71,4.技术参数,除尘设备,72,四、其他装备介绍,73,拱架式隧道预切槽设备,视频,中心轴式隧道预切槽设备,74,施工现场,75,土压平衡盾构,76,泥水平衡盾构机,15m级超大直径泥水平衡盾构机,掘进装备,国内首创国家863计划支持,8m全断面硬岩掘进机（TBM）,77,吉林中部城市引松供水工程输水总干线隧洞。,护盾式掘锚机,实现了巷道施工的掘、锚同步，具有高效、安全、环保的特点，为世界首创,78,链刀式地下连续墙设备（CRW),新型搅拌水泥土地下连续墙施工设备，成墙深度60m，具有施工效率高、防渗质量好的明显优势。视频,79,成套制砂机械,新型环保干式制砂系统,轮胎式移动破碎站,骨料筛分站成套设备,80,五、服务业务,81,为了共同推进国内隧道机械化施工水平，推广机械化施工工法，在常规产品服务基础上，铁建重工根据玉磨铁路工程需要，成立了一支由施工专家、设备专家等组成专业团队，负责隧道机械化施工的技术支持、员工培训及服务工作。根据指挥部、工程单位需要沿线设置服务站，提供技术咨询、售后服务业务。,82,83,工法促进装备发展 装备推动工法革命 共同推动社会进步,知识回顾Knowledge Review,