XTR260型掘进机在黑山南北高速公路IV、V级围岩隧道施工中的应用
发表时间：2018-08-15T11:18:03.930Z 来源：《防护工程》2018年第7期作者：张士源
[导读] 介绍XTR260型悬臂掘进机在黑山共和国南北高速公路IV、V级围岩开挖掘进技术，就掘进机的选型及性能、掘进施工方法、安全质量控制等进行了阐述
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摘要：介绍XTR260型悬臂掘进机在黑山共和国南北高速公路IV、V级围岩开挖掘进技术，就掘进机的选型及性能、掘进施工方法、安全质量控制等进行了阐述，同时结合工程实践对掘进机施工的适应性、效率、安全性初步总结分析，提出采用掘进机施工的一些改进方法。
关键词：欧洲公路隧道悬臂掘进机台阶法开挖技术适用性分析
快手网名女1引言
目前采用“矿山法”施工的地下工程，主要是采取“钻爆法”开挖技术，“钻爆法”应用时间久，技术成熟，开挖进度快，但其安全性较差、振动对周边环境及建筑物影响大、产生地烟尘对人身健康影响高等。在中交隧道局黑山南北高速公路隧道施工中，根据当地环保要求，结合隧道IV级、V级围岩占比大的特点，选
择了XTR260型悬臂掘进机在黑山自然保护区进行隧道开挖作业，体现出了安全、质量、环保等方面的优越性。
2 工程概况及开挖方式选择
手机缓存怎么清理黑山共和国南北高速公路为巴尔港至北部保加利主干道中的一段，中交隧道局承建的第四标段（K31+800~K40+866段）地处黑山国家自然保护区内，线路海拔1010～1140m，所经之处山势陡峭，地形条件极为复杂。本标段隧道共6座，总长为7029单幅米，占线路总长的40% 。
地质条件差，软弱围岩占比大：主要为复理石地层，强-中风化，节理、裂隙发育，泥质胶结，层理结构，稳定性较差，岩石最大强度为50Mpa；地处保护区，环境保护和质量控制要求高。高速公路采用4车道，分幅设计，隧道采用双车道断面。
综合考虑工程的安全、质量、环保及进度要求，尽可能降低工程成本，采用XTR260型悬臂掘进机进行隧道开挖施工。
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3 单臂掘进机掘进施工
3.1台阶法开挖方法
黑山项目的隧道由于开挖断面较大，受到掘进机开挖高度的限制，在Ⅳ级段落采用上下台阶法施工， V级围岩采用上下台阶预留核心土法施工。
在V 级围岩中环状（1部）开挖进尺，根据地质条件每次开完1～2榀钢拱架长度，根据地质条件及当地监理要求，V a级围岩每循环开挖1m，V b开挖0.8m， Vc开挖0.6m。在Ⅳ级围岩中，每循环开挖进尺：Ⅳa级围岩每循环开挖1.5m，Ⅳb开挖1.2m,Ⅳc开挖1.5m。
3.2切割掘进
3.1.1轮廓线定位
采用激光测量定位仪定位。由测量人员在已支护段固定点上设置8个红外激光仪，掘进机司机根据红外线定位进行截割，每次测量时移动红外定位点。
3.1.2切割作业步骤
（1）在上台阶选择一侧开始施工。隧道掘进机就位后，先进行扫底作业，而后根据一定切割路线切割，大致切割顺序为自下而上、左右循环切削。
（2）根据围岩情况，确定首次掘进距离。首次以0.5m为尝试掘进距离，而后递进分层切割，直到上
台阶单侧符合快速掘进的目标值，修正轮廓线后，进行另一侧切割，同时装载机进入，在已开挖一侧进出渣作业。
（3）当切割较软的岩石时，采用左右循环向上的截割方法；当截割稍硬岩石时，采用由下至上从左到右截割的方法；当断面节理较发育时，应沿节理方向切割；当局部遇到硬岩时，先掘进周围软岩，使大块硬岩坠落，采用改炮方式另行处理，以降低掘进难度及截齿消耗。
（4）若有大量泥岩，且地下水丰富时，选用螺旋叶片式截割头，配长型截齿，避免泥岩粘附于截割头表面。
（5）下台阶开挖时，先开挖两侧，后开完中部，保证格栅钢架及时接长及锁脚锚杆的施工。
（6）仰拱开挖采用掘进机和挖掘机相结合的开挖方式，有效提高开挖效率。
3.3配套设备
为了最大发挥掘进机的效率，加快施工进度，最大限度降低工程成本，减少掘进机停工时间，配置了Boomer双臂液压凿岩台车、Spraymec8100VC型湿喷机械手、ROTO38.16型旋转作业平台安装格栅拱架，ULT200型装载机，同时配备了相应的运渣车，并配备了CAT-325型挖掘机带振动锤进行仰拱开挖作业。
3.4通风除尘
武则天的墓在南北高速隧道施工中，XTR260型悬臂掘进机应用过程中最大独头掘进850m，采用压入式通风方式，安装SFD-11/2-55KW型通风机，直径1.2m风管。
配置了高压喷雾除尘系统，配备封闭式水箱和高压喷雾泵，采用环向多角度喷雾，配合风机除尘，有效改善隧道除尘效果，降低隧洞内粉尘含量。
4.掘进机开挖工法分析
通过黑山南北高速公路隧道Ⅳ、V围岩施工实践，以及在II、III类围岩中的应用，现就掘进机开挖隧道的实用性、经济性进行简单分析：
4.1适用性分析
4.1.1掘进机对岩石的实用性
黑山南北高速公路隧道大多数地段属于复理石地层，最大单轴抗压强度50 MPa，层间距小于500mm，特别是在Ⅳ、V围岩中，由于强度低，适用掘进机开挖。如果围岩强度大于40 MPa，除非隧道局部特殊要求进行机械开挖，否则不建议采用掘进机施工。
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4.1.2开挖工法的实用性
管理合同悬臂掘进机适用于上下台阶法及全断面开挖施工，由于黑山共和国采用“新奥法”设计理念，对仰拱跟进及衬砌紧跟不做要求，给其作业提供了很大的发挥的空间。
4.2开挖效率
采用悬臂掘进机施工，可以开挖与出渣同时进行，在上掌子面开挖完成后，进行初期支护的同时，移机进行下半断面的开挖，开完与排烟除同步，减掉了钻眼、装药、除尘及出渣的时间，在本工程中，Ⅳ围岩最高月开挖成洞80 m,V围岩最高月开挖成洞 65 m，大大提高了施工进度。
4.3 安全、质量、环境
采用掘进机施工，减少了开挖过程中的人员，减少了群死群伤的风险；在本工程中实现了超挖控制在7cm以内，欠挖控制在为0cm，切实解决了隧道的超欠挖的难题；配备了喷雾除尘系统，保证了洞内环境满足了欧洲标准；减少了爆破震动，满足了对自然保护区内房屋、野生动物影响的相关要求。黑山南北高速堵头掘进最长距离850m，采用压入式通风方式，与除尘机配合，由于开挖距离短，保证洞内作业环境，建议今后施工中如果开挖距离超过1500m，选用压抽联合通风方式。
互不干涉内政5.结语
在黑山共和国南北高速公路四标隧道施工中，根据当地的相关要求，结合工程地质情况，选用了XTR260型悬臂掘进机开挖作业。目前全线最长的隧道Jabuka隧道（双线长2815m）顺利实现全线隧道首贯通。隧道机械化开挖方式正在逐步推广，具有安全、快速、安全、环保等优势，同时也受到开挖方法、围岩特征等条件的限制，通过不断改进，将逐渐成为隧道开挖的主要方式，具有很好的应用前景。参考文献
[1]黑山南北高速公路工程隧道施工特殊技术条件
[2]EN 12111 隧道机械要求、ONNRM B2203隧道施工规范（奥地利）
[3]《公路隧道施工技术规范》，中华人民共和国交通运输部发布，2009年8月25日.
[4]《铁路隧道工程施工技术指南》，铁道部经济规划研究院发布，2008年10月20日.
[5]漆泰岳李斌，悬臂掘进机在复杂断面地铁隧道中的应用研究，现代隧道技术，（2011）04-0032-07.
