全斷面巖石掘進機在煤系地層中施工的體會

全斷面巖石掘進機在煤系地層中施工的體會(一)

巖石全斷面掘進施工是當今最先進的地下施工方法,掘進速度快、機械化程度高、勞動條件好、對環(huán)境影響較小,因此,日益受礦業(yè)人士的重視,已廣泛應用于煤礦等能源開采領域。由于煤礦的地質條件復雜,開發(fā)適合煤礦地質條件的中小型掘進機也是今后需要解決的課題。

全斷面巖石掘進機施工經(jīng)濟分析

介紹了全斷面巖石掘進機的工作原理、掘進機施工的一些關鍵技術,簡單介紹了國內外應用掘進機施工的工程案例。

隨著我國鐵路、公路、水電工程、南水北調、西氣東輸、城市地鐵、市政供水供電和排污等大規(guī)模基礎建設項目的開展,未來20年平均每年約有300km共6000km的隧道需要開挖。由于工程規(guī)模大、地質條件復雜,工程施工速度、環(huán)保、質量和效益要求高,

本文通過一些實例,簡要介紹了全斷面巖石掘進機在我國的使用發(fā)展情況,提出了掘進機快速施工的三要素,同時為國內掘進機用戶介紹了國外掘進機制造公司的主要概況。

本文通過一些實例,簡要介紹了全斷面巖石掘進機在我國的使用發(fā)展情況,提出了掘進機快速施工的三要素,同時為國內掘進機用戶介紹了國外掘進機制造公司的主要概況。

全斷面巖石掘進機(tbm)技術研究與開發(fā)是“南水北調工程成套設備研制”項目的課題。課題以滿足南水北調西線工程建設需要為目標,以遼寧大伙房工程和新疆艾比潮流域生態(tài)與環(huán)境保護工程為依托工程,針對國產(chǎn)全斷面巖石掘進機存在的問題,結合深長隧洞特點和具體工程地質條件,展開tbm關健技術研究。課題由tbm總體設計技術及主機的研究與開發(fā)、超前地質探測預報和處理技術及設備研究和tbm后配套系統(tǒng)的研究與開發(fā)3個專題組成。該課題研究涉及機電設備的設計、測試方法,儀器的軟硬件開發(fā),水工地質和施工技術研究等多個領域。經(jīng)3年努力,課題解決了深埋長大山嶺隧洞tbm施工中的裝備設計及施工技術等方面的部分技術難題,建立了tbm快速設計平臺,生產(chǎn)了兩臺tbm,開發(fā)了超前地質預報和后配套系統(tǒng)的相關儀器設備和分析、計算、決策等多個軟件,形成了一套完整的設計、制造和研發(fā)體系。課題研究成果達到整體國內領先,部分國際先進水平。目前課題成果已應用于大伙房等工程,并將應用到南水北調西線工程的研究設計中,課題的研究對促進我國自主研制開發(fā)現(xiàn)代tbm,推動全斷面巖石掘進機的國產(chǎn)化,增強我國重大裝備的自主創(chuàng)新能力起到了極大的推動作用。

引進全斷面巖石掘進機施工推動我局隧洞的快速掘進

由于機械化隧道掘進施工技術正在我國各種隧道工程建設中蓬勃發(fā)展,施工單位對關鍵施工裝備——盾構機和巖石掘進機(tbm)的需求激增,從而也使掌握這種先進和復雜設備的基礎理論知識成為必要。本社現(xiàn)有關于全斷面盾構機和tbm方面的技術圖書各一部,全面系統(tǒng)地內容對掘進設備制造

全斷面巖石掘進機刀盤結構設計涉及多學科,極具復雜性和挑戰(zhàn)性。通過對已有公開資料的研讀和相關工程的調研,發(fā)現(xiàn)全斷面巖石掘進機的發(fā)展——盤形滾刀耐磨容量的提高、背裝式換刀技術的實施等對其刀盤結構、強度和剛度提出了更高要求。刀盤是多功能——破巖、拾渣、出渣、方便作業(yè)人員進到掘進面及方便運輸?shù)鹊募象w,其結構應是充分實現(xiàn)這樣功能的有機整體,即刀盤整體結構布局、設計、刀盤關鍵參數(shù)的確定、盤形滾刀的分布與安裝等應以這樣功能的充分實現(xiàn)為目標,以圍巖、刀盤強度和剛度等約束為條件進行整體有機化設計。這樣理念的提出,為全斷面巖石掘進機刀盤設計理論的創(chuàng)新發(fā)展提供了有益借鑒。

tbm在我國正被逐步推廣應用,成功使用的捷報頻頻傳來,頗使人們歡欣鼓舞,同時也產(chǎn)生了值得思考的問題如:今后如何解決大規(guī)模隧洞建設對tbm的需要?國內無產(chǎn)品,都買國外的?……擺在決策者面前的一個突出問題是——我國tbm如何發(fā)展?對此問題的探索離不開對我國tbm發(fā)展艱難歷程的認識,筆者有一些思考僅供參考。

文中對全斷面巖石掘進機(fullfacerocktunnelboringmachine,簡稱為tbm)施工中所遇到的困難地層及其特點進行了分析,并對困難地層施工中tbm自身所應采取的輔助措施及困難地層中tbm的施工技術進行了探討。以tbm通過溶洞和遇有大范圍破碎帶時的困難地層為例,探討了tbm通過這樣地層的施工技術措施,以期有利于我們國家全斷面巖石掘進機施工技術水平的提高。

在總結傳統(tǒng)鉆爆法施工所用巖體分類系統(tǒng)的基礎上，提出了全斷面巖石掘進機施 工中巖體的地質地層特性是不可忽視的因素，從而建議相關機構，加強這方面的研究， 以期加快我國地下工程施工的機械化步伐。

全斷面巖石掘進機簡稱tbm,是集機械、電子、液壓、激光、控制等技術為一體的高度機械化和自動化的大型地下隧道開挖襯砌成套裝備,該設備進行隧洞施工具有快速、高效、安全可靠、施工質量好、成本低等優(yōu)點。重點闡述了tbm在隧洞施工過程中需要解決的技術問題。

中國目前的地下工程圍巖分類法,其核心為圍巖穩(wěn)定性,對于全斷面巖石掘進機施工并不完全適用。從隧洞掘進機施工的特點和總結影響護盾式掘進機施工的地質因素入手,嘗試提出以巖性及巖性組合、圍巖完整程度、地下水為主要衡量指標的掘進機施工適宜性分類方法,并介紹了山西引黃工程隧洞護盾式掘進機施工的實踐,可供同類工程勘察、襯砌設計參考。

全斷面巖石掘進機施工對地質地層狀況非常敏感.對施工洞線穿過的地質地層進行科學勘測在很大程度上是選用全斷面巖石掘進機施工成敗的可靠保證.通過對全斷面巖石掘進機作業(yè)特點的詳細分析,提出了施工地質勘測點應選在支撐油缸換步支撐點處;根據(jù)不良地質地層(文中以斷層破碎帶為例)出現(xiàn)的概率,以勘測出的不良地質地層的出現(xiàn)與否為隨機變量構造隨機變量函數(shù)ξ=(ηn-np)/np(1-p),當勘測點數(shù)量足夠大時,此隨機變量函數(shù)近似服從標準正態(tài)分布.據(jù)此估計出了在一定不良地質地層出現(xiàn)概率的條件下,為盡可能(概率值)多地勘測出不良地質地層,至少應鉆探的勘測孔數(shù)量.通過某實際工程段的應用,證明此理論具有一定準確性.

目前,我國還沒有一套與國內計費系統(tǒng)相匹配的實用tbm施工計費方法。對全斷面巖石掘進機施工費用計費的基礎數(shù)據(jù)來源以及費用分析方法的論述,簡要介紹了適合我國計費體系的全斷面巖石掘進機施工計費分析方法,對完善適合我國計費體系的tbm施工費用計費方法,具有重要的參考價值。

１擴孔式掘進機１１擴孔式掘進機概述擴孔式全斷面巖石掘進機（以下簡稱擴孔式掘進機，見圖１）是一種先打導洞，緊接著分極或一次擴孔掘進成洞的機器。圖１擴孔式掘進機在用支撐式或護盾式全斷面掘進機開挖隧洞時，當?shù)侗P最外緣的邊刀滾動線速度超過刀具設計最大允許值...

全斷面巖石隧洞掘進機應用的主要制約因素是對不良地質條件適應性差,在一定程度上限制了其快速發(fā)展與推廣運用。結合國內多個工程建設實例,對全斷面巖石隧洞掘進機在各種不良地質洞段處理,如在土質、泥質巖層、膨脹巖、斷層及斷層影響帶、巖溶洞段等的施工方法進行了探討和總結。

兗州礦業(yè)(集團)公司機械制修廠以提高掘進機的行走性能為前提,對掘進機行走機構的設計要求進行理論分析和研究,在提出履帶行走機構在掘進機中的各項功能以后,明確了行走機構

為了解決國產(chǎn)巖石掘進機硬巖巷掘進中暴露出的問題，在ebh300（a）巖石掘進機過程中，進行了機械結構和機械功能等方面的創(chuàng)新設計，解決了切割機構振動問題，提高了切割減速箱的壽命，增強了裝運機構的裝運能力，解決了超掘和欠掘問題。通過在f≤13的巖巷掘進中實際應用，驗證了該掘進機性能的可靠性，改變了爆破法開拓巖巷的落后生產(chǎn)工藝，提高了煤礦巖巷開拓的生產(chǎn)效率和安全性。