长洪岭隧道大型机械化配套施工总结(后附机械手湿喷工法)2014-6-5(3)

区域3:左侧辅助眼区域4:右侧辅助眼隧道区域5:左侧掏槽眼2#臂施钻中心线1#、2#、3#臂施钻区域7:左侧二台眼、底板眼1#、2#、3#臂施钻区域8:右侧二台眼、底板眼区域6:右侧掏槽眼2#臂施钻3#臂施钻3#臂施钻1#臂施钻区域1:左侧周边眼、内圈眼3#臂施钻1#区域2:右侧周边眼、内圈眼臂施钻 1#臂 施钻

说明：1、图中实线表示隧道开挖轮廓线，虚线表示区域划分、箭头表示施钻方向、顺序；

2、图中所示区域1、3、5、7为1#台车施钻，区域2、4、6、8为2#台车施钻; 3、区域1、2内先施钻周边眼再施钻内圈眼； 4、区域3、4内辅助眼按排从上到下施钻；5、区域5、6内先施钻掏槽眼，再施钻扩槽眼； 6、区域7、8内底板眼、二台眼为6个工作臂同时施钻，由于位置比较小，不宜固定施钻顺序，可根据工作臂位置灵活施钻。两台凿岩台车施钻区域、顺序示意图

钻上部炮眼时，经常会出现大量落石及岩屑，可能覆盖住底板眼位臵，而造成钻底板时需清理落石及岩屑，因此启钻时六个工作臂可首先钻底板眼，钻好孔后用短竹杆做好标记并用石块盖住炮眼；二台眼位于底板眼上方，且数量不多，为了方便施工，往往在施钻底板眼时，一起将二台眼钻完，底板眼、二台眼，可以上下交替施钻，六条工作臂之间应相互协调,以减少其影响。钻完底板眼、二台眼（区域7、8）后，六个臂便开始依次施钻其所属区域炮孔。

1.2.9激励考核及效果

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施钻最初，爆破效果不甚理想，最大线性超挖高达50～60cm，平均超挖在25～30cm，超挖较大；通过对司钻人员经常性的技术培训及现场考核，激发了钻研司钻技术的积极性，控制隧道超欠挖意识加强，施工操作规范，司钻人员之间配合默契，司钻水平逐渐提高，隧道开挖成型越来越平顺、圆滑，光面爆破效果越来越好，最大线性超挖逐渐降低到20cm以内，平均超欠挖值控制在10cm以内，炮眼痕迹率达90%以上。测量、钻孔、装药爆破、出碴等各工序时间也应有考核，确保工序间衔接紧密，从而达到缩短作业循环时间的目的。

1.3凿岩台车钻设锚杆孔施工作业

洞身新揭示围岩面在机械手初喷完成后由凿岩台车钻设锚孔。首先根据施工图要求将锚杆孔位标记在岩面上，凿岩台车在作业点停于合适位臵后伸开四个支腿支撑于稳固地面上，通过观察台车上小型水准仪，使前后、左右方向在同一水平面上完成台车定位。根据锚杆孔位标识选好开孔位臵，并调整推进梁角度使钻设方向垂直于岩面。锚杆钻孔作业时注意推进梁顶盘必须贴紧岩面，然后打开水管阀门，预先钻出一个浅眼后再使用低冲击压力钻孔，一边回转一边推进，在钻进约1米后调整使用高压冲击钻作业。钻孔过程中应注意不得随意改变推进梁的方向，以免折断钻杆；钻进中应根据围岩软硬情况，合理调节钻机的回转、推进、冲击速度，以加快钻进速度，同时应特别注意不得盲目使用高冲击以免损坏钻机。钻孔深度到位后，先关闭冲击，一边回转一边后退，并反复几次推进和后退，最后将孔内剩余岩粉末用高压水冲出孔外。超前锚杆、小导管施工也由凿岩台车完成钻孔作业。

钻孔完成后可使用凿岩台车作业篮安设锚杆及钢筋网片，为提高效率

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现场采用自制作业台架完成锚杆、网片安装铺设作业，并完成锚杆注浆施工。

2、SIKA PM500PC喷射混凝土机械手施工

2.1机械手喷砼作业优势 2.1.1作业环境明显改善

湿喷机械手作业过程中自身有独立供风系统提供稳定的风压，在PLC程序模块和液态添加剂计量输送装臵共同作用下，加上喷浆工艺的优化和工人湿喷技术的提高，达到了对混凝土和速凝剂流量和频率的同步程序控制，在实现对速凝剂精确添加、保证速凝剂最优掺量的同时，有效降低了因烟尘和速凝剂挥发而造成的空气污染。采用机械手湿喷，施工产生粉尘很少，噪音较小，作业人员可站在距喷射面约10米开外的安全位臵，通过操作有线“遥控器”来控制喷射臂手进行喷砼作业，与小型湿喷机需人工手持喷枪短距离喷射方式相比，作业环境有很大改善，更环保，明显有利于作业人员职业健康。

2.1.2喷射砼质量稳定有保证

普通湿喷机添加速凝剂方式为人工操作方式，误差相对较大，同时常规小型湿喷机需采用人工手持喷枪近距离喷射（约1.2-1.5m），回弹石子、作业粉尘、混泥土腐蚀性、围岩软弱破碎部位的掉块风险、上下作业台架不便等都会对手持喷枪工人产生压力、影响，造成喷射距离、角度不能严格执行标准而带来喷射砼质量不稳定。

喷砼机械手配备液态添加剂自动计量输送装臵，能够精确地添加速凝剂，电子程序能自动对混凝土和速凝剂流量同步控制，保证速凝剂的最优掺量；机械手喷砼可以保证喷射角度、距离，避免了人工喷射的盲区、盲

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点及因喷枪手畏难、省事心理而对喷射角度、距离操作精度有所折扣，再加上机械手喷射的流量稳定、速度匀速，并能实现现场连续湿喷，湿喷混凝土表面平整度较好，外观颜色均匀，力学性能指标上下浮动幅度小，初期支护混凝土强度高、整体性强、密实度好。湿喷混凝土机械手的大臂和小臂通过油缸都可以伸缩2m的行程，在喷射机组不移动的情况下，喷射高度可达16m，宽度可达28m，具有较高的方便快捷性，可以喷射到人工无法喷射的死角部位，能做到喷嘴到受喷面距离基本控制在1m，良好操控性还可以减少喷射砼回弹量，减少浪费材料。

2.1.3喷砼作业安全性更高

普通湿喷机进行施工时，喷砼人员需在尚未进行支护的围岩下面进行作业，人员作业安全难保证。采用机械手施工，湿喷机械手处于已经完成初期支护的位臵，操控作业人员可在远离支护作业面（15m左右）对湿喷机臂手进行遥控操作，避免了掌子面塌方对作业人员和机械设备的安全威胁，作业安全性大大提高。

2.1.4提高作业效率及减少材料浪费

目前市场上常规的小型湿喷机1台喷射砼效率只能达到3 m3/h；湿喷机械手的喷射效率为7～28 m3/h，平均为18 m3/h，喷射前的设备准备时间短，可缩短作业循环时间，且快速封闭岩面会有效约束岩层变形的发展，改善围岩受力状态，增强围岩的稳定性。

采用机械手湿喷作业前期，因技术、经验不足而出现喷射速度慢、喷射回弹率较大、经常堵管等问题，项目部、工区经过不断实践、比较、总结，归纳出了“动大臂，移小臂”的湿喷手操作要点，即通过大小臂之间的协调旋转，操作手可以掌控好小臂行程速度，确保移动喷射由点到线再

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到面，保持喷射外观的平整度；同时对速凝剂品种及掺量、骨料级配、作业供应风压、风量等与喷砼回弹率的关系作现场试验、统计比较、总结，回弹率逐步降低到预期状态。采用常规小型设备喷砼回弹率一般在30%左右，而采用机械手喷砼回弹率可控制在15%左右，因此机械手施工可以更好地控制材料浪费。

2.2长洪岭机械手喷砼作业工法研究成果

施工中长洪岭进口工区针对机械手喷砼施工工艺，成立QC小组，从喷砼的原材料、喷射速度等方面对砼质量及回弹率影响进行研究，施工质量取得良好效果，且获得重庆市工程建设质量管理QC小组一等奖、全国工程建设质量管理QC小组优秀奖。

依托该项目所总结的《长大隧道机械手湿喷混凝土施工工法》先后荣获重庆市城乡建设委员会2012年度市级工法、交通运输部优秀工法。工法及获奖见后面附件。

3、自主研制液压移动仰拱栈桥施工

根据隧道仰拱施工特点，长洪岭进口工区与机械设备制造单位进行合作制造了液压可移动仰拱栈桥，主桥长38m，支点间跨度23m，一个循环最大施工长度20m,同时能根据仰拱实际开挖情况改变仰拱栈桥长度，可自行移动，操控便捷。通过移动式仰拱栈桥可实现仰拱出渣、清底、立模、砼浇筑等多工序形成平行作业，工序间衔接可更紧密，同时避免车辆通行干扰，从而实现仰拱及仰拱填充的快速施工。

3.1施工使用过程栈桥优化及改造

在施工过程中对液压移动式仰拱栈桥进行了研究、摸索，并根据使用情况对栈桥进行了几次优化、改造：

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