悬臂式掘进机主要由行走机构、工作机构、装运机构和转载机构组成。随着行走机构向前推进,工作机构中的切割头通过上下左右连续不断移动破碎岩石,并通过传送履带将碎岩运走。悬臂式掘进机开挖作业,一是能够有效提高施工效率,实现连续化作业。使用前每日开挖长度仅能到达3到4米,使用后每日掘进可达6米左右,并且开挖时同步进行出渣,开挖完成后可直接进行拱架支护,每循环开挖时间缩短一半;二是能够有效控制施工成本。使用悬臂式掘进机有效控制超挖,可节省后续岩石衬砌的费用和喷射混凝土用量,同时开挖掌子面只需要2人,大大减少了人员投入与成本;三是能够有效提高安全系数。在开挖过程中不进行爆破作业,无爆破震动,对围岩扰动小,且一次开挖成型,减少后续人工修整,安全性大幅提高。
EBZ200 悬臂式掘进引入依据
1. 该设备具有可靠性高、作业、智能化程度高、可维护性好等特点。其以可靠为目标,多种机械构件及装置采用国际品牌产品,并联合开发设计。
2.该设备通过旋转截割头带动表面镐形截齿转动实现对被采掘对象的截割,该方式对围岩的扰动小且安全可靠。
3.银山1号隧道为大断面隧道,隧道纵向坡度为5‰,围岩为强风化白垩系下统洛河组砂岩,岩质较软,岩体较完整但强度低。各隧道因素与该掘进机性能相配套,满足使用条件。
鑫通悬臂掘进机整机专注可靠性设计,破岩能力强,可针对坚硬岩施工。具有新型的切割机构,并采用硬岩切割头配合硬岩截齿,提升切割头破岩能力,降低硬岩切割时的磨损;采用自动卷缆系统,避免人工拖拽电缆,施工的安全性;采用加高型运输机并配有防撞装置,卡车可在后方直接接料,提高出料效率。
为提高施工功效,确保施工安全,有效控制隧道超挖,控制施工成本,中铁铁路引进鑫通EBZ200悬臂掘进机,这是全线首台隧道掘进机的工程应用,为隧道机械化施工探索实践迈出积极一步。
鑫通悬臂掘进机进行开挖施工,通过悬臂掘进机开挖施工,一是开挖,可连续化施工作业,掘进机每循环开挖时间可缩短一半。二是施工成本控制效果显著,掘进机施工易于控制超欠挖,开挖轮廓光滑平整,节约后续喷射混凝土用量,大大降低施工成本。三是掘进机在开挖过程中对围岩扰动小,且一次开挖成型,减少后续人工修整,同时避免爆破开挖,安全性大大提高。四是践行绿色天陇理念,掘进机由传统的机械燃油开挖改为电驱掘进,减少对洞内施工环境的污染,有效改善施工人员作业环境。五是在开挖过程中作业人数少,掘进机开挖每班组掌子面只需3人,大大降低了人员投入,达到机械化减人目的。
云南某隧道中引进鑫通机械悬臂掘进机施工,通过在适应性、设计参数等方面的深入研究,并与钻爆法在投资、施工进度、安全质量等方面进行对比分析,证明悬臂掘进机在云南地区具有较好的适应性,具备较高的推广应用价值。整体表现为:悬臂掘进机适用于围岩强度适中、围岩破碎、节理裂隙发育以及地下水不发育的隧道;悬臂掘进机对围岩扰动小,初期支护可取消系统锚杆,并可以加大钢架间距;悬臂掘进机在隧道施工中进度优势明显,特别对于Ⅳ级围岩,进度较钻爆法提高了近67%;悬臂掘进机早期资金投入较钻爆法高,且各级围岩条件下悬臂掘进机开挖单价为钻爆法的4~5倍。
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