岩脚隧道进口开挖比选方案.doc

目录1.编制依据、范围11.1.编制依据11.2.编制原则及范围12.工程概况12.1工程概况12.2主要技术标准22.3地质及水文22.4气候情况32.5交通状况42.6主要工程量42.7工程特点63.施工组织机构及布置63.1施工区段划分63.2人员、机械安排73.2.1人员安排73.2.2作业人员配置93.3.质量、安全目标94. 施工方案94.1静态爆破开挖施工（方案一）94.1.1静态爆破的工艺原理104.1.2静态爆破设计114.1.3主要机具配置154.1.4 施工进度计划164.2悬臂式硬岩掘进机开挖施工（方案二）164.2.1 EBZ240型硬岩掘进机164.2.2 掘进机施工临建布置184.2.3 隧道掘进机开挖194.2.4 CD法施工工序234.2.5 施工进度计划274.3 长臂挖掘机开挖施工（方案三）274.3.1 PC200-8型长臂挖掘机274.3.2 PC200-8长臂挖掘机参数274.3.3 长臂挖掘机施工方法284.3.4 长臂挖掘机施工优缺点284.3.5施工进度计划284.4其它工序施工要点294.4.1边仰坡施工294.4.2超前大管棚294.4.3锚喷支护294.4.4超前支护措施304.4.5二次衬砌305.开挖方案对比分析316.探煤方案376.1设计单位指导性超前地质预报设计376.2 施工探煤方案376.2.1超前钻孔循环搭接386.2.2掌子面加深炮孔396.2.3超前钻孔探遇煤层时工作流程396.3区域突出危险性预测与工作面突出危险性预测407.揭煤防突施工预案407.1设计单位指导性防突揭煤设计预案407.2.揭煤防突施工总体预案及流程417.2.1 总体预案417.2.2揭煤防突流程417.3 各阶段揭煤防突预案437.3.1 距垂距10m位置防突措施预案437.3.2 距垂距5m位置防突措施预案457.3.3 垂距2m位置防突措施预案487.4安全防护措施498.揭煤爆破设计518.1爆破安全原侧518.2炮眼布置518.3炮破设计参数528.4泡眼装药量设计538.5爆破安全验算539.资源配置549.1工程量预计549.2工程组织及人员配备559.3瓦斯治理设备、材料配备5610.揭煤组织管理5710.1揭煤领导小组、成员及要求5710.2揭煤队伍人员素质要求及部门职责5810.3揭煤施工工艺、工序5910.4人员防突知识培训5910.5特殊说明5911.开挖质量控制5911.1.质量控制标准5911.2.质量检测5911.3.质量保证措施6012.人员机械组织6112.1.人员安排6112.2.作业人员配置6212.3.机械设备6213.安全、环保保障措施6213.1.组织保障6213.2.技术控制措施6513.3.施工应急预案6813.4.环保措施72新建铁路安顺至六盘水线 ALTJ-1标段岩脚隧道进口DK30+694DK31+000段开挖施工比选方案1.编制依据、范围1.1.编制依据1）岩脚隧道施工图（安六施隧-I、II、III-14）；2）高速铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR9604-2015）；3）铁路隧道超前地质预报施工技术规程（Q/CR9217-2015）；4）铁路隧道监控量测技术规程（Q/CR9218-2015）；5）铁路隧道施工抢险救援指南（Q/CR9219-2015）；6）铁路隧道工程施工机械配置技术规程（Q/CR9226-2015）；7）铁路瓦斯隧道技术规范、煤矿安全规程、防治煤与瓦斯突出规定。8）高速铁路隧道工程施工质量验收评定（TB 10753-2010）9) ALTJ-1标岩脚隧道进口段既有线加固初审意见，2016.3.18；10）指导性施工组织设计及实施工性施工组织设计；11）工地现场调查、采集、咨询所获取的资料，和我公司现有施工能力、机械设备、技术力量及类似工程的施工经验；1.2.编制原则及范围1）减少对既有线运营干扰、确保既有线安全的原则；2）采用新工艺施工的原则；3）适用范围：进口工区DK30+694DK31+000；2.工程概况2.1工程概况岩脚隧道位于黄桶北六枝南区间，处于六枝特区大用镇黑晒村，为单洞双线隧道，左右线线间距为4.6m。本隧进口里程为DK30+694，出口里程为DK33+101，全长2407m。线路纵坡设计为“人”坡，进口至DK32+000设计为18上坡，DK32+000至出口设计为3的下坡。全隧除进口DK31+147.329段453.329m位于半径R=4500m左偏曲线上及DK32+541.221出口段559.779m半径R=40500m左偏曲线上外,中间段1393.892m位于直线上，内轨顶高程在1352.1661374.571m。隧道进出口均接路基工程，隧道最大埋深238m。设计最高时速250km/h。岩脚隧道进口端DK30+694DK31+000段距线路前进方向左侧营业线株六复线岩脚寨隧道最小间距约40m，新建铁路岩脚隧道与既有线岩脚寨隧道高差约33米。设计要求对营业线岩脚寨隧道306m衬砌加固防护，DK30+694DK31+000段分别穿于9#、7#煤层，揭煤施工已编制详细方案，不再赘述。进口为台阶式端墙洞门，由于进口土层及全风化层较厚且仰坡较陡，为确保洞口结构稳定和施工安全，于DK30+686.5、DK30+692.5里程线路前进方向右侧分别设1#、2#预加固桩，桩截面为22.75m，桩长分别为18m、20m。在DK30+698.5处洞口端墙后线路左右侧分别设计3#、4#预加固桩，截面分别为23m、33m，桩长均为22m。预加固桩均已经施工完成。2.2主要技术标准针对本隧道主要技术标准详见下表：主要技术标准表序号项目主要技术标准1铁路等级级2正线数目双线3设计行车速度250km/h4正线线间距4.6m5牵引种类电力6机车类型动车组7列车运行控制方式自动控制2.3地质及水文1）地形地貌：隧址范围内覆盖层主要为第四系全新统人工填土（Q4ml）、坡洪积（Q4dl+pl）软黏土、坡残积层（Q4dl+el）粉质黏土、黏土，下覆盖基岩为三叠系下统夜郎组（T1y）灰岩、泥灰岩、砂岩、泥岩、页岩；二叠系上统长兴、大隆组（P2c+d）粉砂岩夹煤层偶夹灰岩，二叠系上统龙潭组（P2l）粉砂岩、泥岩、页岩夹煤层及灰岩。隧址区主体构造为大煤山背斜与岱港逆断层。岩脚隧道进口地质纵断面图2）不良地质隧道右侧存在化处北侧煤矿采煤所形成的地下采空区，距线路450500m，其中采煤主巷道距线路最近点距离约40m，开采标高约为1305m。矿区北部区域从南至北沿露头分布小窑甚多，小窑多以平峒采掘，个别顺煤层掘下山开采，开采深度20150m不等，现已停采。小煤窑多分布于隧道进口端斜坡上。2.4气候情况沿线按气候特征大致可以六枝分界划为东西两个气候区， 即六枝以东为亚热带季风湿润气候，六枝以西为亚热带季风高原高山气候。六枝以东的气候区，全年受海洋暖湿气流影响，东无严寒，夏无酷暑。冬季潮湿阴冷且多雾，夏日长，春秋短。降雨多集中于58月，雨量充沛。冬季多偏北风，夏季多偏南风。年平均气温13.916.4,极端最高气温34.139.7,极端最低气温-10.77.6。年均降水量1081.3mm1361.4mm，年最大降水量1380mm1523mm。年平均相对湿度78%83%。年平均风速1.7m/s2.4m/s，最大风速20m/s（风向为NE）。历年雷暴日数39.3天53天，年最多雷暴日数为71天。六枝以西（含六枝）的气候区，由于地势较高，四季划分不明显，山间常年云雾弥漫，气候变化无常，阴雨天多。全年冬季干旱寒冷，夏季潮湿温凉，510月为雨季，雨量充沛，常年多东北风和东南风。年平均气温11.512.8，极端最高气温32.937.5，极端最低气温-12.57.7。年平均相对湿度82%。年平均风速1.5m/s4.8m/s，最大风速达25.5m/s（风向为SW）。历年雷暴日数61.8天，年最大雷暴日数95天。2.5交通状况沿线主要有S102省道（安顺-六盘水段）、县道X218,及其他乡镇道路等构成的交通网络。本线路网较发达，但大部分均为通村公路，道路狭窄，公路两侧民房较多，且个别地方道路起伏过大、不能满足大型运输车辆通过。大部分道路需要改扩建才能通过，且均需要新建便道才能进入主线。2.6主要工程量主要工程数量见下表洞身工程数量表(进口工区）项目及建筑材料规格单位工程数量级长度m306洞身开挖m3 45970 二次衬砌仰拱填充2952 m36135拱墙、仰拱0 m300 m300 m3010 m3206706 m313938衬砌钢筋361444 kg751236157898 kg328181外加剂290110 kg602974沟槽沟槽身62 m3129745 m31549沟槽加强钢筋5168 kg10742盖板64 m31345906 kg12275初期支护喷砼0 m30183990 kg382411钢筋网35152 kg73062拱部锚杆4772 19087 根9918m39672边墙锚杆2195 8732 根4563m18148格栅钢架0 kg00 kg00 kg00 套00 0 根0m0型钢钢架39484 kg82065720583 14318 根7400m29760超前支护大管棚11 m322775 m1610小导管10208 m21216临时支护喷砼1905 m33959钢筋网8052 kg16735定位锚杆1309 2444 根2720m5080超前支护2252 m4680临时钢架243847 kg506820防排水闭孔型PE泡沫垫层12832 26671凸壳型排水板0 0土工布0 0地下水不发育地段施工缝1733 m36011680 m3492612 m1272334 m2695地下水较发育地段施工缝0 m00 m00 m20遇水膨胀止水条25 51HDPE打孔波纹管（外裹无纺布）896 m1862740 m1538561 m21166横向排水管92 m192EVA防水板m2 12832 2.7工程特点1）施工安全风险：本隧集高瓦斯、涌水突泥突煤、地质软弱、断层等不良地质于一体，施工安全风险极高。2）既有线协调难度大：岩脚隧道邻近既有线株六复线岩脚寨隧道，最小距离40米，施工前需与铁路运营单位及设备管理单位进行协调，且设计对既有线设拱架预加固措施，预加固周期长，协调难度大。（已取消既有线加固）3）隧道本身施工难度大：由于隧道本身存在的不良地质、地质软弱、高瓦斯、涌水突泥突煤、暗河，设计采用CRD和台阶法临时仰拱的开挖方法施工，因此施工难度大。4）工期风险大：由于隧道穿越岱港逆断层和高瓦斯地段，且设计资料揭示该隧道强烈岩溶（设计推测有一暗河由右向左与线路呈38度交角，在DK32+100中心通过线路通过隧道，且位于隧道上方，存在极大突水突泥风险），施工过程中较多的不可控因素造成该隧道存在较大的工期风险。3.施工组织机构及布置3.1施工区段划分岩脚隧道根据地质、线路纵坡情况，按进出口双向掘进施工，进口工区负责DK30+694DK31+330段共636m的施工，出口工区负责DK31+330至出口共1771m正洞施工。进口段DK30+694-DK31+330设计施工工法如下表所示：序号起点里程终点里程长度m衬砌类型施工方法钢架1DK30+694DK30+72430V2型全封复合CRD22a/0.6m2DK30+724DK30+78056V2型全封复合CRD22a/0.8m3DK30+780DK30+83050V2型全封复合CRD22a/0.6m4DK30+830DK30+86535V2型全封复合CRD22a/0.6m5DK30+865DK30+88924V级风机复合CRD20b/0.6m6DK30+889DK30+94051V1型全封复合CRD20b/0.6m7DK30+940DK30+98040V1型全封复合CRD20b/0.8m8DK30+980DK31+04565V1型全封复合CRD20b/0.6m9DK31+045DK31+13590V1型全封复合台阶法加临时仰拱20b/0.8m10DK31+135DK31+19560V1型全封复合台阶法加临时仰拱20b/0.6m11DK31+195DK31+28085V1型全封复合台阶法加临时仰拱20b/0.8m12DK31+280DK31+33050V1型全封复合台阶法加临时仰拱20b/0.8m3.2人员、机械安排3.2.1人员安排项目部组织了有经验的管理人员进行施工管理，组织机构见下图:组织机构图3.2.2作业人员配置岩脚隧道进口施工作业班组配置表序号工种人数备注1开挖班15人工配合机械捡底，修边2焊工2钢架加工3喷浆班10边坡和隧道喷浆作业、套拱混凝土浇注4钢筋工4钢筋网加工、锚杆加工5管棚班10管棚打管、注浆施工6机械操作工4挖机司机、空压机司机7其它技工4电工及其他技工7普工10合 计593.3.质量、安全目标1）质量目标工程一次验收合格率100%，主体工程质量零缺陷；实车检测速度达到设计速度的110%，开通速度达到设计速度目标值，确保全部工程质量全面达到国家及高速铁路工程施工质量验收标准。2）安全目标杜绝较大及以上施工安全事故；杜绝质量重（较）大及以上事故；杜绝较大及以上道路交通责任事故；杜绝较大及以上火灾事故；杜绝较大及以上人员伤亡事故；控制和减少一般责任事故。4. 施工方案为确保岩脚隧道开挖施工不对既有线新岩脚寨隧道造成扰动，减少对既有线新岩脚寨隧道的影响，本施工方案针对DK30+694-DK31+000临近既有线段（小于50米）考虑以下三种开挖比选方案，主要考虑采用静态爆破、破碎头开挖、岩石掘进机开挖三个比选方案。DK31+000-DK31+330段采用控制爆破施工。4.1静态爆破开挖施工（方案一）DK30+694DK31+000段设计为CRD工法，开挖时采用静态爆破方法逐步开挖，挖掘机出碴方案。4.1.1静态爆破的工艺原理1)静态爆破的原理人工造孔后，在静态爆破剂的作用下使岩石涨裂、产生裂缝，再使用破碎锤或风镐解小、破除，从而达到开挖的目的。静态爆破剂的破碎机理：静态爆破剂是以特殊硅酸盐、氧化钙为主要原料，配合其他有机、无机添加剂而制成的粉末状物质，典型的化学反应式为：CaO+H2OCa(OH)2+6.5104J当氧化钙变成氢氧化钙时，其晶体结构发生变化，会引起晶体体积的膨胀。根据测定，在自由膨胀的前提下，反应后的体积可增长3至4倍，其表面积也增大近100倍，同时每摩尔还释放出6.5104J的热量。如果将它注入炮孔内，这种膨胀受到孔壁的约束，压力可上升到50Mpa，介质在这种压力作用下会产生径向压缩应力和切向的拉伸应力。2）静态爆破特点静态爆破剂属于非燃、非爆、无毒物品，是一种含铝、镁、钙、铁、氧、硅、磷、钛等元素的无机盐粉末状破碎剂，使用时按配合比要求用水搅拌后灌入钻孔内，经水化后，产生巨大膨胀压力，并施加给孔壁，将混凝土或岩石悄悄地破碎。静态爆破在破碎过程中无震动、无飞石、无噪声、无毒、无污染。静态爆破剂不属于危险品，无公害。可按普通货物进行运输和储存，在购买、运输和保管中无任何限制。3）施工工艺流程（1）工艺流程图静态爆破工艺流程图4）操作要点对于岩石破碎需要了解岩石性质、节理、走向及地下水情况。钻孔参数、钻孔分布和破碎顺序则需要根据破碎对象的实际情况确定。另外静态破碎剂的效力和初始开裂时间，除了与原料配合比有关外，还与施工当时气温、水温、水灰比、孔径、孔距、钻孔布置、灌浆时间和速度、钢筋混凝土中配筋量、构件尺寸、操作人员的经验等因素有很大关系。4.1.2静态爆破设计1）静态爆破参数计算（1）设计计算钻孔直径与破碎效果有直接关系，钻孔过小，不利于药剂充分发挥效力；钻孔太大，易冲孔。故采用42mm钻孔。孔距的计算公式：a=(p/R1+1) d20cm式中：p破碎剂膨胀为30兆帕。膨胀系数，0.5。R1岩石的抗拉强度，页岩为2-10Mpa，取值8兆帕。d孔径。d=0.042。排距b：排距b一般大于孔距a，b=（1.1-1.8）a=22-36cm，取值30cm。经查阅相关资料，静态爆破孔距一般取值20cm，排距取值30cm。与本计算吻合。炮孔长度L，、部取值0.7m1.0m，其它部位根据每循环进尺长度，掏槽眼加深20cm，其它眼加深10cm。灌浆长度L2：L2=L单位体积装药量表破碎岩石类别单位体积用药量（kg/）软质岩石810中硬岩石1015硬质岩石1220破碎剂总用药量公式：Q=Vq式中：V破碎岩石体积（）q单位体积耗破碎剂量（kg/），本方案取值10kg/m3，施工过程中根据实际地质情况进行调整优化。静态破碎剂选用HSCA型，适用温度为10-25，使用孔径为30-50mm。满足要求。（2）爆破设计图本工程采用CRD工法开挖，静态爆破设计时参照CRD施工工法，分别进行部至部的爆破设计，其中、部在各设置一个A108空眼。静态爆破设计图如下图所示。CRD法静态爆破设计炮眼布置图CRD法静态爆破设计参数表（进尺0.6m）序号部位炮眼分类炮眼数（个）炮眼长度（米）单孔装药量（Kg）合计药量（Kg）爆破方量1部空眼10.80014.642掏槽眼70.80.53.53扩槽眼130.80.45.24掘进眼3350.70.35117.25周边眼980.70.3534.36部掘进眼5590.70.35195.620.057部空眼10.800218掏槽眼70.80.53.59扩槽眼120.80.44.810掘进眼5000.70.3517511周边眼1190.70.3541.612部掘进眼5240.70.35183.418.7213部掘进眼1740.70.3560.96.514部掘进眼1870.70.3565.456.715合计2537890.587.6CRD法静态爆破主要经济技术指标（进尺0.6m）序号项 目单 位数 量备注1开挖断面积m2146.062预计每循环进尺m0.63每循环爆破石方m387.64炮眼总数个25375钻孔总长度m17786炸药用量Kg890.57比钻眼数个/m217.48比钻眼量m/m320.39比装药量Kg/m310.162） 膨胀剂的使用方法首先按膨胀剂重量比为2835的水倒入容器中，用机械或人工戴橡胶手套搅拌成具有流动性的均匀浆体。填孔之前必须把孔清理干净，不得有水和杂物。充填作业采用直接灌入孔内，灌孔必须密实。水平或倾斜要用干稠的胶泥壮膨胀剂搓成条塞入孔中并捣实。3）安全措施及注意事项（1）无关人员不得进入施工现场。（2）必须带好安全帽、防护眼镜、穿好劳保工作服和手套。施工中生冲孔属正常现象，也是不可预见和不可完全控制的现象。冲孔产生的原因较多，大致有以下几种：施工人员操作不当，包括药剂已经冒热气仍在灌孔等；温度控制不当，气温高时，拌合药剂、钻孔壁温度控制不当、抑制剂药量不够，导致药剂反应过快等；布孔设计不当，孔距过大；钻头选不当，钻孔直径过大；孔壁光滑等。冲孔时药剂温度较高且有腐蚀性，如冲入眼中会造成对角眼膜的严重损伤。为了防止伤人事故，操作人员必须戴符合国家安全标准生产的防护眼镜。（3）在药剂灌入钻孔到岩石开裂面，不可将面部直接面对已装好的药孔。药剂灌装完成后，盖上麻袋或棕垫，远离灌装点，现场要装备好清水和毛巾，如有药剂溅入眼中和皮肤上，应立即用清水冲洗，情况严重者要立即就医。（4）在破碎工程施工中需要改变和控制反应时间，必须依照严格规定加入抑制剂和促发剂，并严格按要求配置使用，严禁擅自加入其他任何化学物品。（5）严禁将破碎剂加入玻璃容器中。（6）刚钻好的孔洞，孔壁温度较高，要确定好温度是否符合要求，清洗干净后才能继续装药。（7）膨胀剂在允许和存放过程中应防潮、防暴晒。开封后应立即使用。如未使用完，应扎紧口袋，需要时再开封。（8）使用膨胀剂前请确认施工人员对说明书已仔细阅读并理解。4.1.3主要机具配置机械设备按照人工配合机械施工等工序考虑，具体配置如下：岩脚隧道进口主要施工机械设备配置表序号设备名称型号单位数量备注1混凝土机械手ZHP25BA3台1防爆2气腿式风钻YT28台163挖掘机PC300-7台1防爆4装载机ZL50D台1防爆5自卸车XGQ3506台4防爆6空压机20m3/min台2防爆7衬砌台车12m台1防爆8通风机SDF（B）-4-No13台29水平地质钻机XY-2PC台1防爆4.1.4 施工进度计划静态爆破钻眼量较大，比钻眼量达到20.3m/m3。预计每部位钻眼时间约6-8h。膨胀剂反应时间约8-12h，即从装药至岩石破碎需时8-12h。加上隧道出碴、初支时间，估算静态爆破进尺循环需要时间约30-35h。DK30+694DK31+000段CRD法施工月进度计划指标考虑为12m/月。DK31+000DK31+045段CRD法控制爆破施工月进度计划指标考虑为25米/月。DK31+045DK31+330段台阶法加临时仰拱控制爆破施工月进度计划指标考虑为45米/月。详细进度计划见“岩脚隧道进口开挖方案技术经济比较表”。4.2悬臂式硬岩掘进机开挖施工（方案二）DK30+694DK31+000段设计为CRD工法。采用悬臂式掘进机施工过程中，为确保悬臂式掘进机对隧道上半断面进行开挖，同时保证施工安全。建议DK30+694DK31+000段采用CD法施工。4.2.1 EBZ240型硬岩掘进机1）特点EBZ240型硬岩掘进机经济切割硬度85Mpa，最大切割硬度100Mpa（层里节理发育沉积岩），该机采用了国内外成熟的元部件高品质配置设计，整机可靠性高、重心低。合理的滚筒设计，采用了耐磨的进口合金截齿，破岩能力强。（1）液压系统具有恒功率、压力切断、负载敏感控制功能，高效节能。行走部采用马达与减速机集成结构，驱动力大性能可靠。（2）一运采用平直结构，可随铲板抬高，卧底进行直线运动保持链条与刮板运行状况稳定。（3）电气系统采用模块化，PLC控制，具有液晶汉字动态显示功能，故障诊断功能。2）主要技术参数EBZ240硬岩掘进机技术参数表项目技术参数经济切割硬度（Mpa）85最大掘进断面（m2）27最大掘进高度（m）4.52最大掘进宽度（m）5.99切割电机功率（Kw）240供电电压（V）AC1140装机总功率（Kw）（含二运11Kw,风机37Kw）398总机重量（t）70 外形尺寸长（m）10.51宽（m）2.58高（m）1.72铲板宽度（m）标准3.2选用3.6牵引力（KN）420装载形式/装载能力弧形三齿星轮/4.3m3/min3）配套设施外电引入必须为高压引入，通过专用矿用隔爆型变压器及专用95m2四芯专用电缆接入掘进机方可正常使用。4）选用EBZ240型掘进机的合理性根据以上对EBZ240型掘进机特点及主要技术参数的了解并结合岩脚隧道DK30+694DK31+000段的施工环境比如围岩等级、与既有线距离、断面尺寸等情况可知，应用EBZ240型掘进机施工能满足施工的要求，且相较钻爆作业对岩层扰动要小，能避免对既有线干扰，并能保证安全施工，因此可知应用BEZ240型掘进机在满足安全性上有很大的优势，可采用作为本段的施工机械。悬臂式硬岩掘进机掘进机法隧道施工依然遵循新奥法原理，开挖前做好隧道测量工作，隧道洞口高压电就位、掘进机组装、空压机安装、高山水池的修建、二衬拱架加工场合喷射混凝土搅拌站等应同期完成。迅速投入隧道施工，进场临时便道需高标准建设。隧道一旦开始掘进，由于掘进机生产效率较高，与之匹配的装运作业线、支护作业线、衬砌砼作业线，超前地质预报作业线、辅助作业线（包括通风、注浆、洞内排水）应满足要求，提前谋划，如防水卷材铺设平台、仰拱栈桥、二衬模板台车应提前加工组装。4.2.2 掘进机施工临建布置4.2.2.1用电外电引入必须为高压引入，通过专用矿用隔爆型变压器及专用95m2四芯专用电缆接入掘进机方可正常使用。根据掘进机用电额定电压，设置专用变压器变压到额定电压，提供掘进机使用。4.2.2.2用水掘进机工作状态时为润滑和降尘，需使用高压水，供水压不小于3Mpa，用水量不小于100立方米/天。因此，需在隧道洞口山顶修建高山水池，高山水池所处的位置较隧道拱顶高出3050米，以提供强大的水压力，在修建高山水池有困难的地方，也可使用双台增压泵，在水池采用球阀开关分支连接，确保在其中一台高压水泵损坏的情况下，另一台为掘进机供水。4.2.2.3出碴隧道掘进机在掘进过程中，截割部截割岩石后，由星形铲板通过第一运输机把石碴运至掘进机尾部，自卸汽车在此等候和跟进，洞碴直接卸于车厢里，然后自卸汽车将碴运出洞外。在保证开挖速度的情况下，也可采用装载机、挖掘机等设备辅助进行出碴。隧道出碴可在开挖同期进行，节省了时间。4.2.3 隧道掘进机开挖1）开挖原则开挖方式采用CD法开挖，运输采用无轨运输，及时封闭开挖面施做初期支护，做好隧道监控量测，以监测结果及时调整支护参数和防水、衬砌施做时间。洞口进洞浅埋遵循“短进尺、强支护、早封闭、勤量测、衬砌紧跟”的原则。2）EBZ240掘进机施工方法（1）掘进机准备掘进机作为我国最近刚刚兴起的公路、铁路隧道施工装备，由煤矿采煤机改进而成，现正在逐步向全国推广。其施工快速、简便，对于整体性较好、强度较低的围岩适用性强，隧道开挖质量较好，对后续支护、二衬带来较大方便。隧道掘进机由刀头和机身组成，施工现场进行组装，具有自行功能。移动和工作均使用自身电机。（2）掘进机作业操作a、电气操作、向上搬动电器电控箱右侧电源开关手柄至“接通”的位置，此时前后照明灯同时点亮。检查显示屏、电压表和机器周围，如果没有异常情况，即可按如下顺序进行开机操作。、顺时针旋“信号、报警”开关，发出开机信号。并观察工作现场，确认不能发生机械和人身事故方可开机。、顺时针旋油泵启动开关，油泵即可启动运转。逆时针旋油泵电机停止开关，运行中的油泵电机运行停止。（在试车时应注意油泵电机运转方向，若反转应重新接线）。、逆时针旋“信号、报警”开关，发出截割电机启动“报警”信号。“报警”信号发出5秒钟后即可启动截割电机。、若需截割低速作业，顺时针旋截割电机低速启动开关，截割电机低速运行。逆时针旋截割电机低速停止开关，运行中的截割低速电机运行停止。若需截割高速作业，顺时针旋截割电机高速启动开关，截割电机高速运行。逆时针旋截割电机高速停止开关，运行中的截割高速电机运行停止。（试车时应当观察截割电机的旋转方向，若反转需重新接线）。、若需二运电机作业，顺时针旋二运电机启动开关，二运电机运行。逆时针旋二运电机停止开关，运行中的二运电机运行停止。（试车时应当观察二运电机的旋转方向，若反转需重新接线）。、停机操作顺序，原则上和开机顺序相反，也可根据实际情况进行。注意不允许在不需要紧急停止的情况下，利用急停按钮停整机，也不允许利用停油泵电机的方法，停其它电机。、停机后，注意切断电源，取下电源开关手柄。b、掘进作业、操作顺序油泵电机开动第一运输机开动星轮开动截割头，以此作为开动顺序。当没有必要开动装载时，也可以在开动油泵电机后，起动截割电机。当启动油泵电机时，与其直接相连的油泵随之启动，供给液压油。行走操作：行走有两个手柄，左侧手柄控制左侧行走，右侧手柄控制右侧行走。将手柄向前推动即向前行走，向后拉即后退。过弯道时，根据弯道的转向，使其中的一个手柄位于中立位置，操作另一个手柄即可转弯。铲板操作：星轮的回转：手柄前推，星轮转动；手柄拉回零位则停止。铲板的升降：若将手柄向前推动，铲板向上抬起，铲尖距地面高度可到340mm；将手柄向后拉，铲板落下与底板相接，铲板可下卧260mm。当截割时，应将铲尖与底板压接，以防止机体的振动。第一运输机的操作：将手柄向前推动，运输机正转；反之运输机逆转。截割头的操作：手柄由中位向右推动，截割头向右进给；向左推动，截割头向左进给，手柄向前推动，即向上进给；手柄向后拉，即向下进给。（截割头必须单向操作）。截割头的伸缩：将手柄向前推动，截割头向前伸出；反之截割头向后收缩，前后伸缩长度可达550mm。后支撑的升降：将手柄向前推，后支撑抬起；反之后支撑下降。、截割利用截割头上下、左右移动截割，可截割出初步断面形状，如此截割断面与实际所需要的形状和尺寸有一定的差别，可进行二次修整，以达到断面尺寸的要求。一般情况，当截割较软的岩石时，采用左右循环向上的截割方法。当截割稍硬岩石时，可采用由下而上左右截割的方法。不管采用那种方法要尽可能地利用从下而上截割。当遇有硬岩时，不应勉强截割，对有部分露头硬石时，应首先截割其周围部分，使其坠落。对大块坠落体，采用适当办法处理后再进行装载。当掘柱窝时，应将截割头伸到最长位置，同时将铲板降到最低位置向下掘，在此状态下将截割头向回收缩，将煤岩拖拉到铲板附近，以便装载。但还是需要用人工对柱窝进行清理。如果不能熟练自如地操作掘进机，所掘出的断面形状和尺寸与所要求的断面是有一定差距的。例如，当掘进较软的岩壁时，所掘出断面的尺寸往往大于所要求断面尺寸，这样就会造成掘进时间的延长，以及支护材料的浪费。而掘进较硬的岩壁时，所掘断面尺寸往往小于所要求的断面尺寸。因此，在最初学习掌握掘进机的操作时，应按规定的断面尺寸进行掘进，以便养成好习惯。要求操作者既要熟练掌握操作技术，又要了解工作面的具体情况。、喷雾在掘进时如何控制粉尘是非常重要的。截割头外喷雾控制阀位于司机的右后侧，在操作台与电控箱之间，当开始掘进时应开此阀，使截割头处喷雾，其水量可控制。其外喷雾喷嘴位于截割头后部和机器两侧。另外，当欲进行截割头内喷雾时，打开控制阀，即实现截割头的内喷雾。但应注意不能单一的只使用内喷雾，而必须内、外喷雾同时使用。3）有关操作注意事项、启动前的注意事项a、 非掘进机操作者，不得操作机器。b、 操作者在开车前必须检查确认周围确实安全。c、 必须检查确认顶板的支护可靠。d、 在每天工作前应认真检查机器状况。、操作中的注意事项a、 发现异常应停机检查，处理好后再开机。b、 不要超负荷工作。c、 在软底板上操作时，应在履带下垫木板。（1 至1.5m 间距），加强行走能力。d、 操作液压手柄时要缓慢。要经过中间位置，例如：机器由前进改为后退时，要经过中间的停止位置，然后改为后退。操作其它手柄也一样。e、 启动或停止电机时，要完全彻底避免缓慢微动。f、 要充分注意，不要使掘进机压断电源线。g、 当确认安全后再起动截割头。h、 在装载时一定要注意，铲板高度的调整，当行走时铲板一定要抬起。i、 大块煤岩可能要卡在本体龙门口处造成第一运输机停止，请必须击碎成小块。j、 截割电机启动前，应先打开内喷雾，以防喷嘴堵塞。k、 机器行走时，不允许进行切割，否则会加大切割载荷，造成减速机损坏。l、 在切割时，特别是切割硬岩时，会产生较大的振动，造成截齿超前磨损或影响切割效率，要使铲板及后支承接地良好，加强稳定性，减少振动。m、 设备停止工作时，截割头回缩，铲板落地。、电气操作a、当司机离开司机席时，必须将设在操作箱上的急停按钮锁死，将电源开关旋至“停止”位置并把搬手取下。b、当需打开门或盖时必须先停电，并将煤尘打扫干净后方可松开紧固螺栓。c、检修时必须停电，特别应当注意的是，电源开关上端至电源接线柱，停电后仍然带电，因此不能随意取下电源接线柱上的护板，若需检修此处时，前级馈电开关应停电。d、各电器组件之间的电缆有余地，特别应当注意的是电源电缆不能压在履带下。e、必须定期检查各导线的连接部位是否有松动现象。f、各防爆部位紧固螺栓必须确实紧固；j、各电缆引入装置的密封胶圈、金属垫圈，内外接地必须接牢。h、检修时不得随意改变本安电路元器件型号、规格、参数。4.2.4 CD法施工工序1）（1）利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁及导坑侧 A42小导管超前支护。（2）开挖部。(3)喷混凝土封闭掌子面。（4）施作部导坑周边的初期支护和临时中隔壁，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立20b型钢钢架和18临时钢架，并设锁脚锚管。2）（1）在滞后部一段距离后，开挖部。（2）喷混凝土封闭掌子面。（3）导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网。（4）接长型钢钢架和临时中隔壁，并设锁脚锚管。（5）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。3）（1）在滞后部一段距离后，开挖部（2）喷射混凝土封闭掌子面。（3）隧底周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网。（4）接长临时中隔壁，安设仰拱单元型钢钢架。（5）复喷混凝土至设计厚度。4) (1)利用上一循环架立的钢架施作隧道侧壁及导坑侧 A42小导管超前支护。（2）开挖部。(3)喷混凝土封闭掌子面。（4）施作部导坑周边的初期支护和临时中隔壁，即初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网，架立20b型钢钢架，并设锁脚锚管，复喷至设计厚度。5) （1）在滞后于部一段距离后，开挖部。（2）喷混凝土封闭掌子面。（3）导坑周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网。（4）接长型钢钢架，并设锁脚锚管。（5）钻设径向锚杆后复喷混凝土至设计厚度。6) （1）在滞后部一段距离后，开挖部（2）喷射混凝土封闭掌子面。（3）隧底周边部分初喷4cm厚混凝土，铺设钢筋网。（4）安设仰拱单元型钢钢架,使型钢钢架封闭成环。（5）复喷混凝土至设计厚度。7）（1）根据监控测量结果分析，待初期支护收敛后，拆除临时中隔壁。(2)灌筑部仰拱衬砌及矮边墙。8）灌筑仰拱填充部至设计高度。9）利用衬砌模板台车一次性灌筑部衬砌（拱墙衬砌一次施作）。10) CD法施工工艺流程图如下图所示：CD法施工工艺流程图说明：I超前支护 1左侧上部开挖 II左侧上部初期支护 2左侧中部开挖 III左侧中部初期支护 3左侧下部开挖 IV左侧下部初期支护 4右侧上部开挖 V右侧上部初期支护 5右侧中部开挖 VI右侧中部初期支护 6右侧下部开挖 VII右侧下部初期支护 7拆除中隔墙 VIII仰拱及填充混凝土 IX拱墙二次衬砌4.2.5 施工进度计划近年来，掘进机施工方法已渐趋成熟，施工进度很快，掘进机开挖过程中，与传统钻爆法相比较，初支工作线工人不需要避炮，所以在开挖的同时，也可施工初期支护（围岩整体性好，短期暴露无垮塌的情形下），大大提高了初支工作效率，且掘进机开挖对围岩扰动较小，能保障邻近既有线安全。掘进机法隧道施工依然遵循新奥法原理，开挖前做好隧道测量工作，每个洞口设三个以上经反复复核过的三角精密导线控制网点。施工准备期间，隧道洞口高压电就位、掘进机组装、空压机安装、高山水池的修建、二衬拱架加工场合喷射混凝土搅拌站等应同期完成。迅速投入隧道施工，进场临时便道需高标准建设。我公司在贵开铁路乌木菁隧道泄水洞采用悬臂式掘进机（型号为EBZ160）施工，其地质为灰岩、白云岩，岩石较岩脚隧道硬度大，泄水洞断面面积约20m2，配置一台悬臂式掘进机，实际进度指标约150-210m/月。参考贵开铁路悬臂式掘进机施工进度，结合本工程隧道V级围岩上台阶每循环进尺为一榀型钢钢架，且DK30+694DK31+330段隧道围岩以粉砂岩、泥岩、页岩夹煤层，强度相对较低。本隧道DK30+694DK31+000段（CD法掘进机施工）进度指标估算为45m/月。详细进度计划见“岩脚隧道进口开挖方案技术经济比较表”。4.3 长臂挖掘机开挖施工（方案三）4.3.1 PC200-8型长臂挖掘机PC200-8型长臂挖掘机，它是在车体支架及工作臂之间，加装一个加长臂，加长臂由原油缸支撑连接，并在加长臂上加装了一个工作臂油缸及挖掘斗油缸，在驾驶室内外，相应的加装了一套油缸的操纵系统，配合操纵工作臂油缸及挖掘斗油缸的伸缩作业，可使挖掘斗的活动范围扩大一倍以上，达到的范围更高、更深、更远。适用于施工条件受限制的工点。挖掘机加长臂分为二段式、三段式、四段式，根据加长臂重量的需要，适当加重尾部配重块的配重重量，以保持前后平衡，避免挖掘机工作中出现倾覆事故。4.3.2 PC200-8长臂挖掘机参数机型/参数PC200-8大小臂总长度15380mm动臂总长8220mm斗杆总长7160mm大小臂总重量4000kg配置斗容量0.4m最大挖掘高度12510mm最大挖掘半径15100mm最大挖掘深度11340mm运输高度2980mm加长臂配置为：0.4m挖斗1个、铲斗油缸1支、销轴6支、 高压软管4条、黄油管3条、连杆总成一套。4.3.3 长臂挖掘机施工方法施工方法主要利用长臂挖掘机自带破碎锤对前方围岩进行凿除。按照CRD施工顺序逐步进行开挖。4.3.4 长臂挖掘机施工优缺点优点：1）机械化程度高，需要劳动力少，施工组织简单。2）作业安全，可减少施工过程中的危险。3）对施工作业面的适应性强，作业范围广，挖掘机加长臂可以铺设到其他难以到达的地方，满足各种施工要求。 4）在正常工作条件下，挖掘机加长臂不会污染环境，符合环保要求。缺点：1）施工臂长较长，在隧道施工过程中受空间限制，机械机动性较差。2）在破碎锤作业时，钎杆需垂直紧压被破碎的物体，破碎后应立即停止破碎锤工作。而隧道掘进中由于周边轮廓线开挖时常会出现空打，长时间的空打会造成破碎锤的前体受损及主体螺栓松动，严重时可伤及主机本身。3）破碎锤主体为一套包含液压循环系统的精密部件，一般无专用设备的工厂不要自行分解，事故维修时间长，对施工进度影响较大。4）PC200-8型长臂挖掘机自带破碎锤破碎岩石硬度60Mpa，对于较硬的岩体破碎效果差，日进度约0.5米（断面20m2）。施工进度极慢。4.3.5施工进度计划根据长臂挖掘机开挖特点，且DK30+694DK31+000段均为CRD法施工，初步估算长臂挖掘机开挖月进度按18米/月进行考虑。DK31+000DK31+045段CRD法控制爆破施工月进度计划指标考虑为25米/月。DK31+045DK31+330段台阶法加临时仰拱控制爆破施工月进度计划指标考虑为45米/月。详细进度计划见“岩脚隧道进口开挖方案技术经济比较表