隧道机械化施工设备汇报PPT课件

隧道机械化施工主要装备,中国铁建重工集团有限公司2015年11月,1,汇报提纲,二、隧道施工机械化配套,三、隧道施工机械化关键装备,一、集团概况,四、其他设备,五、服务业务,2,2020/5/30,1、基本情况,中国铁建重工集团有限公司（简称铁建重工）隶属于中国铁建股份有限公司，2014年新签合同额50亿，营业收入42亿，中国机械工业百强第74位。员工总数3200人，其中地下工程装备专职研发人员500人（享受国务院特贴9人，博士11人）。完全自主研发，唯一没有国外技术背景的地下工程装备民族品牌；拥有长沙、株洲、四川、兰州、乌鲁木齐五大产业园,3,视频,一、集团概况,2、发展历程,4,一个年轻有活力的企业,一、集团概况,土压平衡盾构机,泥水平衡盾构机,双模斜井TBM,单护盾TBM,3、产品产业,5,一、集团概况,2020/5/30,混凝土喷射台车,链刀式连续墙设备,护盾式掘锚机,预切槽设备,凿岩台车,一、集团概况,3、产品产业,6,2020/5/30,3、产品产业,一、集团概况,7,2020/5/30,8,二、隧道施工机械化配套,15人,18人,国内现状,9,2020/5/30,恶劣的工作环境，强体力劳动，易发职业病；危险的工作区域，突发事故，极易导致群死群伤。,国内现状,10,2020/5/30,机械化程度高产品系列化、功能多样化设备集成化、自动化程度高产品种类齐全凿岩台车技术成熟、种类齐全湿喷机械手和拱架安装机应用广模板台车和仰拱整体模板可靠性强专用设备效率高、作业人员少工法与装备协调全断面施工、初期支护封闭紧跟掌子面,国外现状,11,2020/5/30,国外现状,12,2020/5/30,立拱和铺设防水板,国外现状,13,2020/5/30,TBM法：敞开式、单护盾、双护盾盾构法：圆形、异形钻爆法：两臂台车、三臂台车、门架台车预切槽法：预切槽机悬臂掘进机法：全断面、半断面,设备选型工法配套,施工工法与机械化配套,14,2020/5/30,装备配置的几项参考原则,隧道长度大于600倍洞径时可以选择TBM工法围岩强度大于30MPa时可以选择TBM法、钻爆法围岩强度小于30MPa时可以选择盾构法、悬臂掘进机法、钻爆法围岩强度小于10MPa时可以选择预切槽法钻爆法适用任何硬岩隧道，硬岩双线隧道采用钻爆法为最优短隧道群宜选用机动灵活的开挖支护装备,15,2020/5/30,一、硬岩双线隧道-钻爆法,双线硬岩隧道-钻爆法,16,2020/5/30,二、硬岩单线隧道-钻爆法,单线硬岩隧道-钻爆法,17,2020/5/30,单线硬岩隧道的主要问题是出渣工序时间控制和组织,三、硬岩单线隧道TBM法+平地王,单线硬岩隧道-TBM法,18,2020/5/30,上台阶TBM+下台阶钻爆法+平地王,TBM导坑先行,平地王扫底,仰拱捡铺底平地王修整仰拱自行式仰拱栈桥整体式仰拱模板,单线硬岩隧道-TBM法,19,2020/5/30,20,三、隧道施工机械化主要装备,开挖装备全电脑凿岩台车,21,2020/5/30,ZYS113数字化三臂凿岩台车,钻臂,钻臂,钻臂,工作吊篮,水管卷盘,电缆卷盘,驾驶室,推进机构,全电脑二臂、三臂凿岩台车,ZYS82数字化三臂凿岩台车,三臂凿岩台车全断面：-级围岩微台阶法：级较稳定围岩带仰拱起爆的钻爆设计,开挖装备,视频,22,2020/5/30,23,全电脑三臂凿岩台车,开挖装备,2020/5/30,24,全电脑三臂凿岩台车,开挖装备,2020/5/30,25,全电脑二臂凿岩台车,开挖装备,2020/5/30,26,全电脑二臂凿岩台车,开挖装备,2020/5/30,27,方式对比,开挖装备,2020/5/30,1）自动作业钻孔布置图导入到控制系统，自动控制多臂同钻，可实现在线诊断、远程控制。2）定位精确电液自动调节微动控制，实现钻孔精确定位。3）环保健康封闭作业，降噪防尘。,产品优点,开挖装备,28,2020/5/30,4）30m超前钻探与注浆加固可在线判断地质情况并本机实现不同地质爆破支护方案。,产品优点,开挖装备,29,2020/5/30,台车作业和人工作业比较表（作业断面：100平方）,30,产品优点,开挖装备,2020/5/30,31,不同钻孔方式对比,开挖装备,2020/5/30,支护装备多功能作业车,32,2020/5/30,国内现状：单一功能机械装备或人工作业,33,支护装备,2020/5/30,34,拱架安装模块,装药模块（可选配）,双工作平台，大大提高安装锚网，装药等效率,前驾驶,后驾驶室,工作框内配置风动凿岩机、气动螺母锁紧装置、焊机接口，方便框内施工操作,多功能作业车,支护装备,2020/5/30,35,作业车安装,人工安装,劳动强度大定位调整困难,劳动强度低、效率高、安全可靠、精确控制定位,产品优点,支护装备,2020/5/30,支护装备系列喷射台车介绍,36,2020/5/30,四大系列混凝土喷射台车,37,支护装备,2020/5/30,38,四大系列混凝土喷射台车,支护装备,2020/5/30,HPS3016系列混凝土喷射台车,视频,39,支护装备,2020/5/30,单位：m3/h,40,（1）生产效率高,湿喷台车施工优点,支护装备,2020/5/30,（2）喷射质量好喷射台车采用预搅拌混凝土，自带稳定风压空压机喷射，提高混凝土的密实度、匀质性。避免了传统人工喷射空洞、强度不达标的缺点。,台车喷射效果,人工喷射效果,41,支护装备,2020/5/30,湿喷台车喷射质量好,砼水灰比控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,好,支护装备,42,2020/5/30,速凝剂掺量控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,差,湿喷台车喷射质量好,支护装备,43,2020/5/30,喷射风压控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,差,湿喷台车喷射质量好,支护装备,44,2020/5/30,45,与受喷面距离及角度控制,干喷机,小型湿喷机,湿喷台车,差,好,差,湿喷台车喷射质量好,支护装备,45,2020/5/30,（3）安全环保性喷射台车采用预搅拌混凝土，施工人员远离喷射面遥控作业，大大减少了粉尘量避免了对施工人员健康造成的危害；,46,支护装备,2020/5/30,湿喷台车喷射安全性高,喷射台车采用遥控控制设备进行喷射作业，操作手可距掌子面10米处进行作业，作业区域位于已完成支护洞段，提高了操作工人的安全性。,支护装备,47,2020/5/30,蒙华铁路：全线推广隧道机械化施工的在建铁路项目,典型应用,48,支护装备,2020/5/30,49,典型应用,支护装备,2020/5/30,50,双线隧道全断面施工,典型应用,支护装备,2020/5/30,51,单线隧道全断面施工,典型应用,支护装备,2020/5/30,52,台阶法施工,典型应用,支护装备,2020/5/30,林拉公路米拉山隧道：高原（4800m）高寒隧道,施工单位：中铁十二局,53,支护装备,一台HPS3016喷射台车负责两个洞口创造连续5个月喷射超2500m/月的行业记录,成贵铁路蔡家寨隧道,施工单位：中铁十八局,2020/5/30,装运装备,54,2020/5/30,装运作业装载机：2台；或扒装机1台，自卸卡车或皮带运输机,装运装备,55,2020/5/30,自行式加长仰拱栈桥,56,仰拱栈桥,2020/5/30,一、现有仰拱栈桥的特点,1、目前已有的通用栈桥长度在12米左右，可满足仰拱结构一次性施工68米。2、当跨度超过20米后，栈桥中间设支撑。利用混泥土早期强度为栈桥自重及通行载荷提供支撑，配合专用柔性底座及自动走行轨道。3、采用液压控制，具备前、后、左、右移动功能，行走采用电控专用小车，整个栈桥就位无需人工铺轨，1人即可操控。4、部分高配的栈桥配仰拱滑模机构，以便混凝土结构立模。5、通过载荷50T。,图四：仰拱滑模,仰拱栈桥,57,二、自行式大跨栈桥,市场上现有的栈桥仅能满足仰拱一次性施工68米，底板结构分段短接茬多。为避免施工期间仰拱初期支护封闭不及时，以及今后重载运营期间隧道结构失稳，结构沉降开裂，翻浆冒泥等病害。仰拱初期支护必须紧跟开挖面，同时仰拱结构（钢筋混凝土仰拱以及仰拱回填）一次性施工长度不得短于24米。,图四：仰拱滑模,不少于24米,仰拱栈桥,58,三、案例,日本制造的某隧道栈桥长度达到70米，仰拱作业区可达到34.5米，自带仰拱滑膜模板以及桥面可开启材料放入孔，自动化程度高。,仰拱栈桥,59,二衬作业-衬砌台车、防水板台车,60,2020/5/30,防排水及钢筋绑扎防水板及钢筋铺设台车,降低作业强度提高作业功效减少作业人员,防水板台车,61,2020/5/30,二次衬砌自行式衬砌台车：移动方便定位准确,衬砌台车,62,2020/5/30,63,2020/5/30,快速除尘设备介绍,64,2020/5/30,65,在钻爆法隧道施工中，钻孔爆破是施工流程的主要工序，而爆破后在掌子面产生的烟尘难以避免而影响下一工序的施工。,65,1.施工现状,除尘设备,2020/5/30,66,隧道进尺浅（一般小于100m）时，通常采用自然通风排尘；,66,2.通风除尘现状,隧道进尺深时，通常采用通风风机排尘；,但随着隧道进尺加深，排尘效果越来越差，烟尘易聚集在洞内难以散去；,除尘设备,2020/5/30,67,67,1.总体尺寸,湿式除尘方案,除尘设备,2020/5/30,68,68,2.隧道内位置,在隧道两侧分别放置一台车拖动两个除尘风机，风机进风口上下布置，提高除尘效率。,除尘设备,2020/5/30,69,69,3.工作原理,通过通风风机产生的正压与除尘风机产生的负压形成对流，使带有烟尘的空气流入除尘风机内，经过除尘器的喷雾与过滤，排出干净的空气。,除尘设备,2020/5/30,除尘器辅助通风机，进行隧道内降尘处理，改善作业环境。,除尘设备,70,2020/5/30,71,71,4.技术参数,除尘设备,2020/5/30,72,四、其他装备介绍,73,拱架式隧道预切槽设备,视频,2020/5/30,中心轴式隧道预切槽设备,74,施工现场,2020/5/30,75,2020/5/30,土压平衡盾构,76,泥水平衡盾构机,15m级超大直径泥水平衡盾构机,掘进装备,2020/5/30,国内首创国家863计划支持,8m全断面硬岩掘进机（TBM）,77,吉林中部城市引松供水工程输水总干线隧洞。,2020/5/30,护盾式掘锚机,实现了巷道施工的掘、锚同步，具有高效、安全、环保的特点，为世界首创,78,2020/5/30,链刀式地下连续墙设备（CRW),新型搅拌水泥土地下连续墙施工设备，成墙深度60m，具有施工效率高、防渗质量好的明显优势。视频,79,2020/5/30,成套制砂机械,新型环保干式制砂系统,轮胎式移动破碎站,骨料筛分站