悬臂掘进机参数悬臂式掘进机设计

来源：江西鑫通机械制造有限公司 时间：2024-07-06 14:50:56 [举报]

在滇中引水工程艾家营隧洞，一辆崭新的隧洞掘进机械设备 作为使用“悬臂式掘进机”准备进行隧洞施工作业，

艾家营隧洞隧洞全长2418.426米，存在软弱围岩的施工风险，洞身围岩岩层破碎，节理裂隙较发育，并且部分洞身位于地下水位以下，围岩稳定性差，易发生坍塌、掉顶、涌水。为提高施工效率，确保施工安全，项目组经过有序组织、科学研判，终选用悬臂式掘进机在艾家营隧洞进行应用。

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。

采用鑫通悬臂式掘进机进行截割开挖段，采用三台阶法施工，根据隧道断面尺寸及现场围岩情况，结合掘进机的自身性能，台阶划分经实践确定为: 上台阶高度为3.78m，大宽度10.38m，台阶长度10~12m，掘进进尺2.0m；中台阶高度为2.45m，大宽度11.28m，为创造挖机扒砟和装载机装车出砟空间，台阶长度控制在30~35m，掘进进尺两侧对称2.0m；下台阶截割高度为3.73m，为创造装掘进机及其他机械行走空间，掘进进尺为单侧4.0m。

悬臂掘进机上台阶法：掘进机到达上台阶后掘进机开始截割工作，同时挖掘机挖掉中台阶与上台阶间的临时道路。整个上台阶掌子面分左右两部分进行截割，掘进机靠左侧，截割头放置于台阶面高度处，对上台阶掌子面左侧底部进行钻进截割，截割深度约为一个截割头长度（90cm），然后由下至上、由内向外截割，直至开挖轮廓线以内20~30cm。照此方法使其进尺达到2.0m，后由专人利用测量定位后的接电激光装置，尺量指挥，截割至开挖轮廓线。

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。

钻爆法是隧道施工较常用的破岩方式，而由于受特殊环境限制或火工品制约时，往往隧道采用非爆机械开挖。悬臂掘进机法是一种非爆开挖方法，其切割臂可以上下、左右自由摆动，能切割任意形状的隧道断面，特别是对于软弱破碎围岩条件，采用悬臂掘进机开挖可减小对围岩的扰动影响，能有效地控制隧道围岩的收敛变形，以保障施工的安全。此外，悬臂掘进机集开挖、装碴和自动行走于一身，操作灵活，便于支护，可以适应围岩强度适中的软岩隧道施工，是小断面软岩隧道的理想开挖设备。鑫通机械悬臂掘进机

我国自20世纪60年代开始引进悬臂掘进机，主要应用于煤矿巷道的掘进施工中，其成巷，每天成巷长度可达30m以上，且经过近30年的研究及实践，其在我国煤矿行业已经是十分成熟的煤巷综合机械化掘进设备。20世纪80年代末至今，随着悬臂掘进机的设计和制造水平逐步发展，重型机大批涌现，使用范围不断扩大，逐步推广到水利水电、公路、城市轨道交通、铁路等工程中。

悬臂掘进机对围岩强度及完整性比较敏感，若围岩整体性好、节理裂隙不发育、强度高，则难以发挥悬臂掘进机优势，如在秀岭隧道段悬臂掘进机施工过程中，隧道左侧拱部遇到青灰色砂岩，围岩强度达到110MPa，此时悬臂掘进机无法正常向前掘进，现场采取对硬岩段钻爆法处理通过，施工进度迟缓。 鑫通悬臂掘进机

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