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液压凿岩台车在隧道施工中推广应用问题的研究
2021-05-17 中国第一机械网

对液压凿岩台车在隧道施工中的推广应用进行分析研究,阐述在隧道施工中推广液压凿岩台车的工程背景,探讨液压凿岩台车在隧道施工中的技术优势及经济优势,并对其推广应用进行总结。

国内的长大隧道工程非常多,而液压凿岩台车在此类工程中具有比较高的技术优势。由此,液压凿岩台车作为先进代表型的隧道施工设备,成为了隧道机械化施工的首要选择,在我国铁路隧道的建设进程中占据重要地位。本文将对液压凿岩台车在隧道施工中的推广应用进行研究探讨,验证液压凿岩台车推广的必要性和重要性。

一、液压凿岩台车在隧道施工中的应用背景

自90年代,我国开始使用TBM与盾构建造铁路隧道技术,在此之前,由于钻爆法的经济高效等优点,这种技术在我国被大量推广使用。特别是当时将风动凿岩机进行了变革创新,凭借其经济便捷的特点被大量使用。

但创新后的多功能台架配风动凿岩机需要大量人员配合,且劳动量大、作业环境恶劣、施工速度慢,在很多长大隧道的施工中有着一定的限制。

为了提升隧道施工机械化水平,国家铁道部从芬兰、瑞典等国家引进了大量隧道施工机械,其中就有液压凿岩台车等。液压凿岩台车有两臂式三臂式等,也有电脑式及门架式。这一措施极大地提高了我国隧道施工的机械化水准,铁路隧道的施工技术也随之日益精进。

液压凿岩台车具备动能消耗低、能量利用度高等优点,由此在隧道施工机械化的发展中有着一定的推广优势。

如今经济水平大大提高,且铁路隧道的建设标准也有所提升,环保意识与行业环保标准正逐渐成熟,应用液压凿岩台车成为一种必然趋势。且2008年颁布了铁建设函【2008】777号《关于铁路隧道施工机械配置的指导意见》,明确要求相应的概算编制应与指导意见相适应。那么,使用液压凿岩台车等大型隧道施工设备能够获得一定的费用补贴,也就扫除了液压凿岩台车推广中的费用问题等障碍。

二、液压凿岩台车在隧道施工中的应用重点

1.液压凿岩台车的型号选择

液压凿岩台车经过了不同时期的改变,从半液压到全电脑,全智能。在60年代出现的半液压凿岩台车只有台车大臂使用了这种技术,凿岩机还是延循风动技术。70年代中期,全液压凿岩台机上市,凿岩机才应用了液压技术。

隧道施工设备的选定,需要综合考量单口掘进长度、断面面积、土壤状态等,还要配合施工方法的要求。普遍情况是,单口掘进长度超过三公里,围岩状态较为稳定的中大断面隧道,在爆破钻孔时会选择液压凿岩台机。如果单口掘进长度低于三公里,但工程需要加快进度,也能使用液压凿岩台机。

2.对隧道超挖情况的分析及控制

凿岩台车钻孔的外插角相较于风动凿岩机更大,使得周围钻孔较深,这是造成超挖变大的主要因素。这种情况是由于凿岩台车的构造使然,技术层面的超挖是很难回避的。

另外,如果施工段出现岩性差,围岩破损时,进行爆破后,炮眼痕迹留存度小,岩体的表层在爆破后出现掉块现象,从而导致超挖。隧道围岩情况无法稳定,出现这种超挖不可避免,需要根据不同围岩状况分析考虑。一般来说,围岩状态越易变,出现的超挖就越多。

除上述之外,人为因素也会导致超挖。比如管理水准不足,爆破规划不准确,划线精准度低等等。测量人员可能会在划线时,出于“宁超勿欠的观念”,将开挖的轮廓线向外扩张5至10厘米的范围,这大大降低了凿岩台车的开孔精准度,最终造成超挖的扩增;而凿岩台车的操作人员对外插角的把控不够精准,也会在操作时产生超挖的情况。类似的情况还有很多。所以,在施工的时候,需要提高管理水平,提升施工作业人员的技术水平和职业素质,严格遵守合理的施工准则,减少由人为因素导致的超挖现象。

为了达成爆破成效的提升,减少严控超挖现象,需要深入研究并改善液压凿岩台车相关联的爆破技术。

3.从经济角度分析液压凿岩台车的工作重点

从预算的角度,应该在施工前收集整理液压凿岩台车的购入金额,修理和保养等费用和技术指标,方便确定凿岩台车的机械台班费用,完成经济分析工作。

详尽统计使用液压凿岩台车施工的零配件、钻具、水电等材料的耗费量,并且要严格根据围岩类别开、挖方法来分类统计,编制出隧道开挖定额。进行这些基础工作可以帮助企业核算成本,也能及时编制修正行业施工定额,意义非凡。

统计液压凿岩台车开挖隧道的进展,分析循环时间。隧道的建设在一定的时间空间汇集了人员、材料、设备等生产资源及建造技术,这些共同影响了隧道的建设效率。工程经济分析既要仔细分析凿岩台车开挖作业需要的时间和速率,也要研究不同工序间综合作用后生成的隧道建设效率。

对凿岩台车作业的配套技术经济分析同样重要。首先要明晰配套条件下的资源配置,保证劳动保护的前提下,确保施工质量安全,保证资源配置的最优化,进一步减小液压凿岩台车与风动凿岩台车在开挖配套技术上的经济差距,体现液压凿岩台车的优势。

三、如何发挥液压凿岩台车的技术优势

液压凿岩台车在技术优势和技术先进性是客观存在的,需要更好地发挥其技术优势,要注意以下三点。

1.液压凿岩台车与风动凿岩机各有优势,需合理分配

隧道施工机械配套是很重要的部分,只有合理地配置才能充分展现绩效效能,在一定投入上,获得最大的经济效益。其实,液压凿岩台车与风动凿岩机在隧道施工中有不同的优点,在不同的隧道类型中,也有着相应的使用前提和要求。不引入液压凿岩台车在技术层面会有所损失,全部使用液压凿岩台车也不符合国内施工需求,与市场经济规律有所背离。

在使用时,应根据不同的施工需求和岩体情况及技术等方面的情况,合理分配不同配套机械的使用,既保证施工效能,也符合经济方面的要求。

2.合理编制经济指标

许多施工单位对于液压凿岩台车的应用态度消极是出于经济效益的考虑。如果一味维持以往的经济指标,对于液压凿岩台车的应用是没有任何帮助的。原来采用的定额只适合应用于不超过6千米的新建单双线隧道及改扩建工程,但缺少超过6千米的隧道定额。所以,随着如今隧道施工设备的现代化革新,相关内容的制定也需要有所变化。

3.增强设备的使用管理意识

从技术与管理方面,使用和维护液压凿岩台车时,也要关注这些方面:制定合理科学的机械台班费用;多角度开源节流,降低施工成本;确保正确常态的维修保养,保证使用状态;确保配件采购及时正确,保证供应及时;加强作业人员的专业技术和职业素养的培训,保障施工质量;台车钻爆工作一体化,加快施工效率。

结语:

液压凿岩台车的技术先进性有着一定程度的保证,其发展空间还需要行业的发现和了解,对于我国的隧道建设工程,液压凿岩台车还有很多发挥空间,重要的是行业如何正确认识和管理这类设备的利用。液压凿岩台车的配置费用虽然较高,但是其效能可以大幅度提升施工效率,从而减少了辅助坑到的费用,也能获得隧道提早投入试运营的经济收益。当然如何提高液压凿岩台车的适用性,以及探索提高严苛围岩条件的施工技术,也是摆在隧道建设者面前的难题。

(本文来自微信公众号-中翰凿岩)

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