公路隧道成套机械化施工技术交流ppt

套技术跨越发展。
20世纪50年代
20世纪60至70年 代
20世纪80年代
20世纪90年代
21世纪至今
一、隧道机械化施工技术简介
❖ 3. 隧道传统施工工艺介绍
一、隧道机械化施工技术简介
❖ 4. 隧道成套机械化施工介绍
一、隧道机械化施工技术简介
❖ 5. 隧道机械化推广应用的必要性
一、隧道机械化施工技术简介
要求。 施工机械配置注重科学，发挥机械的总体效率。 施工机械需有备用设备（混凝土拌和设备、运输设备、混
凝土喷射机、混凝土输送泵、通风机、抽水机等）。 施工机械应根据施工进度计划安排，及时进场，确保正常
施工。 长隧道洞口或隧道群间，设置修配机构或车间，并配备相
应的修理加工机械，储备一定量的零部件和原材料。
质量问题解决
隧道施工中的一些质量问题，需要借助机械手 段来克服， 以控制施工质量，提高工程品质。
02
隧道常用机械设备介绍
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 钻爆法施工主要设备介绍
通风及供配电设备
钻孔设备
风动凿岩机
隧道
装药设备
开挖台架
钻爆
法施
找顶及清底设备
工主
锚杆施工
要机
械设
初期支护设备
锚杆台车
备应
用
注浆设备
凿岩台车钻孔
人员需求少
1 可进行精确钻孔，数据可追溯
，为超欠挖控制提供数据支撑
封闭式驾驶室，噪音低、环境好
2
远离掌子面，采用封闭式驾驶室
，安全性好
可记录施工数据，为优化爆破
3
方案和后续工序提供信息反馈
可实现远程通讯与控制
可实现超前钻探与超前支护
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 1、凿岩台车
目前国内较常见凿岩台车包括普通、电脑导向两臂凿岩台车，较先进还有三臂电脑导向凿岩台车、全电脑三臂 凿岩台车。
装渣设备。单线隧道配1台5t装载机，双线隧道配3台（其中一台备用）；液压凿岩台车（智能凿岩台车）， 适用钻爆法作业。
运渣设备。无轨运渣设备为自卸汽车。 仰拱栈桥。拱栈桥可解决仰拱施工对掌子面的干扰，选型时要考虑通过设备的质量、接近角、爬坡能力、
最小离地间隙及最宽外形尺寸，根据开挖进度要求和不同围岩类别对仰拱和掌子面的距离要求进行配置。 通常包括：(1)简易式仰拱栈桥/全液压履带式自行栈桥/自行式仰拱栈桥；(2)挖掘机1台 ；(3) 运输车辆； (4)混凝土运输车2台及混凝土生产设备1套。
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 6、自动浇筑二衬台车
插入式振捣和辅助式振捣功能。 对拱部混凝土深部进行充分振捣，实现环向、纵向及厚度方向的振捣全覆盖，有效提升混凝土强度和密
实度。
6
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 6、自动浇筑二衬台车
采用混凝土分层布料机有效提高了二衬混凝土浇筑的实体质量和外观质量，减少了换管施工工序，降低了劳动 强度，减少了操作人员。
钻孔机及注浆泵管
装渣机械
装载机
运输机械
自卸汽车
液压凿岩机 高空作业设备
拱架安装 拱架安装台车
挖掘机
凿岩台车
喷射混凝土 混凝土喷射机
扒渣机
凿岩开挖
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 1、凿岩台车
人员需求多
1
凭借施工经验控制超欠挖
噪音、粉尘危害性大 掌子面工作，安全性
2
差
不具备信息采集、
远程反馈等功能
3
人工钻孔
率，降低劳动强度。 锚喷支护作业应考虑污染小，作业人员少，强度低，作业效率高，回弹率低，整个作业设备配套完整，
相互协调。
三、隧道机械化施工配套技术
❖ 1.3挖运及仰拱作业配置原则
装渣效率与运渣效率相匹配，防止造成设备闲置浪费。 装渣运渣设备外形尺寸满足隧道断面及配套工作要求（仰拱栈桥、模板台车内部通过性）。 装运设备应安全环保（隧道空气流通不畅，影响能见度、人员健康）。 装运设备整体配套能力应高效，缩短工序循环时间。 仰拱施工设备要求移动速度快、操作方便、有效作业长度大、施工作业面长、施工效率高、成本适中、
三、隧道机械化施工配套技术
❖ 1.2开挖及支护作业配置原则
设备配套满足快速施工要求，作业循环时间短，作业人数少，作业准备时间应缩短；配套方案考虑作业 便利，与打眼数量、深度及速度相适宜。
配套设备空间保证其它工序作业设备通过，对后续工序设备影响和施工干扰小。 设备配套方案中投入辅助设备少、减小辅助工序提高工作效率。 台阶法开挖设备应考虑小断面情形的配套，设备能进入台阶断面能在较小断面作业，提高台阶法开挖效
公路隧道成套机械化施工技术交流
CONTENTS
Βιβλιοθήκη Baidu
01
隧道施工技术简介
目录
02
隧道常用机械设备介绍
03
隧道机械化施工配套技术
04
渝黔项目隧道机械化应用案例分析
05
存在问题及展望
01
隧道施工技术简介
一、隧道机械化施工技术简介
❖ 1. 我国隧道建设概况
随着公路建设的快速发展,山区公路与公路隧道的建设 日益增多。据交通运输部统计,1979年,我国仅有374 处公路隧道通车,总里程52 km ,而截至2020年末,全国 公路隧道21316处、2199.93万米，其中特长隧道 1394处、623.55万米，长隧道5541处、963.32万米。
动钻孔
采用先进的计算机系统和图 形化显示技术，辅助控制孔 位、推进梁角度和孔深，具
备半自动钻孔。
具备隧道方案设计、钻孔图设 计、钻孔数据记录、MWD分
析等功能。
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 1、凿岩台车
目前国内凿岩台车功能逐步发展，具备布孔图软件功能；三维隧道扫描；数据采集、交互及传输；超前地质预 报等功能。
隧道建造以人力工具、车、大型装载机、衬砌
小型机具为主。
模板台车等施工机械。
修筑衡广、大秦线， 大型机械无轨运输， 施工机械配套问题。
衡广复线为起点，隧道 施工从半机械化向完全 机械化转变，形成多种 机械化施工成套技术和
设备配套模式。
全电脑三臂凿岩台车、 湿喷机械手、全自动自 行式仰拱栈桥、防水板 作业台车等，机械化配
液压自行式仰拱栈桥
VS
简易栈桥
简易栈桥采用拖行方 式，使用不便，交叉 作业影响大，安全系
数低。
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 5、防水板/钢筋安装台车
隧道土工布、防水卷材铺装、钢筋安装。降低了现场工人劳动强度，提高了施工效率与防水板安装质量。
6
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 6、自动浇筑二衬台车
为减少隧道二衬质量通病，在常规的二衬台车上优化防空洞、防爆模、自动插入式振捣、分层布 料等多种技术措施及设备，可在施工过程中实时观测，起到提前预防，及时纠偏的作用。
6
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 6、自动浇筑二衬台车
具备拱顶防空洞预警、拱顶防超压预警、视频监控、 报表生成等功能；
可通过交互式可编辑界面，根据施工经验和现场施 工情况预设浇筑方案，并实时修改浇筑、振捣等模 块的工艺及参数，固化数据、实现标准化施工。
具备隧道成套智能装备信息化管理系统，可实时检 测台车浇6筑入仓顺序及位置、浇筑方量、对应浇筑 口流量、拱顶饱满度、拱顶压力等数据，所有监测 信息均可上传、存储，达到过程可控制、可追溯。
❖ 5. 隧道机械化推广应用的必要性
施工技术发展
隧道施工机械化是施工技术发展的要求，对于提升我国 公路隧道施工水平意义深远。
设备制造进步
随着我国制造业的发展进步，隧道施工机械化设备国产 化率正在提高，隧道机械化施工设备成本下降。机械化 施工与人工施工成本差距正在缩小。
施工标准要求
随着国民经济和国家发展的需要，隧道施工标 准要求也在提高，以人工为主的粗放型公路隧 道施工模式，已不能满足公路建设的需要。
6
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 8、其他隧道施工机械设备
隧道装挖机：隧道装渣及运输设备
水沟电缆槽凿毛机：沟槽施工前，采用沟槽边墙凿 毛机进行凿毛，确保沟槽砼与边墙砼连接质量。
6
03
隧道机械化施工配套技术
三、隧道机械化施工配套技术
❖ 1.1总体原则
施工机械配置与主要施工方法相配套，与施工工期相适应。 施工机械配置的生产能力>均衡施工能力>施工进度指标
锚杆台车：锚杆台车应用于隧道掘进、地下厂房开 挖等，可进行爆破钻孔、锚杆钻孔、超前钻探、注 浆、安装锚杆等作业。
6
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 8、其他隧道施工机械设备
钻孔、注浆、安装锚杆一体机：所有动作的执行机 构集中在同一主臂架上，同时实现钻、注、锚连续 流水作业。
隧道掘进机：一种集破岩 、装载转运、 自行走 以及 喷雾除尘于一体，以机械方式破岩的高效 联合作业机械，有些还配有支护功能。
功能
普通两臂凿岩台车
电脑导向两臂凿岩台车
三臂电脑导向凿岩台车
全电脑三臂凿岩台车
最大覆盖面积
108
108
195
195
钻臂控制类型
手动
手动/半自动
手动/半自动
全电脑控制
控制系统
电比例控制
电脑导向控制
电脑导向控制
全电脑控制
信息化功能
无线遥控操作模式，方便 操作人员观察
采用先进的计算机系统和图形 化显示技术，精确控制孔位、 推进梁角度和孔深，具备半自
仅适用型钢钢拱架安装。双臂以上拱架安装机适用全断面和台阶法施工下格栅拱架、型钢拱架及网片安装。 一台拱架安装机能满足两个作业面的作业。 喷射混凝土设备：普通潮喷机操作方便、便宜很多小隧道应用；普通湿喷机/湿喷机械手得到广泛应用； 混凝土生产设备和混凝土运输设备。
三、隧道机械化施工配套技术
❖ 2.3装运及仰拱作业设备选型
重复使用。
❖ 1.4防水板铺设及衬砌作业配置原则
防水板作业作业人员投入少，强度低，实现防水板作业连续作业。 衬砌作业与其它设备配套，作业进度与各工序进度一致，其它设备容易通过，保证隧道通风。
三、隧道机械化施工配套技术
❖ 2.1设备配置总体原则
设备选型除考虑设备本身性能外，还需重点考虑： (1) 设备轮廓尺寸符合隧道内施工场地和空间净空要求。 (2) 运输工具便于装卸和调车等操作，以提高运输效率。 (3) 设备动力装置排放气体应符合有光规定。 (4) 符合地下工程施工技术安全的要求。
我国已是世界上公路隧道建设与运营数量最多的国家, 也是隧道施工技术发展最快的国家。随着劳动力成本 的增加和工程机械设备的快速发展,以及对施工质量和 安全控制要求的提高，国内隧道机械化施工得到了较 快的推广与发展。
一、隧道机械化施工技术简介
❖ 2. 我国隧道机械化应用简介
修筑成昆铁路，从日本、
瑞典引进全断面凿岩台
1 人远离掌子面，同比传统工法立
拱架，提高80%的安全性能。
VS
不需外接电源，操作方便，安装
2
一榀拱架仅需20-30分钟，加快
工序循环。
一台设备仅需4人即可完成钢架
3
安装与钢筋网铺设，节省人力
投入。
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 2、拱架安装台车
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 3、湿喷机械手
隧道初支喷射混凝土施工，提高喷射效率，喷射混凝土结构密实，强度更高； 减少掌子面作业人数，减少安全 事故；减少粉尘污染，降低患职业病风险。
三、隧道机械化施工配套技术
❖ 2.2开挖及支护作业设备选型
开挖作业线含钻爆破孔、锚杆孔、装药、安设锚杆、爆破、通风除尘等作业。
支腿式凿岩机：适用所有隧道开挖项目，需空气压缩机、变压器、高压风输送管路、开挖作业台架、高压 供水设施等。
液压凿岩台车（智能凿岩台车）：适用钻爆法作业。 拱架安装台车：单臂单栏拱架安装机因工作自由度少，不利于格栅拱架安装，不具备拱架空中对接功能，
6
布料小车
旋转布料机
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 7、水沟电缆槽台车
隧道水沟电缆槽施工采用水电缆台车施工，保证沟槽墙身面平整、线形顺直及混凝土外观质量。
6
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 8、其他隧道施工机械设备
隧道预切槽设备:适用于对覆盖层沉降有较高要求的 工程或区段；超近隧道、紧邻地下建筑物及地下管 线的隧道施工；对地表构造物可能造成不良影响的 工程或区段。
布孔图设计
三维隧道扫描
数据交互
超前地质预报
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 1、凿岩台车
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 2、拱架安装台车
拱架安装台车可满足隧道全断面和台阶法施工的钢拱架（含型钢拱架和格栅拱架）安装与钢筋网铺设；质量检 测、风水管安装、缺陷修复、注浆等多种高空作业平台。
配备多支机械臂和工作平台，工
二、隧道常用机械设备介绍
❖ 4、仰拱栈桥
桥下进行仰拱初期支护、钢筋绑扎衬砌及仰拱填充施工的同时不妨碍桥上出渣车辆通行，也不妨碍下台阶的钻
孔开挖。减少了工序间互相干扰；
钢筋绑扎、混凝土施工、养 护等多工序同步作业。 中心水沟模板、仰拱曲模与 栈桥一体化，提高施工效率 。 配安备装止质水量带。定6位夹具，提高 配置模板液压定位系统，保 证定位精度。 无需借助挖掘机及装载机等 外界动力可自行移动。