三臂鑿巖臺(tái)車施工技術(shù)在青島膠州灣海底隧道中的應(yīng)用研究

近期，備受關(guān)注的青島膠州灣海底隧道工程將在開(kāi)發(fā)區(qū)薛家島舉行開(kāi)工儀式。這將標(biāo)志著該項(xiàng)目建設(shè)全面啟動(dòng)。

12月27日，備受關(guān)注的膠州灣海底隧道工程將開(kāi)挖第一鏟。記者了解到，由青島國(guó)信實(shí)業(yè)有限公司投資建設(shè)的膠州灣海底隧道工程將在開(kāi)發(fā)區(qū)薛家島舉行開(kāi)工儀式，標(biāo)志著該項(xiàng)目建設(shè)全面啟動(dòng)。

目前全斷面鉆孔注漿設(shè)備大都采用風(fēng)動(dòng)潛孔錘式單臂多功能鉆機(jī),成本高、效率低、速度慢、污染大,通過(guò)青島膠州灣海底隧道鉆孔注漿工程,充分利用三臂鑿巖臺(tái)車作業(yè)范圍大、靈活、污染小、1838液壓沖擊鉆高效的技術(shù)優(yōu)勢(shì)及專業(yè)化的管理優(yōu)勢(shì),使三臂臺(tái)車在快速開(kāi)挖技術(shù)的基礎(chǔ)上,具備了全斷面深孔注漿過(guò)程中快速、優(yōu)質(zhì)、高效的臺(tái)車施工技術(shù)。

超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是一項(xiàng)較新興的專業(yè),目前普遍存在經(jīng)驗(yàn)不足、準(zhǔn)確率不高、設(shè)備國(guó)產(chǎn)化程度不高等難題。為規(guī)避海底隧道施工的高風(fēng)險(xiǎn),本工程采用綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),成功地解決了這一難題。介紹了綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)技術(shù),可為相類似工程提供參考。

近日,記者在青島膠州灣海底隧道施工現(xiàn)場(chǎng)采訪了解到,這一中國(guó)目前最長(zhǎng)的海底隧道工程施工進(jìn)展順利。據(jù)中國(guó)中鐵隧道集團(tuán)有限公司青島膠州灣海底隧道施工四合同段項(xiàng)目經(jīng)理、黨工委書(shū)記張海新介紹,由中鐵隧道集團(tuán)承建的青島膠州灣海底隧道設(shè)計(jì)為雙向六車道,

青島膠州灣海底隧道涌水?dāng)鄬尤珨嗝驷∧蛔{技術(shù)研究

青島膠州灣隧道工程全長(zhǎng)7800m,下穿海域3950m。有兩條主隧道和一條服務(wù)隧道,在青島端距離洞口2000m處設(shè)有進(jìn)出海底隧道的匝道。主隧道海域段線間距約55m,斷面為橢圓形斷面,隧道斷面寬16m,高12m,隧道洞身主要位于微風(fēng)化花崗巖、輝綠巖、安山巖中,縱斷面采用\"v\"字坡,最大海水深42m,隧道最小埋深不小于30m。對(duì)鉆爆法修建青島膠州灣海底隧道的關(guān)鍵技術(shù)和大型施工機(jī)械配套進(jìn)行了探討。

海底隧道工程施工具有其特殊性,施工風(fēng)險(xiǎn)較高?，F(xiàn)針對(duì)青島膠州灣海底隧道的施工特點(diǎn),分析工程施工中潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素,并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施及其實(shí)施組織機(jī)構(gòu)。

周書(shū)明-青島膠州灣海底隧道總體設(shè)計(jì)與施工

海底隧道工程施工具有其特殊性,施工風(fēng)險(xiǎn)較高?，F(xiàn)針對(duì)青島膠州灣海底隧道的施工特點(diǎn),分析工程施工中潛在的風(fēng)險(xiǎn)因素,并提出相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)控制措施及其實(shí)施組織機(jī)構(gòu)。

海底隧道對(duì)我國(guó)來(lái)說(shuō)是一個(gè)比較新的工程領(lǐng)域,對(duì)應(yīng)的施工技術(shù)比較缺乏,特別是海域段安全快速通過(guò)斷層破碎帶的施工技術(shù)基本為空白,可借鑒的施工經(jīng)驗(yàn)比較少。青島膠州灣海底隧道建設(shè)者在吸取國(guó)內(nèi)外先進(jìn)技術(shù)的基礎(chǔ)上依靠自主力量,突破了一個(gè)又一個(gè)技術(shù)難題,特別是在海域段過(guò)斷層破碎帶的施工難題上積極探索和實(shí)踐,并已取得成功,積累了較為實(shí)用的綜合施工經(jīng)驗(yàn),可為同類工程施工提供借鑒。

xl3d三臂鑿巖臺(tái)車施工工藝 為提高工作效率，最大限度地形成生產(chǎn)能力，規(guī)避因不良地質(zhì)災(zāi) 害引起的人員傷害風(fēng)險(xiǎn)，全面推進(jìn)機(jī)械化配套作業(yè)系統(tǒng)建設(shè)，我管段 巴玉隧道平導(dǎo)采用xl3d三臂鑿巖臺(tái)車用于掘進(jìn)作業(yè)，現(xiàn)將施工情況 具體向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)如下： 一、xl3d三臂鑿巖臺(tái)車簡(jiǎn)介 boomerxl3d三臂鑿巖臺(tái)車具有安全、高效、符合人機(jī)工程學(xué) 的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用先導(dǎo)控制液壓系統(tǒng)，減少了控制平臺(tái)四周的高壓膠 管數(shù)量，對(duì)操作者更安全，并且噪聲更??；采用新型人機(jī)工程學(xué)控制 面板，控制系統(tǒng)的液壓部件集中在一起，易檢修、維護(hù)；符合fops(防 落物沖擊)標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)頂棚，可以升高1.1m來(lái)增加更好的視野；為了 增加效率和準(zhǔn)確度，boomerxl3d可選配推進(jìn)梁角度測(cè)量系統(tǒng) （fam3），這個(gè)系統(tǒng)有助于操作者精確鉆孔，減少超挖或是欠挖，增 加一次進(jìn)尺量。boomerxl3d

本文以膠州灣海底隧道為例,研究了超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中經(jīng)常采用的預(yù)報(bào)手段,并概括了國(guó)內(nèi)的綜合超前預(yù)報(bào)研究現(xiàn)狀,提出了綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)的概念,指出了其優(yōu)缺點(diǎn)和適用性。針對(duì)三線海底隧道,提出了具體的綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào)流程。運(yùn)用本文所提出的三線海底隧道綜合超前預(yù)報(bào)方法對(duì)膠州灣海底隧道的服務(wù)隧道和左線主隧道進(jìn)行了多次綜合超前地質(zhì)預(yù)報(bào),預(yù)報(bào)效果良好,工程進(jìn)展順利,取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益。

膠州灣海底隧道海域段隧道軸線穿越兩組斷裂帶、9條斷層,斷層及其影響帶裂隙發(fā)育,地下水豐富且受海水補(bǔ)給。注漿技術(shù)的研究是為探討快速注漿工藝,確保注漿質(zhì)量。根據(jù)不同的圍巖條件,文中采用不同的注漿方式,使圍巖加固與防水效果明顯改善,既提高了施工進(jìn)度,又確保了工期和施工安全。

青島膠州灣隧道為大跨度過(guò)海隧道,陸上穿越房屋段是施工的關(guān)鍵之一,直接關(guān)系到施工進(jìn)度。為確保施工安全,該隧道穿越房屋段采用減振爆破技術(shù)施工,取得滿意的效果。

青島膠州灣海底隧道陸域段鉆爆施工期間,為確保距隧道拱頂約12m的地表建筑物安全及隧道大斷面掘進(jìn),通過(guò)采用下導(dǎo)超前、后續(xù)大斷面擴(kuò)挖施工方法,運(yùn)用液壓鑿巖臺(tái)車進(jìn)行大中空孔直眼掏槽及合理化的鉆爆設(shè)計(jì)等技術(shù),將地表建筑物最大垂直震速控制在國(guó)標(biāo)允許范圍之內(nèi);通過(guò)采用孔外中段別雷管接力起爆,實(shí)現(xiàn)了大斷面(超前下導(dǎo)、后續(xù)擴(kuò)挖面)一次性點(diǎn)火起爆,解決了大斷面一次性爆破雷管段別不足的難題;通過(guò)爆破震動(dòng)測(cè)試及數(shù)據(jù)回歸分析,得到了震動(dòng)波在地層中的傳播規(guī)律,并通過(guò)該規(guī)律進(jìn)行藥量真正校核。

以膠州灣海底隧道右線與匝道交匯洞段為背景,采用工程類比和數(shù)值模擬分析,對(duì)小凈距隧道的施工順序,超大斷面隧道的開(kāi)挖方法及支護(hù)參數(shù)進(jìn)行了研究,結(jié)果表明:小凈距隧道采用匝道先行,襯砌跟進(jìn),主隧采用cd法開(kāi)挖可最大限度控制圍巖塑性區(qū);大斷面洞段在進(jìn)行超前注漿加固后,加強(qiáng)支護(hù)可實(shí)現(xiàn)臺(tái)階分部開(kāi)挖。

以青島膠州灣海底隧道中的不對(duì)稱雙連拱隧道為工程背景,選取主隧道與匝道交叉口段的典型斷面建立數(shù)值計(jì)算模型,針對(duì)不同的施工開(kāi)挖順序和掘進(jìn)進(jìn)尺制訂了4種施工方案,并采用有限差分軟件flac3d進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工的三維數(shù)值模擬,計(jì)算分析并比較各方案的地表沉降、拱頂沉降和支護(hù)結(jié)構(gòu)位移以及圍巖應(yīng)力和支護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)力的分布情況,明確不對(duì)稱雙連拱隧道施工中結(jié)構(gòu)變形及應(yīng)力的最不利位置。分析結(jié)果表明,先施工中導(dǎo)洞再施工匝道斷面右導(dǎo)洞并采用小進(jìn)尺的施工方案更有利于控制圍巖的穩(wěn)定性,并據(jù)此提出了合理的施工方案建議。

1 xl3d三臂鑿巖臺(tái)車施工工藝 為提高工作效率，最大限度地形成生產(chǎn)能力，規(guī)避因不良地質(zhì)災(zāi) 害引起的人員傷害風(fēng)險(xiǎn)，全面推進(jìn)機(jī)械化配套作業(yè)系統(tǒng)建設(shè)，我管段 巴玉隧道平導(dǎo)采用xl3d三臂鑿巖臺(tái)車用于掘進(jìn)作業(yè)，現(xiàn)將施工情況 具體向領(lǐng)導(dǎo)匯報(bào)如下： 一、xl3d三臂鑿巖臺(tái)車簡(jiǎn)介 boomerxl3d三臂鑿巖臺(tái)車具有安全、高效、符合人機(jī)工程學(xué) 的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，采用先導(dǎo)控制液壓系統(tǒng)，減少了控制平臺(tái)四周的高壓膠 管數(shù)量，對(duì)操作者更安全，并且噪聲更小；采用新型人機(jī)工程學(xué)控制 面板，控制系統(tǒng)的液壓部件集中在一起，易檢修、維護(hù)；符合fops(防 落物沖擊)標(biāo)準(zhǔn)的防護(hù)頂棚，可以升高1.1m來(lái)增加更好的視野；為了 增加效率和準(zhǔn)確度，boomerxl3d可選配推進(jìn)梁角度測(cè)量系統(tǒng) （fam3），這個(gè)系統(tǒng)有助于操作者精確鉆孔，減少超挖或是欠挖，增 加一次進(jìn)尺量。boomerx

為保證青島膠州灣海底隧道的通風(fēng)順暢,需要安裝射流風(fēng)機(jī)進(jìn)行強(qiáng)制通風(fēng)。射流風(fēng)機(jī)焊接在風(fēng)機(jī)架上,因此要檢測(cè)風(fēng)機(jī)架的抗拉承載力,本文介紹了一種檢測(cè)風(fēng)機(jī)架抗拉強(qiáng)度的工程實(shí)用方法。通過(guò)油泵對(duì)穿心千斤頂加壓,穿心千斤頂一側(cè)頂在隧道頂部,另一側(cè)通過(guò)槽鋼壓梁對(duì)風(fēng)機(jī)架施加壓力,這樣風(fēng)機(jī)架就承受同樣大小的拉力,從而用這種方法可以檢測(cè)風(fēng)機(jī)架的抗拉強(qiáng)度。

介紹了一種檢測(cè)隧道射流風(fēng)機(jī)預(yù)埋鋼板抗拉強(qiáng)度的工程實(shí)用方法:為方便與檢測(cè)設(shè)備連接,每塊鋼板中心處預(yù)先焊接一個(gè)螺栓,由另一個(gè)螺栓與焊接螺栓連接,螺栓穿過(guò)穿心千斤頂并用螺帽固定。設(shè)備安裝好后,通過(guò)對(duì)穿心千斤頂加壓,穿心千斤頂通過(guò)其下部的螺帽對(duì)螺栓產(chǎn)生拉力,預(yù)埋鋼板也承受同樣的拉力,從而可以檢測(cè)預(yù)埋鋼板抗拉的強(qiáng)度。

為確保隧道施工的安全、質(zhì)量以及施工工人的職業(yè)健康,加快隧道施工進(jìn)度,在隧道施工中常常采用三臂鑿巖臺(tái)車進(jìn)行大斷面施工。文章結(jié)合近年鉆爆法施工隧道的地質(zhì)情況和施工工藝,闡述了三臂鑿巖臺(tái)車在隧道施工中的應(yīng)用,為隧道施工提供一些可借鑒的經(jīng)驗(yàn)。