隧道工程新设备新材料推广应用

12目录第一部分隧道工程新设备推广应用1.超前及管棚施工设备…………………………………12.开挖施工设备…………………………………………33.装碴施工设备………………………………………..94.出碴施工设备……………………………………….215.混凝土施工设备……………………………………..306.施工通风设备………………………………………..367.施工排水设备…………………………………………418.动力设备……………………………………………..459.隧道检测仪器…………………………………………51第二部分隧道工程新材料推广应用1.钢筋…………………………………………………542.水泥…………………………………………………673.碎石………………………………………………..684.河砂…………………………………………………695.减水剂………………………………………………..706.中空注浆锚杆…………………………………………717.防水板……………………………………………….718.聚酯纤维………………………………………………719.橡胶止水带……………………………………………7210.矿粉…………………………………………………7211.粉煤灰……………………………………………….7312.纤维素纤维………………………………………….7313.风筒…………………………………………………773第一部分隧道工程新设备推广应用从当前铁路施工设备现状看，全路路基、桥梁等施工设备的保有量，基本能够满足目前大规模、专业化施工生产的需要，但是隧道大型、特种专用施工设备投入不足、机械化作业水平不高、设备管理混乱等问题突出，导致近年来隧道施工安全事故频繁发生，为确保隧道施工安全、加快施工进度，现将国内外比较先进的隧道施工设备作一简单介绍，以供隧道施工设备选型时参考。1.超前及管棚施工设备1.1意大利卡萨格兰地C6型多功能钻注一体机1.1.1C6型多功能钻注一体机主要性能特点意大利卡萨格兰地C6型多功能钻注一体机为目前世界上昀先进的多功能钻机，能进行快速钻孔、超前钻孔作业并自动记录。钻机能够灵活地行走，行走速度和爬坡能力均要达到相关标准。钻机液压及控制系统功能稳定，运转灵活，钻架能实现快速定位。钻架定位后有可靠的稳定性，能保证钻孔过程中的高精度。C6型钻机以其多变而又可靠的整体性能，在超前钻孔、管棚、微桩、锚锁加固、旋喷桩施工等应用广泛，并已成为同类钻机中的设计典范，该钻机目前已大量用于水电、铁路、公路、市政工程的超前探孔、旋喷桩、锚索、地质探孔、取芯、注浆等作业。不同的桅杆组合适用于多种施工工艺，不同的动力头组合适用于各种地质情况，夹持器可实现钻杆的全自动锁紧和解锁，辅助卷扬机可进行取芯、吊装工作，减少劳动强度，可利用水、膨润土、泡沫等对成孔进行润滑、排渣、降温等工作，确保成孔质量。钻具可用国产替代，质量、性能差不多。主要性能：整机安装了两个操作控制台，分别控制钻机的行走、主桅的移意大利C6型多功能钻注一体机C6钻注一体机在隧道内钻注浆孔4动和动力头的回转。设备前端的移动式操作控制台，用于钻孔作业，也可选配无线遥控操作，大大增加操作作员的视野和灵活性。设备末端的固定控制台，用于设备移位、行走操作。所有的应急开关都有明显的标志并被安装在设备各部的显眼部位，有效提高了安全操作性。意大利卡萨格兰地C6型多功能钻注一体机可实现如下功能：1）超前钻探：使用C6钻机一次水平钻孔深度可达150m，曾创下一次水平钻深200m的施工记录，向下钻深可达300m。钻进方式为旋转、冲击，有液压顶驱和潜孔锤冲击两种方法，可根据围岩硬度不同任意转换，对围岩硬度在40Mpa以下的可采用液压顶驱的方法，对围岩硬度在80Mpa以上的采用潜孔锤冲击方法效果更好、钻具消耗少，对围岩硬度在40-80Mpa之间的，可任意选择一种方法，但使用潜孔锤冲击速度更快、成本更低。使用潜孔锤冲击，钻进速度为20-30m/h，使用液压顶驱钻进速度为10-20m/h。国产地质钻机钻进方式为旋转研磨，不具备冲击功能，钻进效率低，一般为1-1.5m/h，钻进深度30m。2）施作管棚：因为扭矩大、转速高，C6钻机昀大钻孔直径225mm，对于铁路隧道φ76、φ108、φ133管棚的钻探没有任何问题，一次昀长可打100m。3）取芯作业；取芯一般有两个作用，一是对岩芯取样，二是验证注浆效果。取芯作业时要配置专用的取芯钻具，由于取芯钻具强度要求高,所以一般选择瑞典进口山特维克或阿特拉斯取芯钻具。4）注浆及涌水监测：C6钻机配套的法国露丝系统，能对主机发动机各项参数、隧道涌水压力、注浆压力及实际注浆量进行监测、计量；5）帷幕注浆：钻机钻孔后，可在不拔钻杆的情况下，外接注浆机，实现前进式或后退式注浆。6）孔口止水；加装孔口止水装置后，钻机可插入孔口止水装置钻孔，防止隧道内高压水喷出。7）其他用途：还可施工锚索、旋喷桩等等。1.1.2意大利卡萨格兰地C6型多功能钻注一体机主要技术参数发动机道依茨BF4M1013C96kW蜗轮增压电喷发动机,欧洲3号排放标准液压泵德国力士乐公司变量柱塞泵各种阀丹麦丹佛丝动力头可选配不同回转动力头，配T12006V型配制德国克鲁伯打击装置潜孔锤河北宣化阿特拉斯或山特维克进口孔口止水装置5液压支腿前后各有两个液压支腿钻架意大利卡萨格兰特行走装置意大利卡萨格兰特主要技术参数大臂摆动角度（度）左右各135倾角（度）向下90、向上90动力头冲击频率2300次/min动力头转速530转/min动力头扭矩13550Nm动力头昀大行程4000mm钻架长度4000-7000mm可定制钻架行程可前后移动1000mm起拔力63.5KN加压力35KN夹持器M2Z/M2SZM4/M4S夹持力145/250KN履带行走速度（km/h）1.7爬坡能力（度）40接地比压（MPa）0.68外形尺寸(长*宽*高)7.712*2.25*2.767整机重量（t）12.72.开挖施工设备2.1瑞典阿特拉斯353E型三臂凿岩台车2.1.1353E型三臂凿岩台车主要性能特点阿特拉斯•科普柯RocketBoomer353E全液压火箭式三臂凿岩台车，适用于隧道掘进、洞室开挖及地下厂房开挖等各项地下凿岩工作，可进行钻爆孔、锚杆孔、掏槽孔、超前灌浆孔、管棚施工、装药、安装锚杆、灌浆、安装风管等高空作业。台车为轮式行走，四轮驱动，带有一个服务平台，钻臂昀大覆盖面积可达168平方米。钻孔直径自41毫米至102毫米，整体结构设计合理、强度高、调整和维修简单、阿特拉斯353E凿岩台车6方便，设备运行效率高、经济性好。该系列台车是阿特拉斯公司非常成熟的产品，设备的材料标准，生产工艺，检验等均采用ISO国际标准。台车主要由底盘、钻臂、推进梁、凿岩机、服务平台、液压控制系统、空压机、水泵等部分组成2.1.2瑞典阿特拉斯353E型三臂凿岩台车主要技术参数钻臂数量3昀大开挖宽度mm14550昀大开挖高度mm12700爆破孔mm35-51钻孔直径掏槽孔mm89-127钻孔深度mm4600型号Cop1238ME冲击压力Mpa15液压凿岩机冲击频率Hz40-60载重量kg300工作平台工作范围(宽×高)mm15640×9380型号BF6L913行走发动机额定功率118昀大行走速度km/h14昀小转弯半径mm9200昀大爬坡能力%25轮胎型号12.00R24X总输出功率kw150空压机额定压力bar10空压机额定输出量m3/min1.434增压水泵额定压力bar8增压水泵额定输出量L/min180外形尺寸(长×宽×高)mm13100×2500×3350整机重量t35.32.2瑞典山特维克DT1130-S四臂凿岩台车2.2.1山特维克DT1130-S四臂凿岩台车SandvikDT1130-S是用于20–183平方米断面隧道及洞室快速、精确掘进的三臂电－液钻车。配置自动功能和不同等级选购仪器的先进、电子钻孔控制系统，提供了高生产效率和高精度的隧道建设能力。内置的诊断系统大7大缩短了保养时间。HLX5T大功率高频液压凿岩机提供高穿孔速度和超长的钻具使用寿命。TB150大臂具有超大、优化的断面覆盖形状和全自动持平系统。钻臂也可用于开石门、锚杆钻孔和接杆钻孔作业。可选购的吊篮臂用于锚杆和其它作业。大功率4轮驱动后轮转向底盘保证了钻车快速、安全稳定的行驶。2.2.2山特维克DT1130-S四臂凿岩台车主要技术参数钻臂数量3昀大开挖宽度mm14780昀大开挖高度mm10310爆破孔mm45-57钻孔直径掏槽孔mm76-102钻孔深度mm3295～5125型号HLX5T冲击压力Mpa16液压凿岩机冲击频率Hz59载重量kg700工作平台工作范围(宽×高)mm14000×14000型号BF6L413FRW行走发动机额定功率102昀大行走速度km/h11昀小转弯半径mm8750昀大爬坡能力%28轮胎型号12.00-2018PR总输出功率kw160空压机额定压力bar7空压机额定输出量m3/min1.1增压水泵额定压力bar10增压水泵额定输出量L/min200外形尺寸(长×宽×高)mm15570×2500×3210整机重量t33.5山特维克DT1130-S四臂凿岩台车82.3德国特雷克斯（TEREX）铣挖机2.3.1德国特雷克斯（TEREX）铣挖机主要性能特点德国特雷克斯铣挖机采用世界领先的尖端技术生产，可安装在挖掘机或装载机等设备上，广泛用于隧道施工和基础处理，对岩石和砼路面等进行铣挖作业，以及处理隧道欠挖等，既高效又经济。目前，铣挖机产品范围包括六种功率的水平液压铣刨头：15千瓦，30千瓦、45千瓦、60千瓦、90千瓦、120千瓦。TEREX-Schaeff产品系列适用于各种工况的现场，覆盖了从昀大的到昀小的挖掘设备,可根据不同的工况与工作条件，配不同的液压马达与铣挖（刨）头，以保证其工作精确度与灵活性。铣挖范围广：在中低硬度的岩石如风化岩、凝灰岩中昀大可达到25～40m3/h（随岩石的密度、破碎度不同而不同），也可铣挖无钢筋或有少量钢筋的混凝土，使用装在40吨挖机上的WS120系列铣挖机，可以轻松的铣挖配有30mm以下直径钢筋的混凝土。低振动、低噪音：可在有振动或噪音限制的地域古建筑、医院周围有效的替代爆破施工，并能很好的保护环境。精确控制施工：可以快速准确的修整构造物轮廓，应用在隧道开挖中，不但可以解决令施工单位头疼的欠挖问题，还进而降低施工单位“宁超勿欠”所引起的成本增大问题。铣挖下来的物质粒径小且均刀，可直接作为回填料。安全性好：使用铣挖机取代人工进行软岩或破碎岩层的隧道掘进，排除掌子面前方工人开挖的危险，从而大大提高了隧道施工的安全性。结构简单，使用方便：它可以安装在任何一台既有的液压挖掘机上，可利用液压破碎锤或液压钳的液压回路进行安装，使用方无需额外购买挖掘机。应用广泛，低噪音操作低震动操作，高铣刨量；极其精准的切割，适用于狭窄的深沟，铣刨和挖掘材料再利用，真正的全能手，应用范围广泛；通用的附件几乎适合所有的机器；再提高切头扭矩时不会降速；铣挖鼓设计更专业，性能更好，震动更低；变速箱内配备齿轮减速器，是TEREX的专利技术。2.3.2TEREX铣挖机的应用范围可以广泛应用于采石场、隧道开挖、采矿；铣平面与坡面制作；竖井制特雷克斯铣挖机9作、制作隔离断墙；水下开挖与疏浚；路面工作、开沟与布管工程；剥离、铣平、打磨、铣侧面；混凝土改造与拆建等多种施工领域。1）开开挖挖：：在多数情况下，德国TEREX铣挖机只用于隧道轮廓的开挖，但是在中低硬度的岩层及冻土层等适合的地层中，铣挖机可以直接用于隧道的掘进，尤其在破碎岩层及老黄土中，开挖量可达30m3/h，开挖过程中对地层扰动低、安全性高，特别适合不宜爆破施工的地段；铣挖机操作简单，可控性高，开挖轮廓线清晰准确；可轻松解决隧道内欠挖修整、内表面凿槽及开挖边沟等问题。现场掘进一般分上下两步进行，即两步台阶法。由于需要在台阶上存放所有的设备，上下台阶相距800-1100m。铣挖机在黏土中开挖的速度（以WS90型铣挖