直径0.74m 管幕机工地组装
技术创新
主要技术创新点具体如下
(1)无损回退技术:该产品采用盾体分离及刀盘可折叠技术,并配置回拖装置实现无损回退功能。在回退过程中,刀盘折叠,内外盾体分离,回拖装置将主机整体无损回拖至洞外,使设备重复利用。
(2)控制技术:采用 PLC 作为整机的核心控制设备,全自动化控制,兼备远程与本地控制,满足正常掘进需要及拼装管节需求。
(3)地质适应性:采用复合刀盘及大扭矩主驱动,地层适应性广泛,可适应硬岩、软土、回填土等复合地层。
(4)支护技术:通过可回退式管幕机逐个顶进管节形成管幕,起超前预支护作用,降低施工风险。具有适应大断面、浅覆土工程、有效减小地面沉降、安全性高等特点。
工程应用
该设备应用于重庆铁路枢纽东环线采用管幕法施工的猫垭口隧道,隧道埋深浅,地质条件为人工填筑层及弃填层块石土、泥岩、砂岩等,本次施工隧道断面宽度约8.4m,高度约10m,与设备的小直径形成鲜明反差。此项目为全球首台超小直径可回退式管幕机提供了大显身手的“首秀”平台,设备施工主要成果如下:
(1)国内首次并完成多个无接收井管幕洞施工,并成功实现主机无损洞内回退。
(2)成功实现掘进过程中主机无损回退,并再次送入洞内继续正常顶进作业。
(3)最大日进尺18m,最大顶进速度120mm/min,单次最长顶进长度100m。
管幕机施工现场
猫垭口隧道结构简图(尺寸单位:mm)
社会与经济效益
随着城市集约化发展,城市管廊隧道施工的场地占用问题逐渐凸显,隧道施工对作业空间的要求面临新的挑战。某些工程在掘进机推进至终点的位置不具备地面接收条件,通常采用的方法是将设备从洞内拆解成多个小块部件,再将拆解下的小块部件运至洞外。此施工方法效率低、成本高,在拆机时具有一定的安全风险,当掘进机直径较小,人员无法进入设备内部时,则无法通过人工拆解方式进行拆机。而超小直径可回退式管幕机,不但解决了小直径隧道施工无法洞内拆机和维修的难题,还使得小设备建设大、长距离隧道成为可能。