隧道機械化施工設備匯報

隧道機械化施工設備匯報第一頁，共83頁。匯報提綱二、隧道施工機械化配套三、隧道施工機械化關鍵裝備一、集團概況四、其他設備五、服務業(yè)務2第二頁，共83頁。1、基本情況中國鐵建重工集團有限公司（簡稱鐵建重工）隸屬于中國鐵建股份有限公司，2014年新簽合同額50億，營業(yè)收入42億，中國機械工業(yè)百強第74位。員工總數(shù)3200人，其中地下工程裝備專職研發(fā)人員500人（享受國務院特貼9人，博士11人）。完全自主研發(fā)，唯一沒有國外技術背景的地下工程裝備民族品牌；擁有長沙、株洲、四川、蘭州、烏魯木齊五大產(chǎn)業(yè)園視頻

一、集團概況3第三頁，共83頁。2007年2009年2010年組建并購中鐵隆昌鐵路器材有限公司開始打造地下工程裝備板塊2011-2015年2008年累計實現(xiàn)銷售300億元，盾構/TBM、噴射臺車等產(chǎn)品進入國內品牌前三甲產(chǎn)品開始投產(chǎn)2、發(fā)展歷程一個年輕有活力的企業(yè)

一、集團概況4第四頁，共83頁。掘進裝備產(chǎn)業(yè)土壓平衡盾構機煤礦雙模斜井TBM單護盾TBM敞開式TBM泥水平衡盾構機土壓平衡盾構機泥水平衡盾構機雙模斜井TBM單護盾TBM3、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)

一、集團概況5第五頁，共83頁。特種裝備產(chǎn)業(yè)混凝土噴射臺車混凝土攪拌站鏈刀式連續(xù)墻設備護盾式掘錨機混凝土泵隧道預切槽設備混凝土噴射臺車鏈刀式連續(xù)墻設備護盾式掘錨機預切槽設備鑿巖臺車

一、集團概況3、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)6第六頁，共83頁。軌道設備產(chǎn)業(yè)道岔高錳鋼轍叉彈條扣件貨車閘瓦3、產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)

一、集團概況7第七頁，共83頁。二、隧道施工機械化配套8第八頁，共83頁。15人18人國內現(xiàn)狀第九頁，共83頁。惡劣的工作環(huán)境，強體力勞動，易發(fā)職業(yè)??；危險的工作區(qū)域，突發(fā)事故，極易導致群死群傷。國內現(xiàn)狀第十頁，共83頁。機械化程度高產(chǎn)品系列化、功能多樣化設備集成化、自動化程度高產(chǎn)品種類齊全鑿巖臺車技術成熟、種類齊全濕噴機械手和拱架安裝機應用廣模板臺車和仰拱整體模板可靠性強專用設備效率高、作業(yè)人員少

工法與裝備協(xié)調全斷面施工、初期支護封閉緊跟掌子面國外現(xiàn)狀第十一頁，共83頁。國外現(xiàn)狀第十二頁，共83頁。立拱和鋪設防水板國外現(xiàn)狀第十三頁，共83頁。TBM法：敞開式、單護盾、雙護盾盾構法：圓形、異形鉆爆法：兩臂臺車、三臂臺車、門架臺車預切槽法：預切槽機懸臂掘進機法：全斷面、半斷面設備選型工法配套施工工法與機械化配套第十四頁，共83頁。裝備配置的幾項參考原則隧道長度大于600倍洞徑時可以選擇TBM工法圍巖強度大于30MPa時可以選擇TBM法、鉆爆法圍巖強度小于30MPa時可以選擇盾構法、懸臂掘進機法、鉆爆法圍巖強度小于10MPa時可以選擇預切槽法鉆爆法適用任何硬巖隧道，硬巖雙線隧道采用鉆爆法為最優(yōu)短隧道群宜選用機動靈活的開挖支護裝備第十五頁，共83頁。開挖2臺三臂臺車+裝藥臺車（多功能作業(yè)車）裝運2臺裝載機或1臺扒裝機、自卸汽車或皮帶機初期支護多功能作業(yè)車、濕噴機械手襯砌模板臺車、防水板自動鋪設機、鋼筋臺車等撿鋪底鉆爆、移動棧橋除塵軸流風機、車載除塵器一、硬巖雙線隧道---鉆爆法雙線硬巖隧道-鉆爆法第十六頁，共83頁。二、硬巖單線隧道---鉆爆法開挖1臺三臂臺車+裝藥臺車（多功能作業(yè)車）裝運1臺裝載機或1臺扒裝機、自卸汽車或皮帶機初期支護多功能作業(yè)車、濕噴機械手襯砌模板臺車、防水板自動鋪設機、鋼筋臺車等撿鋪底鉆爆、移動棧橋除塵軸流風機、車載除塵器單線硬巖隧道-鉆爆法第十七頁，共83頁。單線硬巖隧道的主要問題是出渣工序時間控制和組織三、硬巖單線隧道TBM法+平地王開挖上臺階TBM+平地王裝運1臺扒裝機、自卸汽車或皮帶機襯砌模板臺車初期支護濕噴機械手、防水板自動鋪設機、編制鋼筋臺車等撿鋪底鉆爆、移動棧橋除塵車載干式除塵器單線硬巖隧道-TBM法第十八頁，共83頁。上臺階TBM+下臺階鉆爆法+平地王TBM導坑先行平地王掃底仰拱撿鋪底平地王修整仰拱自行式仰拱棧橋整體式仰拱模板單線硬巖隧道-TBM法第十九頁，共83頁。三、隧道施工機械化主要裝備20第二十頁，共83頁。開挖裝備——全電腦鑿巖臺車21第二十一頁，共83頁。ZYS113數(shù)字化三臂鑿巖臺車鉆臂鉆臂鉆臂工作吊籃水管卷盤電纜卷盤駕駛室推進機構全電腦二臂、三臂鑿巖臺車ZYS82數(shù)字化三臂鑿巖臺車三臂鑿巖臺車全斷面：Ⅰ-Ⅲ級圍巖微臺階法：Ⅳ級較穩(wěn)定圍巖帶仰拱起爆的鉆爆設計開挖裝備視頻第二十二頁，共83頁。全電腦三臂鑿巖臺車開挖裝備23第二十三頁，共83頁。部件項目參數(shù)總體參數(shù)長16.1m寬2.9m高3.6m~5.2m工作斷面16.6m×11m轉彎半徑13.2m外總重46.2t底盤發(fā)動機DeutzTCD2012功率140kW軸距4.9m最大行走速度15km/h鉆臂數(shù)量3最大鉆臂延伸2.5m推進旋轉360°推進補償2.4m鉆臂重量4.8t部件項目參數(shù)吊籃額定載重500kg電氣系統(tǒng)總功率350kW主電動機3x95kW液壓系統(tǒng)液壓泵組數(shù)量3最大系統(tǒng)壓力21MPa水系統(tǒng)功率11kW最大流量200l/min最低進水壓力20Bar空氣系統(tǒng)功率15kW風量2.4m3/min風壓7.5Bar推進器總長7.465m鉆孔深5.34m鑿巖機型號HC110功率31.9kW全電腦三臂鑿巖臺車開挖裝備24第二十四頁，共83頁。全電腦二臂鑿巖臺車開挖裝備25第二十五頁，共83頁。部件項目參數(shù)總體參數(shù)長14.8m寬2.5m高3m~3.5m工作斷面13.2m×9.5m轉彎半徑8.65m外總重30t底盤發(fā)動機DeutzTCD2012L042V功率103kW軸距4m最大行走速度15km/h鉆臂數(shù)量2最大鉆臂延伸1.5m推進旋轉360°推進補償2.4m鉆臂重量4.3t部件項目參數(shù)吊籃數(shù)量1電氣系統(tǒng)總功率250kW主電動機2x95kW液壓系統(tǒng)液壓泵組數(shù)量2最大系統(tǒng)壓力21MPa水系統(tǒng)功率11kW最大流量200l/min最低進水壓力20Bar空氣系統(tǒng)功率9kW風量1.5m3/min風壓7Bar推進器總長7.465m鉆孔深5.34m鑿巖機型號HC110功率31.9kW全電腦二臂鑿巖臺車開挖裝備26第二十六頁，共83頁。方式對比開挖裝備27第二十七頁，共83頁。1）自動作業(yè)鉆孔布置圖導入到控制系統(tǒng)，自動控制多臂同鉆，可實現(xiàn)在線診斷、遠程控制。2）定位精確電液自動調節(jié)微動控制，實現(xiàn)鉆孔精確定位。3）環(huán)保健康封閉作業(yè)，降噪防塵。產(chǎn)品優(yōu)點開挖裝備第二十八頁，共83頁。4）30m超前鉆探與注漿加固可在線判斷地質情況并本機實現(xiàn)不同地質爆破支護方案。序號地質條件開挖方式1破碎地帶先注漿后開挖2Ⅴ級圍巖大斷面加微臺階3Ⅳ級圍巖大斷面4Ⅱ級、Ⅲ級圍巖全斷面產(chǎn)品優(yōu)點開挖裝備第二十九頁，共83頁。臺車作業(yè)和人工作業(yè)比較表

（作業(yè)斷面：100平方）序號作業(yè)方式人數(shù)時間安全性備注1臺車作業(yè)290分鐘好5米孔深2人工作業(yè)15210分鐘差3.5米孔深產(chǎn)品優(yōu)點開挖裝備30第三十頁，共83頁。不同鉆孔方式對比

鉆孔方式對比項手動風鉆鉆孔全電腦鑿巖臺車施工效率效率低，人員需求多效率高，是人工鑿巖的2~3倍，人員需求少開挖質量一般，人工控制超欠挖質量高，光面爆破施工成本工薪成本高，水氣能耗高工薪成本低，水氣能耗低環(huán)保性噪音、粉塵危害性大封閉式駕駛室，噪音低、環(huán)境好安全性掌子面工作，安全性差遠離掌子面，采用封閉式駕駛室，安全性好信息采集無可記錄施工數(shù)據(jù)，為優(yōu)化爆破方案和后續(xù)工序提供信息反饋遠程通訊無可實現(xiàn)遠程通訊與控制附加功能無可實現(xiàn)超前鉆探與超前支護開挖裝備31第三十一頁，共83頁。支護裝備——多功能作業(yè)車32第三十二頁，共83頁。國內現(xiàn)狀：單一功能機械裝備或人工作業(yè)支護裝備33第三十三頁，共83頁。拱架安裝模塊裝藥模塊（可選配）雙工作平臺，大大提高安裝錨網(wǎng)，裝藥等效率前駕駛后駕駛室工作框內配置風動鑿巖機、氣動螺母鎖緊裝置、焊機接口，方便框內施工操作多功能作業(yè)車支護裝備34第三十四頁，共83頁。作業(yè)車安裝人工安裝勞動強度大定位調整困難勞動強度低、效率高、安全可靠、精確控制定位產(chǎn)品優(yōu)點支護裝備35第三十五頁，共83頁。支護裝備——系列噴射臺車介紹36第三十六頁，共83頁。四大系列混凝土噴射臺車支護裝備37第三十七頁，共83頁。產(chǎn)品型號結構形式臂架噴射范圍適用范圍備注HPSD3010混凝土噴射臺車自行走、泵送、噴射于一體履帶行走方式噴射高度：11.5米噴射寬度：21米中、小型隧道HPS3016（S）（G）混凝土噴射臺車自行走、泵送、噴射于一體輪胎行走方式、雙向駕駛噴射高度：17.5米噴射寬度：31.4米特大、大、中、小型隧道兩輪S為四輪轉向G為高原型HPS08+HBS30噴射機組HPS08噴射臺車：履帶自行走、噴射于一體噴射高度：9米噴射寬度：15米小斷面、分步開挖中間管路連接HBS30噴射泵：輸送混凝土和速凝劑，拖動行走泵送方量：30方/小時HPSD2008混凝土噴射臺車自行走、泵送、噴射于一體履帶行走方式噴射高度：8米噴射寬度：15米中、小型隧道四大系列混凝土噴射臺車支護裝備38第三十八頁，共83頁。HPS3016系列混凝土噴射臺車視頻支護裝備39第三十九頁，共83頁。單位：m3/h（1）生產(chǎn)效率高濕噴臺車施工優(yōu)點支護裝備40第四十頁，共83頁。（2）噴射質量好噴射臺車采用預攪拌混凝土，自帶穩(wěn)定風壓空壓機噴射，提高混凝土的密實度、勻質性。避免了傳統(tǒng)人工噴射空洞、強度不達標的缺點。臺車噴射效果人工噴射效果支護裝備41第四十一頁，共83頁。濕噴臺車噴射質量好砼水灰比控制干噴機小型濕噴機濕噴臺車差好好支護裝備第四十二頁，共83頁。速凝劑摻量控制干噴機小型濕噴機濕噴臺車差好差濕噴臺車噴射質量好支護裝備第四十三頁，共83頁。噴射風壓控制干噴機小型濕噴機濕噴臺車差好差濕噴臺車噴射質量好支護裝備第四十四頁，共83頁。45與受噴面距離及角度控制干噴機小型濕噴機濕噴臺車差好差濕噴臺車噴射質量好支護裝備第四十五頁，共83頁。（3）安全環(huán)保性噴射臺車采用預攪拌混凝土，施工人員遠離噴射面遙控作業(yè)，大大減少了粉塵量避免了對施工人員健康造成的危害；支護裝備46第四十六頁，共83頁。濕噴臺車噴射安全性高噴射臺車采用遙控控制設備進行噴射作業(yè)，操作手可距掌子面10米處進行作業(yè)，作業(yè)區(qū)域位于已完成支護洞段，提高了操作工人的安全性。支護裝備第四十七頁，共83頁。蒙華鐵路：全線推廣隧道機械化施工的在建鐵路項目典型應用支護裝備48第四十八頁，共83頁。典型應用支護裝備49第四十九頁，共83頁。雙線隧道全斷面施工典型應用支護裝備50第五十頁，共83頁。單線隧道全斷面施工典型應用支護裝備51第五十一頁，共83頁。臺階法施工典型應用支護裝備52第五十二頁，共83頁。林拉公路米拉山隧道：

高原（4800m）高寒隧道施工單位：中鐵十二局支護裝備一臺HPS3016噴射臺車負責兩個洞口創(chuàng)造連續(xù)5個月噴射超2500m3/月的行業(yè)記錄成貴鐵路蔡家寨隧道施工單位：中鐵十八局53第五十三頁，共83頁。裝運裝備54第五十四頁，共83頁。裝運作業(yè)裝載機：2臺；或扒裝機1臺，自卸卡車或皮帶運輸機裝運裝備第五十五頁，共83頁。自行式加長仰拱棧橋仰拱棧橋56第五十六頁，共83頁。一、現(xiàn)有仰拱棧橋的特點1、目前已有的通用棧橋長度在12米左右，可滿足仰拱結構一次性施工6~8米。2、當跨度超過20米后，棧橋中間設支撐。利用混泥土早期強度為棧橋自重及通行載荷提供支撐，配合專用柔性底座及自動走行軌道。3、采用液壓控制，具備前、后、左、右移動功能，行走采用電控專用小車，整個棧橋就位無需人工鋪軌，1人即可操控。4、部分高配的棧橋配仰拱滑模機構，以便混凝土結構立模。5、通過載荷50T。圖四：仰拱滑模仰拱棧橋第五十七頁，共83頁。二、自行式大跨棧橋市場上現(xiàn)有的棧橋僅能滿足仰拱一次性施工6~8米，底板結構分段短接茬多。為避免施工期間仰拱初期支護封閉不及時，以及今后重載運營期間隧道結構失穩(wěn)，結構沉降開裂，翻漿冒泥等病害。仰拱初期支護必須緊跟開挖面，同時仰拱結構（鋼筋混凝土仰拱以及仰拱回填）一次性施工長度不得短于24米。圖四：仰拱滑模不少于24米仰拱棧橋第五十八頁，共83頁。三、案例日本制造的某隧道棧橋長度達到70米，仰拱作業(yè)區(qū)可達到34.5米，自帶仰拱滑膜模板以及橋面可開啟材料放入孔，自動化程度高。仰拱棧橋第五十九頁，共83頁。二襯作業(yè)-襯砌臺車、防水板臺車60第六十頁，共83頁。防排水及鋼筋綁扎防水板及鋼筋鋪設臺車降低作業(yè)強度提高作業(yè)功效減少作業(yè)人員防水板臺車第六十一頁，共83頁。二次襯砌自行式襯砌臺車：移動方便定位準確襯砌臺車第六十二頁，共83頁。人工鉆爆開挖鑿巖臺車開挖人工鉆爆開挖140-170m/m28人6人170-200m/m15人120-150m/m3人150-180m/m鑿巖臺車開挖單線全斷面雙線全斷面第六十三頁，共83頁。快速除塵設備介紹64第六十四頁，共83頁。在鉆爆法隧道施工中，鉆孔爆破是施工流程的主要工序，而爆破后在掌子面產(chǎn)生的煙塵難以避免而影響下一工序的施工。651.施工現(xiàn)狀除塵設備65第六十五頁，共83頁。隧道進尺淺（一般小于100m）時，通常采用自然通風排塵；662.通風除塵現(xiàn)狀隧道進尺深時，通常采用通風風機排塵；但隨著隧道進尺加深，排塵效果越來越差，煙塵易聚集在洞內難以散去；除塵設備66第六十六頁，共83頁。671.總體尺寸濕式除塵方案除塵設備67第六十七頁，共83頁。682.隧道內位置在隧道兩側分別放置一臺車拖動兩個除塵風機，風機進風口上下布置，提高除塵效率。除塵設備68第六十八頁，共83頁。693.工作原理通過通風風機產(chǎn)生的正壓與除塵風機產(chǎn)生的負壓形成對流，使帶有煙塵的空氣流入除塵風機內，經(jīng)過除塵器的噴霧與過濾，排出干凈的空氣。除塵設備69第六十九頁，共83頁。除塵器輔助通風機，進行隧道內降塵處理，改善作業(yè)環(huán)境。除塵設備第七十頁，共83頁。714.技術參數(shù)項目單位參數(shù)處理風量m3/min450×4總功率kW30×4除塵效率%>97耗水量L/min40×4供水壓力MPa1.5液氣比L/m3≤0.4工作電壓V380工作噪聲dB<85外形尺寸m6800×1515×2295（風管高度可調）重量kg3200除塵設備71第七十一頁，共83頁。四、其他裝備介紹72第七十二頁，共83頁。拱架式隧道預切槽設備視頻73第七十三頁，共83頁。中心軸式隧道預切槽設備施工現(xiàn)場74第七十四頁，共83頁。