01 铣挖法施工 1、 铣挖法概述 1.1 工艺概述 铣挖法就是利用铣挖机(一般是将普通挖掘机的挖斗卸下更换为铣挖头而形成的设备)进行隧道土石方开挖的施工方法,是一种非爆破开挖方法 ,除开挖与钻爆法不同外,其他工序(支护、衬砌等)都和钻爆法相同。
01
铣挖法施工
1、 铣挖法概述
1.1 工艺概述
铣挖法就是利用铣挖机(一般是将普通挖掘机的挖斗卸下更换为铣挖头而形成的设备)进行隧道土石方开挖的施工方法,是一种非爆破开挖方法 ,除开挖与钻爆法不同外,其他工序(支护、衬砌等)都和钻爆法相同。
1.2 在隧道施工中铣挖法的适用范围:
在采用新奥法施工的隧道,不宜采用钻眼爆破开挖隧道时,可考虑采用铣挖法进行隧道开挖;
可用于清理隧道表面,修整隧道轮廓;
可用于铣挖排水沟槽,铣挖地基,铣挖墙壁等;
可用于铣挖隧道混凝土表面;
可用于加深隧道的地面 ;
可用于铣挖岩石从而拓宽隧道;
可用于修整轮廓工程 ;
可用于铣挖隧道的连接通道 ;
可用于修整凹处 。
2、 铣挖法施工的优缺点
2.1 优点
使用铣挖机开挖隧道,比较适用于在 Ⅳ、Ⅴ级围岩条件下的隧道开挖,与钻爆法相比具有如下优点:
减小了对围岩的扰动,避免由于爆破振动而造成的岩石强度降低,岩石结构松动,岩石结构局部破裂等不利情况;
有利于保护岩体原有的自承能力,不易造成大面积变形及局部塌方;
适应能力较强,可以挖掘任意形状和尺寸的断面;
可选择的铣挖机快速换装系统,可在 30 秒种之内实现挖斗与铣挖机的更换,突破以钻孔爆破的循环施工方式,实现连续作业;
利用铣挖机开挖隧道便于控制超欠挖,实现隧道轮廓的精确成型,特别隧道局部施工时。
2.2 缺点
适用范围相对较小,对于围岩强度较高的隧道,开挖效率低或无法开挖;
开挖石方的成本相对较高;
开挖时会产生一定的粉尘。
3、 工艺流程
铣挖法的施工工艺流程同钻爆法,只是开挖方法不是爆破,而是利用铣挖机铣挖土石方。铣挖机的示意图如下:
铣挖机示意图 铣挖头示意图
4、 工序步骤及质量控制说明
施工步骤及质量控制标准同采用钻爆法施工的隧道。
施工场地
在隧道内施工时,隧道断面需要满足装配铣挖头后挖掘机的作业场地需求。
5、 施工机械
常用的横向铣挖机参数及配套挖机要求见表 1,各类型铣挖机适用的围岩强度范围情况见表2。
表 1 典型铣挖机 (德国艾卡特) 的规格类型及参数
铣挖机型号 |
单位 |
ER100 |
ER250 |
ER850 |
ER700 |
铣挖头直径 |
毫米 |
307 |
400 |
650 |
670 |
铣挖头宽度 |
毫米 |
542 |
620 |
850 |
1000、 1200 |
铣挖头转速 |
转 /分 |
90 |
90 |
72- 78 |
70- 77 |
流量 |
升 /分 |
25- 90 |
40- 130 |
130- 300 |
130- 230 |
工作压力 |
巴 |
210- 320 |
210- 320 |
320 |
320 |
扭矩 |
牛顿 /米 |
1913- 2848 |
3190- 4752 |
8507-12761 |
8896-10688 |
切削力 |
牛顿 |
12463-18554 |
15950-23760 |
26175-39265 |
26555-31904 |
大约重量 |
公斤 |
220 |
450 |
1300 |
1750(1850) |
最大驱动功率 |
千瓦 |
30 |
45 |
80 |
70 |
推荐的挖掘机 |
吨 |
1.5- 5 |
5- 15 |
15- 25 |
17- 25 |
重量级别 |
|||||
推荐的挖掘机 |
千瓦 |
13- 50 |
20- 70 |
65- 110 |
65- 110 |
驱动功率 |
|||||
铣挖机型号 |
单位 |
ER1500 |
ER2000 |
ER3000 |
ER5000 |
铣挖头直径 |
毫米 |
670 |
680 |
805 |
910 |
铣挖头宽度 |
毫米 |
1000、 1200 |
1000、 1200 |
1330 |
1600 |
铣挖头转速 |
转 /分 |
60- 65 |
65 |
53- 62 |
40- 45 |
流量 |
升 /分 |
200- 380 |
250- 500 |
300- 500 |
350- 800 |
工作压力 |
巴 |
320 |
320 |
320 |
320 |
扭矩 |
牛顿 /米 |
16000-21376 |
21247-25521 |
28500-42873 |
50880-76320 |
切削力 |
牛顿 |
47761-63809 |
62491-75062 |
70807-106517 |
111824-167735 |
大约重量 |
公斤 |
1750(1850) |
1900(2000) |
3000 |
5500 |
最大驱动功率 |
千瓦 |
120 |
140 |
170 |
240 |
推荐的挖掘机 |
吨 |
25- 45 |
35- 45 |
35- 60 |
60- 110 |
重量级别 |
|||||
推荐的挖掘机 |
千瓦 |
110- 190 |
130- 190 |
150- 280 |
230- 350 |
驱动功率 |
表 2.3.7.5-2 各类型铣挖机适用的围岩强度范围情况表
铣挖机类型 |
最大抗压强度 |
100 系列 |
25 兆帕 |
250 系列 |
35 兆帕 |
400 系列 |
40 兆帕 |
600 系列 |
50 兆帕 |
1200 系列 |
65 兆帕 |
1500 系列 |
80 兆帕 |
2000 系列 |
100 兆帕 |
3000 系列 |
130 兆帕 |
5000 系列 |
170 兆帕 |
6、 材料消耗
常见的主要材料消耗为柴油(挖掘机)和铣挖机铣挖齿,根据我单位的使用情况,采用 ER2000型铣挖机在约 10MPa 的泥岩中开挖,开挖每方消耗柴油约 5 升,铣挖齿平均每 30 方更换一个,铣挖齿的价格为 350 元/个。
生产效率
根据现场的使用情况,在约 10MPa 的泥岩中采用的 ER2000 型铣挖机(配套设备为小松 PC400
挖掘机 ),开挖效率为 4~7 方/小时,平均 5 方/小时。实际铣挖机的铣挖能力和参数表有一定的差异。
7、环境保护
铣挖机工作时会产生大量的粉尘,需要设置除尘降尘装置,也会在空气产生一定的粉尘。