2.3.7.1 铣挖法概述
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。
2.在隧道施工中铣挖法的适用范围: (1)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;
(2)可用于清理隧道表面,修整隧道轮廓;
(3)可用于铣挖排水沟槽,铣挖地基,铣挖墙壁等; (4)可用于铣挖隧道混凝土表面; (5)可用于加深隧道的地面 ;
(6)可用于铣挖岩石从而拓宽隧道; (7)可用于修整轮廓工程 ;
(8)可用于铣挖隧道的连接通道 ; (9)可用于修整凹处 。
2.3.7.2 铣挖法施工的优缺点
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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:
(1) 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;
(2) 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; (3) 适应能力较强,可以挖掘任意形状和尺寸的断面; (4) 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;
(5) 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.缺点
(1)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; (2)开挖石方的成本相对较高; (3)开挖时会产生一定的粉尘。
2.3.7.3 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:
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铣挖机示意图
铣挖头示意图
2.3.7.4 工序步骤及质量控制说明
1.施工步骤及质量控制标准
同采用钻爆法施工的隧道。
2.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。
2.3.7.5 施工机械
常用的横向铣挖机参数及配套挖机要求见表 2.3.7.5-1,各类型铣挖机适用的围岩强度范围 情况见表 2.3.7.5-2。
表 2.3.7.5-1 典型铣挖机(德国艾卡特)的规格类型及参数
铣挖机型号 铣挖头直径 铣挖头宽度 铣挖头转速 流量 工作压力 扭矩 切削力 大约重量 单位 毫米 毫米 转/分 升/分 巴 牛顿/米 牛顿 公斤 ER100 3090 25-90 210-320 1913-2848 ER250 406290 40-130 210-320 ER850 ER700 671000、1200 658572-78 130-300 70-77 130-230 3190-4752 328507-12761 26175-39265 3286-10688 26555-31904 12463-185 15950-23760 最大驱动功千瓦 率 推荐的挖掘吨 机 重量级别 推荐的挖掘千瓦 机 驱动功率 铣挖机型号 铣挖头直径 铣挖头宽度 铣挖头转速 流量 工作压力 扭矩 切削力 大约重量 单位 毫米 毫米 转/分 升/分 巴 牛顿/米 牛顿 公斤 2230 1.5-5 13-50 ER1500 45 5-15 20-70 ER2000 1300 80 15-25 1750(1850) 70 17-25 65-110 ER3000 65-110 ER5000 911600 40-45 350-800 610007、1200 610008、1200 65 250-500 3221247-25521 62491-75062 60-65 200-380 3216000-21376 47761-63809 801330 53-62 300-500 3228500-42873 70807-106517 3000 1735-60 3250880-76320 111824-167735 5500 2460-110 1750(1850) 1900(2000) 最大驱动功千瓦 率 推荐的挖掘吨 机 重量级别 推荐的挖掘千瓦 机 驱动功率 1225-45 110-190 1435-45 130-190 150-280 230-350
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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 型系100 列系250 列系400 列系600 列 系1200 列 系1500 列 系2000 列 系3000 最大抗压强 度25 兆 帕35 兆 帕40 兆 帕50 兆 帕65 兆 帕80 兆帕100 兆 帕兆130 帕兆170 帕
列 系5000 列 2.3.7.6 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。 2.3.7.7 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。
2.3.7.8 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。
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