单臂掘进机在铁路隧道施工中的应用

单臂掘进机在铁路隧道施工中的应用

陈志国

陈志国

中铁二十三局第二工程有限公司黑龙江161000

摘要：隧道施工机械化模式的不断深入，使得各种先进施工设备开始在隧道项目施工中得到广泛运用，而单臂掘进机作为一种集装载运输、截割以及自行走等功能于一体的高效掘进设备，自然成为了铁路项目施工单位关注重点。通过对单臂掘进机基本情况的介绍，对其在铁路隧道施工中的具体应用展开深度探讨，旨在提高单臂掘进机应用水平，保证隧道工程施工质量。

关键词：悬臂式掘进机；铁路隧道；构造；单臂掘进机；截割

单臂掘进机设备具有灵活性高、机动性强、投资费用相对较低等方面的优势，在隧道项目施工中对其进行使用，能够达到有效提高整体项目施工效率以及施工成本管控效果的目标，可为施工单位带来更大的经济效益以及社会效益，深受广大施工单位所认可。为对该项设备展开科学运用，确保单臂掘进机所具有的各项功能可以在隧道施工中得到完全发挥，对项目施工形成有效辅助，对设备基本情况展开全面分析是极为必要的。

1.单臂掘进机

单臂掘进机即悬臂式掘进机，是集喷雾除尘、剥离岩石以及装载运输等功能于一体的掘进设备，能够完成行走调动、切割以及装载等一系列操作，主要包括操作控制系统、切割机构、液压系统以及运输机构等几部分内容，履带、切割臂以及回转台等是设备主要工作机构。

设备主要具备以下几项特点：①设备使用具有一定限制，主要用于截割隧道部分断面施工，且要保证断面岩石破碎程度，应通过多次上下左右连续移动截割的方式，完成相应施工任务；②掘进机利用率会对掘进速度形成直接影响，在最佳环境下，利用率一般可以得到60%左右；③设备所具优势与全断面掘进机具有一定相似之处，即均具有连续开挖以及无爆破震动等优势，能够有效降低超挖施工概率，保证整体工程施工投入合理性；④和全断面掘进设备相比，单臂掘进机具有灵活性高、结构小巧等优势，在任何支护类型中均可进行使用；⑤设备使用投资费用较少，拥有再利用性高以及施工准备效率高等特征，在铁路隧道施工中有着不可忽视的作用与价值。

2.单臂掘进机在隧道施工中的运用

2.1设备构造

以EBZ200H型岩巷单臂掘进机为例。此设备可以在任意形状断面岩巷中进行使用，具有装运效率高、截割能力强以及除尘效果好等方面的优势。设备主要由护板部、截割部、后支撑部以及本体部等部分所组成，主要技术参数如表1所示。

2.2施工工艺

（1）设备操作流程

在对掘进机进行使用时，需要按照以下流程有顺序展开操作：油泵电机、开启第一运输机、开启星轮、开启截割头。如果设备使用并不需要开启装载，此时可在启动油泵电机之后，直接开启截割电机。各部分会在电气系统以及液压系统作用下保持密切配合，能够达到协调一致的良好操作效果，可高质量完成各项掘进任务。

（2）截割施工

进行截割施工过程中会通过对截割头的运用，按照上下左右移动顺序逐步展开截割施工。通过截割施工，施工单位能够对断面形状展开初步判断，会以此为基础展开后续施工方案编制。同时，若截割断面和实际要求尺寸、形状存在一定差异，需要实施二次修整，进而满足断面尺寸实际需求。

在对较软岩石实施截割时，会按照左右循环向上截割手段实施施工；而在对较硬岩石进行截割时，则会按照由下而上左右截割方式展开操作。但需注意，无论任何操作模式，都应尽量按照从下而上顺序展开截割。同时在施工遇到较硬岩石时，为避免设备出现损坏问题，不可勉强展开截割施工，应先对露头硬石周边部分展开截割，使其坠落下来。而在对大块坠落体展开处理时，需要先对其展开处理再进行运输，以防运输中途出现问题。在对柱窝进行处理时，需要先将截割头伸长到最长的位置，再将铲板下降到最低位置，要在此状态中使截割头开始向回收缩，并将岩石放在铲板周围，以便后续展开装载运输，且要运用人工手段对柱窝展开处理。在施工操作过程中，如果人员掘进机操作熟练程度不足，很可能会造成断面形状、尺寸和所需要求不符状况。如在对较软岩壁展开掘进施工时，可能会出现断面尺寸大于实际需求尺寸的状况，会直接造成支护材料浪费以及掘进时间不必要延长等问题。所以施工单位需要做好人员培训与教育，要通过定期培育帮助人员熟练掌握掘进机设备使用方式，养成良好设备操作习惯，进而达到不断提高掘进施工精准度的目标。

（3）喷雾施工

因为在进行铁路隧道掘进施工时，会产生一定量的粉尘，粉尘出现不仅会对施工环境能见度形成干扰，同时还会对施工人员身体形成伤害，所以实施粉尘控制极为重要。在具体进行掘进操作时，需要在司机右后侧放置截割头外喷雾控制阀，应保证其可以位于电控箱与操作台之间，以在掘进施工同时打开控制阀，对截割施工位置展开喷雾处理，以通过对水量实施科学管控的方式，高质量完成粉尘管控。同时在进行截割头内喷雾时，需要打开控制阀展开截割头内喷雾，但需注意不可单一展开内喷雾，需要同时进行内外喷雾施工，做好隧道内施工粉尘量控制。

（4）出碴处理

在对岩石展开截割处理时，需要运用铲板部展开铲碴施工，并运用第一运输机将其运输到掘进机尾部位置，卸入自卸汽车车厢内。在人工配合下，出碴操作会在短时间内完成，并会通过对龙门吊的运用，将其垂直运输到地面位置，一般地面运输会通过对装载机的运用完成装碴操作。为降低施工废碴对于周边生态环境的影响，施工单位会将碴石运输到指定位置，展开环保化处理。

2.3人员配置以及机械配置

人员组织以及机械配置是保证掘进机使用质量的关键，在掘进机进入现场之后，设备厂家会指派技术人员对设备安装、组装以及井下运输等操作展开指导，会帮助施工单位熟练掌握设备正确使用方式以及操作技巧。同时会配合掘进机配备吊车，按照隧道尺寸对整机分解单元展开设置，并借助龙门吊将设备放置到指定地点。因为铁路隧道施工较为特殊，整体工程施工周期较为紧张，所以在进行人员配置时，可按照三八制，即三个班倒班制度，做好人员组织与安排，防止出现人员过劳操作等问题，确保掘进项目施工效率以及施工质量都可达到最佳。

2.4配套设施设置

在完进行机械、人员配置同时，需要做好配套设施设置，要按照铁路隧道施工具体要求，做好供水、供电、供风设置。一方面，科学展开供水压力设置，运用增压泵保证水压数值；另一方面，合理展开供电电压设置，配备电缆线、控制开关与变压器，要按照隧道掘进长度确定电缆线长度。同时合理规划供风量，保证隧道施工环境。

结束语

通过本文对单臂掘进机相关内容的阐述，对掘进机在国内铁路隧道施工中的具体运用有了更加清晰的认知。随着单臂掘进机在铁路隧道项目中的不断使用，其使用模式以及操作水平也会变得更加成熟，会在隧道掘进施工中发挥出更大的作用，逐渐发展成为隧道掘进施工重要设备。但掘进机使用限制却不可忽视，需要进一步展开研究与优化，以为掘进机大范围使用提供更多技术支撑。

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