隧道智能化机械化施工关键技术应用研究.pdf
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1、工程技术与应用 79工程技术研究 第 8 卷 总第 140 期 2023 年 6 月摘要:文章结合某隧道工程案例,对隧道工程智能化、机械化技术的应用展开研究,基于隧道工程建设中隧道开挖、衬砌支护、钻孔、喷锚等工序,对隧道智能化、机械化施工关键技术的应用进行详细论述。通过研究可知,智能化、机械化是未来隧道工程技术革新的主要趋势,相关人员应正确认识其在隧道建造中的应用价值。关键词:隧道工程;智能化;机械化;技术创新Abstract:Combined with a tunnel engineering case,the application of intelligent and mechanize
2、d technology in tunnel engineering is studied.Based on the tunnel excavation,lining support,drilling,shotcrete and other procedures in tunnel engineering construction,the application of key intelligent and mechanized construction technologies for tunnels is discussed in detail.Through research,it ca
3、n be concluded that intelligence and mechanization are the main trends of technological innovation in tunnel engineering in the future,and relevant personnel should have a correct understanding of their application value in tunnel construction.Key Words:tunnel engineering;intelligence;mechanization;
4、technological innovation分类号:U455.41 工程概况案例隧道工程,线路总长31.27 km,主洞长25.78 km,隧洞共有 56 座,设计流量为 125 m3/s。隧道围岩结构中多为类、类围岩,其中类围岩占比约为 6.18%,隧道智能化机械化施工关键技术应用研究胡恩来四川公路桥梁建设集团有限公司,四川 成都 610000Research on the Application of Key Intelligent and Mechanized Construction Technologies for TunnelsHU EnlaiSichuan Highway a
5、nd Bridge Construction Group Co.,Ltd.,Chengdu 610000,Sichuan,China026.DOI:10.19537/ki.2096-2789.2023.12.类围岩占比为 51.67%,剩余为类围岩、类围岩。该隧道工程围岩结构独特,所处地理位置特殊,为保障隧道工程建设质量,建设方引进一系列机械化、智能化技术,用智能化、机械化程度较高的隧道工程作业线,处理隧道开挖、支护、锚喷中的各类常见问题,有效增强隧道围岩稳定性,完善隧道工程的安全性能。2 隧道智能化机械化施工技术的应用价值自 1888 年起,我国铁路隧道的建设事业正式起步,历经多年发展隧道建
6、设技术逐渐成熟,并且随着社会科技的进步,各类机械化技术、智能化技术被应用在隧道施工建设中。目前,我国隧道的智能化、机械化建造技术尚处于探索、尝试阶段,但已经能够在隧道规划、施工设计、支护、开挖等环节中发挥明显的作用1。不仅如此,城市化发展中各地区的交通需求逐渐增加,在修建铁路隧道、地铁隧道过程中,隧道所处的地理环境更为复杂。对于一些位置特殊、结构复杂的隧道工程项目,建设单位需要借助机械化、智能化的关键技术,完善隧道工程的建设方案,提升新时期隧道工程建设中的现代化程度。因此,相关人员应结合隧道工程特点,深入研究其施工组织设计中的智能化技术、机械化技术,创新隧道施工技术方案,夯实隧道建设的技术基础
7、。3 隧道机械化施工技术的应用3.1 机械化作业线配置为有效应用机械化的隧道施工技术,还应结合隧作者简介:胡恩来,男,本科,高级工程师,研究方向为工程管理。工程技术与应用 802023 年 第 12 期 总第 140 期 工程技术研究道工程地质特点、质量要求,配置一级机械化作业线。同时根据隧道工程建设中开挖、喷锚支护、衬砌等工序,配备机械化的隧道施工设备,如表 1 所示。表 1 案例隧道工程机械化作业线的设备配置统计表的缝隙内。若钢筋网、钢架因回弹而导致部分混凝土喷料脱落,还应及时将其清除掉3。最后,隧道湿喷过程中应使用机械化设备连续供应混凝土,混凝土拌和物的停放时间应小于 30 min。湿喷
8、完毕后用地质锤、靠尺等设备进行质量检验,检查该区域的混凝土喷射是否符合隧道锚喷作业中的设计要求。若存在脱壳、空鼓问题,还应将该区域的混凝土料凿除后重新进行喷射作业。3.3 隧道支护支护是隧道工程施工建设的关键流程,为提升隧道工程机械化水平,建设方可将低预应力锚杆、衬砌智能带压设备、高压劈裂注浆等机械化配套工艺引进项目施工设计中,构建机械化的隧道支护技术体系。施工人员应以“保护围岩,确保围岩稳定性”为导向,用低预应力锚杆、超前支护、超前预注浆、高强度喷射混凝土等配套工艺构建隧道支护体系。其中低预应力锚杆与围岩接触后,可利用锚杆的张拉力对围岩壁产生作用力,有助于预防围岩变形风险4。隧道支护作业中,
9、施工人员可用钢架、低预应力锚杆、早高强喷射混凝土进行隧道支护。支护前期还应计算隧洞内围岩形变压力,分析超前支护结构的受力情况,以此预算隧道掌子面的稳定系数,具体的计算公式如下:(1)式中:K 为隧道掌子面的稳定系数;K 为隧道掌子面设计稳定系数,K 大于 K 时,表示掌子面较为稳定,稳定系数符合隧道施工安全标准,而根据岩土锚杆与喷射混凝土支护工程技术规范(GB 500862015)可知,K 取值为 1.15;Fe为掌子面滑移面的黏聚力合力;Fq为掌子面上方围岩的合力;Fw为掌子面滑移部位的自重;1为支护结构下掌子面竖向变形压力的折减系数;2为注浆加固后围岩稳定值的增大系数;P1为掌子面锚杆的支
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