全断面隧道掘进机在矿井工程施工中的应用

全断面隧道掘进机在矿井工程施工中的应用

刘委军

中国水利水电第三工程局有限公司  甘肃 天水741023

摘要：对于全断面隧道掘进机的使用，通常需要在机械压力的作用下，完成对岩石的切割和破碎。在矿井工程开展大型地下隧道开挖施工作业时，该类设备的运用具有高度机械化、自动化的特性，虽然技术操作比较复杂，但具有优质、安全、快速、高效等多重优势。作为新型隧道施工技术中的一种，在使用全断面隧道掘进机这一核心设备的时候，利用全断面隧道掘进机法进行施工操作，将掘进、出渣、衬砌、灌浆等工序一气呵成，保证全断面一次成型，整体施工进度比较快，具有良好的安全性，一般对通风的要求比较低，可以有效减少衬砌支护工程。本文以矿井工程为背景，将深入剖析全断面隧道掘进机的应用要点，以期为相关人员提供参考和借鉴。

关键词：超长隧道；全断面隧道掘进机；施工应用

引言：我国隧道建设技术不断进步，在开展隧道掘进施工作业时，所涉及的技术类型逐渐趋于成熟和完善。在地下工程项目建设期间，顺应了经济的快速发展趋势，使工程建设质量不断飞跃。当前的隧道工程数量相对较多，在开展矿井工程施工作业时，为满足质量、效率等多方面的要求，需要重视对全断面隧道掘进机的充分利用。在施工期间，注重对建设质量的合理把控，有效应对隧道施工中的不良问题，发挥全断面隧道掘进机的应用优势，可以在经济、安全、环保等多个层面，为矿井工程施工作业提供保障。

1矿井工程施工中全断面隧道掘进机的适用范围

就目前的隧道建设方式来看，与国外先进的隧道建设方式相比，还存在着很多问题，主要表现在采用的技术手段比较单一。如一般的施工方法，掘进机施工方法等。在采用传统的施工方法时，又可以细分成三种类型，即人工掘进方法、单臂掘进机掘进方法、钻爆法掘进方法等等。在应用掘进机施工方法时，主要包括两种类型。一种是采用盾构法施工，一种是采用全断面机法施工。在使用全断面隧道掘进机时，能够突出全断面隧道掘进机掘进技术的独特性，实际的掘进速度相对较快，且该类技术手法的使用容易受到地质环境的影响。通过分析地质环境和地质条件，在运用全断面隧道掘进机施工方法时，适用于坚硬岩层中的隧洞施工。从投资角度考虑，在进行隧道施工作业时，当隧道的长度超过6000米，或直径之比超过600时，应该优先选择掘进机的施工方案。从经济、全面和技术等多方面考虑，当具有适宜的地质条件时，在投资、工期等方面，能够满足实际的施工要求时，则可以采用全断面隧道掘进机施工方法。

2矿井工程施工中应用全断面隧道掘进机的技术要点

2.1拱墙和仰拱施工技术要点

在开展施工作业的过程中，应做好前期测量工作，处于隧道洞口的位置，通常运用三角测量法实施操作。在洞口壁的位置，通过找出3个点，在确定3个点的具体位置之后，可以便于施工人员实施探测作业。基于该类基础条件，辅助后续施工活动顺利展开。随着高度测量作业的开展，可以在洞口的附近区域设置2个参考点，确保2个参考点的位置相对安全，能够最大限度扩大实际的观察区域范围。在开展全断面隧道掘进机隧道掘进施工作业的过程中，随着控制工作的开展，需要选择基础导线和施工导线。其中，对于施工导线而言，主要是指已经开通的线路，并且能够作用于隧道施工活动期间，并发挥引导作用的路线，且施工导线的长度一般不超过50米。在开挖的过程中，通过放置相应的导线，可以确保施工方向的准确性，避免出现偏离原路线的问题。对于基本导线而言，通常作用于施工隧道的方向设计层面，通过对隧道方向实施检测，确保方向的设计与总体设计要求相符合。通过注重对施工导线长度的合理管控，通常情况下，都要将其维持在100米左右，方便后续的洞内控制工作的开展，保证各种数据的准确性，在施工过程中，要对有关的施工要点有一个清晰的了解。对于施工缝，可采取内埋、外贴、橡胶止水带等方法进行处理。对于围岩较差、破碎软弱等地质条件下的隧道，为了保证隧道的安全，在进行施工作业时，必须对隧道的变形进行实时监测。在施工开始后，必须立即进行初支护，并对二次衬砌进行全面的施工。对于局部地质情况较好的地区，在施工结束后，围岩稳定程度较好的情况下，可适当降低初期支护强度。对于喷射的混凝土而言，应保证其表面平整，具有密实性的特点，避免出现蜂窝、麻面等缺陷。

2.2拱顶回填注浆

在开展二次衬砌拱顶灌浆操作时，可以选用管道灌浆的方式实施操作。在明确具体的施工条件时，确保所选用的管道灌浆方式具备针对性。在保证衬砌强度与设计标准要求相符合之后，并对后续的拱顶注浆施工操作进行了指导，使之顺利进行。在施工阶段，要做好灌浆管的预埋工作，在施工阶段要注意合理地控制钻孔深度。为了降低对防水层的损害，在预粘贴注浆管后，保证其长度比内衬长200mm左右，裸露部分采用特殊的设备连接。在灌浆回填法施工过程中，选择的水泥砂浆料，膨胀系数要小。如果有特别的需要，则应该更换强度比较高的泥浆材料，并采取人工操作控制的方法，通过专业的施工人员来强化对泥浆压力的控制，通常维持在0.2兆帕左右。

2.3防水施工工艺

2.3.1防水板材破损修理

如果发生了防水板破损的情况，要立刻进行修补，使用不透水的板进行处理。将两个隔水板上的尘土清除后，放置于破损处，然后通过手动操纵电热熔合机进行熔合。在焊接过程中，对焊接过程中出现的问题，应按照焊接过程中的整体质量，采用真空探伤仪对焊接过程中出现的问题进行检查，如未达到规范要求则需重新进行修补。在安装防水面板时，要尽量避免和明火直接接触，并要加大防水面板的保护力度。在钢筋的施工过程中，在混凝土浇筑和振捣过程中，要注意防止网片损坏。一旦有什么损伤，应及时修补。

2.3.2防水层铺设

在铺设防水面板时，需对其表面进行处理，采用喷水操作，对所铺设的设备、土工织物、防排水设施，应对其焊接效果和施工质量进行全面检查。在铺设防水材料的过程中，应做好前期准备工作，结合全断面隧道掘进机隧道施工作业的基础支护面，需要做好一次处理，避免产生明显的渗水现象。在处理防水板的过程中，期间运用自动热熔焊等施工方式，借助全自动双缝热熔焊设备作为基本支持。在焊接作业开始之前，应充分做好试验，加强对焊接温度和焊接速度的合理控制。在确认合格之后，从而对焊接操作起到一定的指导作用。在进行焊接工作前，必须对防水面板进行彻底的清洁，以防止有异物、粉尘进入。对出现的假焊、漏焊等不利于焊接质量的问题，要立即进行补焊工作。如果出现烧焦，穿孔，外漏等情况，则应选择同样材料的防水板，对其进行焊接，并加大防护。在防水面层的铺设工作顺利完成后，再进行质量检验。

结束语：

在矿井工程施工期间，对于全断面隧道掘进机的相关应用，应注重对技术操作要点的合理管控，制定系统性的控制改善计划，保障掘进系统处于平稳的运行状态，既要帮助企业实现经济效益最大化发展目标，还应达到可持续发展的要求。为保证矿井工程施工的安全性、高效性，提供便利、便捷的施工条件，还应明确地质环境的实际情况，掌握具体的施工要求，灵活运用全断面隧道掘进机实时操作，对矿井工程的发展起到推动作用。

参考文献：

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