水泥地面铣挖机-隧道铣刨机

随着隧道工程建设的发展,隧道工程频繁穿越既有交通结构、建筑物﹑管线、采空区等,隧道施工引起的地表沉降和爆破震动过大问题日益突出,以水泥地面铣挖机为核心的铣挖工法可以很好地解决这一难题。铣挖工法采用水泥地面铣挖机切削.刨挖岩土体,与传统矿山法隧道爆破开挖岩土体的原理完全不同,传统的矿山法隧道围岩分级方法不适用于铣挖法隧道。因此,研究铣挖施工条件下的隧道围岩分级,既是铣挖工法本身研究的需要,也有助于加快隧道施工速度,提高隧道修建技术水平。目前国内外对铣挖法隧道围岩分级的研究还很少,尚未有一个公认的铣挖法隧道围岩分级方法。

铣挖工法是以铣挖机为核心,可配合其它机械(如破碎锤、风枪等)以及静力破碎、控制爆破等方式方法进行隧道开挖施工的水泥地面铣挖机非爆破隧道开挖方法,适用于下穿公路、村庄、建筑物﹑管线、采空区、既有隧道等要求少扰动甚至免扰动的隧道工程。

水泥地面铣挖机工作条件与隧道围岩的地质因素密切相关。地质因素对铣挖机工作条件的影响主要表现为两大方面:首先是确定隧道围岩的总体地质环境是否适于采用液压铣挖机进行施工;其次是确定围岩稳定性及坚硬程度等主要地质参数对铣挖机工作效率的影响P。因此,确定水泥地面铣挖机铣挖工法的地层适应性应兼顾掘进面稳定性和施工效率的要求。同TBM类似,铣挖机也可认为是水泥地面铣挖机利用岩石的抗拉强度和抗剪强度明显小于其抗压强度这一特征而设计的隧道掘进机械,R.值直接决定了铣挖法隧道围岩开挖的难易程度。为泥岩、泥质胶结砂岩和粉砂岩的单轴抗压强度R与铣挖机掘进效率间的相关关系。

显然,R.越低,水泥地面铣挖机铣挖效率越高,则掘进越快;R越高，铣挖效率越低,则掘进越慢,此时铣挖机难以满足掘进要求。水泥地面铣挖机但随着R.的进一步降低,围岩由岩向土过渡时,则会出现铣挖机掘进后围岩的自稳时间极短，甚至不能自稳的现象。

水泥地面铣挖机作为非全断面掘进机应用于隧道施工具有一定的地质适应性。不具备自稳能力的软塑状粘性土、饱和的粉土和砂类土等以及因岩石单轴抗压强度过大(>60MPa)而导致开挖效率几乎为零的地质条件是不适宜于铣挖机工作的。

隧道水泥地面铣挖机开挖实践表明,铣挖机较适用于质地软弱、节理裂隙发育、岩体完整性差、抗压强度小且不宜爆破、挖掘机又难以挖动的软弱围岩以及土质围岩。为了明确铣挖法隧道围岩条件从而指导铣挖隧道施工,借鉴《TB10003-2005铁路隧道设计规范》中的铁路隧道围岩分级,判定水泥地面铣挖机铣挖法适用于铁路隧道围岩分级中的IⅢ～V级围岩。在低硬度的软岩硬土中铣挖效率最高可达到60~80mh(随岩石的密度﹑破碎度不同而不同)。但水泥地面铣挖机仅在围岩抗压强度为10~15MPa以下时铣挖效率较高;对于20~30MPa的较软岩,水泥地面铣挖机开挖就显得比较吃力。水泥地面铣挖机在岩质较硬、完整性较好的IV、III级围岩段,铣挖机工效显著降低;尤其对于强度很高、完整性良好的地层,因岩石硬、开挖时切削鼓向上移动,岩石很难被切割下来,铣挖机工效极低。此时,应选用配套机械或其它方法配合铣挖机进行综合施工。