滇中引水工程现浇仰拱全工序施工装备设计与应用

为实现敞开式TBM掘进与现浇仰拱同步施工,提升现浇仰拱衬砌质量,缩短工程工期,结合长大敞开式TBM水工隧洞现浇仰拱施工边界条件,研制大跨径现浇仰拱全工序施工装备。从功能要求、主桥、支腿、前后爬坡轨、行走系统、仰拱衬砌等方面对现浇仰拱全工序施工装备开展详细设计,提出将主桥行车路面抬高,在主桥下部设置11个长度12 m功能作业区的创新思路,并在现场进行充分验证。工程实践表明:1)全工序现浇仰拱装备主桥支撑系统、行走驱动系统、模板浇筑系统使用效果初步达到设计预期;2)全工序现浇仰拱装备组装效率高、整体移动便捷、与现场施工工序契合度高、人员作业空间大,劳动强度低,施工进度最高可达到240 m/月,有效提升了TBM施工现浇仰拱技术的发展水平;3)全工序施工装备作为水工隧洞全新的工装,开创了新的施工工艺。但是该装备使本来狭窄的隧道显得更为拥挤,掘进施工交通流量受限,导致浇筑混凝土、钢筋、轨排的运输与TBM掘进物料运输之间的矛盾逐步显现,保障施工通道和TBM掘进有效进度匹配性的问题有待进一步研究。

沉管隧道海上船舶施工步距控制研究

各类施工船舶的协调及使用对外海沉管隧道工程建设起着至关重要的作用。根据沉管隧道现场实际施工工况及相关技术要求,对施工船舶的步距控制、施工顺序、交叉作业、影响因素进行研究,以提高施工效率,减少项目成本和作业风险,为后续类似施工提供宝贵经验。

针梁式全圆模板台车在海底引水隧洞工程衬砌施工中的创新应用

为了解决海底引水隧洞衬砌混凝土施工全圆一次成型和长距离隧洞衬砌施工短工期内快速完成等诸多问题,选用针梁式全圆模板台车对台山核电站取水隧洞工程进行二次衬砌施工。分析长大隧洞二次衬砌总体施工方法及流程,详细介绍模板台车的构造及主要技术参数,阐述模板台车关键施工工艺和技术。结合工程概况和工期要求,总结了以下3个创新应用结论:在3台模板台车连续跳板作业条件下,隧道内、外的施工布局和流程设计;3台模板台车一次性灌注整体模板连续跳板衬砌施工的工艺和方法;3台模板台车连续跳板流水线作业施工注意事项。

类矩形盾构隧道衬砌结构受力性能的足尺试验研究

随着城市化的不断发展,探索空间利用效率高的地下空间开发手段成为实现城市可持续发展的必然途径。文章通过对新型的类矩形盾构隧道结构进行的整环足尺结构静载试验,研究了类矩形盾构隧道衬砌结构在正常运营和施工阶段同步注浆工况下的受力性能,具体介绍了试验方案,以及施工阶段同步注浆工况设计荷载作用下的结构裂缝、结构变形、结构内力、接缝变形和连接螺栓的受力情况;对结构的受力模型以及不同工况下的结构内力进行了分析比较,可为新型盾构隧道衬砌结构的设计和施工控制提供技术支持和依据。

硬岩巷道快速掘进设备及施工关键技术研究

为了解决煤矿硬岩巷道掘进施工效率低、成本高、安全隐患大的问题,研制了集钻孔、锚护、挖掘、运料等功能于一体的智能化钻装锚掘进机,与大直径中深孔爆破技术、高效运输方案、平行作业方案等相结合,形成硬岩巷道智能化快速施工工法。以五阳煤矿为工程应用对象,分别采用智能化钻装锚掘进机的一体式机械化作业方案和含常规多种设备的分体式机械化作业方案进行掘进试验,结果表明一体式机械化作业方案施工效率高、成本低、作业安全性高,为硬岩巷道安全高效掘进提供了有力的技术支撑。

龙头山特大断面隧道远程自动监测研究与成果分析

结合特大断面公路隧道——广州龙头山双向8车道隧道公路工程实例,根据特大断面的力学行为及变形特点,以及工程勘察所揭露的围岩特性,分析并确定了龙头山特大断面隧道的监测内容和监测点的布置方式,利用自行研发的隧道远程自动监测系统对监测断面的拱顶沉降及锚杆轴力进行量测,最后对龙头山特大断面施工运营期间的拱顶沉降及锚杆受力特点进行分析总结。该工程系国内首次应用基于Web(Internet)及GSM中GPRS的无线远程传输方法 +智能无线自动综合监测系统,实现了对隧道运营期的远程自动监测,为今后特大断面隧道远程自动监测提供了参考。

煤矿岩巷全断面掘进机(TBM)及智能化关键技术

岩巷掘进技术和装备的发展直接关系到煤矿生产的能力和安全。随着综合机械化采煤技术的迅速发展,回采工作面推进速度越来越快,对巷道掘进速度的要求越来越高。煤矿岩巷掘进技术,经历了钻爆法、综掘法,现在已经发展到第3个阶段TBM工法。传统的钻爆法、综掘法受技术和施工工艺限制,越来越无法满足各重大工程对施工效率、安全性、社会效益、经济收益等提出的更高要求,难以满足煤矿采掘平衡发展。TBM实现高效破岩、连续出渣、快速支护,通风除尘、供排水同步作业。分析了近几年国内煤矿TBM施工案例,提出矿用TBM开发关键技术,TBM针对煤矿井下特殊工程地质条件设计,实现掘锚运同步、及时支护,提高对坡度、围岩适应性,小半径转弯能力,融合千米定向钻机技术,做到逢掘必探,设备、施工规范和组织管理有机融合;提出工序衔接关键在于“探得远,掘得快,支得住,运得出”。分析煤矿巷道特点,提出设备系列化、模块化设计规划,关键部件国产化发展方向。依托大数据分析和云计算平台,按照“以感知为基础,以信息融合为中心,以智能掘进为目标”的原则,规划TBM智能掘进技术体系;开发掘进智能控制软件——TBM-Smart,系统架构划分为数据采集层、数据分析层、实时决策层,包括七大功能模块。分析煤矿行业面临的瓶颈和未来发展,提出矿用TBM向“机械化换人、自动化减人、智能化解放人”方向发展。

煤矿井下巷道掘进与支护同步作业技术及装备研究

针对我国煤矿巷道掘进速度慢、作业人员多、安全性较差的问题,提出了以摇臂式掘进机为龙头的掘进与支护同步作业系统,介绍了该系统的主要装备构成及工艺。阐述了摇臂式掘进机、运锚机、可调速转载机、自移机尾的结构组成及技术特点。结合自主导航技术、自适应截割技术、工况检测及故障诊断技术,构建了成套装备的自动控制系统。

摇臂式掘进机设计方案探讨

针对悬臂式掘进机单机成巷效率较低的现状,对我国巷道掘进技术与装备进行了分析研究。综合悬臂式掘进机和掘锚机组的技术特点,提出了摇臂式掘进机的总体设计方案,并对其主要元部件设计方案进行了介绍。

曹家滩煤矿智能快速掘锚成套装备应用

为提升掘进速度,缓解采掘失衡问题,针对大断面煤巷采掘接替紧张、掘进装备落后的现状,曹家滩煤矿引进中国铁建重工集团研制的智能快速掘锚成套装备,打造掘支平行作业。在明确工程背景后,对装备在井下应用出现的问题进行了分析与改进,掘进速度逐步提升,月平均进尺1 501.5 m,单月最高进尺2 020 m。该套装备的应用,有效改善了曹家滩煤矿掘进滞后难题,超额完成了厂家的装备设计生产能力,保障了智能快速掘锚成套装备的正常运行,实现了巷道的安全高效掘进。

快掘成套装备的设计研究

快掘成套装备由掘锚设备、煤矿用锚杆转载机组和转运输送系统组成。掘锚设备为基于纵轴掘进机的六臂掘锚机,负责巷道掘进、顶锚杆和两帮上帮锚杆的支护;煤矿用锚杆转载机组负责物料转运、顶锚索和两帮下帮锚杆的支护;转运输送系统由煤矿用带式转载机和机尾刚性架组成,负责物料转运。快掘成套装备实现掘进工作面全流程机械化作业,设备分工明确,专业化程度高,是适应于大中型煤矿巷道快速掘进的理想快速掘进作业线。

浅谈煤矿巷道快速掘进技术与装备选型

针对当前煤矿采掘失衡比较突出的现象,提出了快掘技术及装备发展对策,并对煤矿快速掘进系统成套装备选型及关键技术的发展进行了探讨与展望,以期实现煤矿安全、高效生产。