一般而言,掘進機特別是開敞式掘進機施工,最好用于地質(zhì)條件較好的隧道。如果地質(zhì)條件太差,需要過多的輔助作業(yè)來保證掘進機施工,就不能發(fā)揮掘進機速度快、效率高的優(yōu)勢。同時,輔助作業(yè)的施作也受掘進機的充塞影響而困難,造成費用過高、延長工期,因而也就沒有必要使用掘進機施工了。
但任何一座隧道,不可能不出現(xiàn)一些局部地質(zhì)較差地段,因此掘進機必須具備通過不良地質(zhì)的能力。為了滿足不良地質(zhì)的要求,掘進機可以安裝一些輔助設(shè)備進行特殊功能作業(yè)。
加裝的地質(zhì)超前鉆機安裝在主機頂部,大刀盤后部的平臺上,它在主機停機時進行掌子面前30 m的超前鉆孔,以預(yù)報前方地質(zhì)情況,為掘進提供可靠信息。超前鉆機還具備注漿和安裝管棚的功能,以對圍巖進行預(yù)先加固,使掘進機具備自我加固前方不良地質(zhì)地段的能力和自我通過能力。
緊靠刀盤的后部安裝有鋼拱環(huán)安裝器,利用工字鋼拱環(huán)形成支護結(jié)構(gòu),這種方法的優(yōu)點是材料便宜,加工容易,安裝速度快,支護效果及時。鋼拱環(huán)的間距要與掘進機的行程距離一致或成倍數(shù)關(guān)系,在預(yù)制仰拱塊上要留有安放拱環(huán)的溝槽。
掘進機上有前后兩排共4臺錨桿鉆機,以滿足對圍巖進行錨桿支護作業(yè)的需要。在掘進的同時,錨桿作業(yè)應(yīng)能同時進行。
在掘進機施工中也會發(fā)生一些意外的較大事故二如開挖面大規(guī)模坍方造成機件被埋,洞壁圍巖變形卡住機體,突發(fā)的大量涌水淹沒機體和工作面擠出迫使機體后移等。造成這些事故的主要原因是事先地質(zhì)勘察不明,施工地質(zhì)預(yù)報不及時。因此而停工處理的時間和費用都很高,要引起特別注意和避免。處理方法主要是將掘進機后退,人工到掌子面用不同方法進行加固處理,以便讓掘進機順利通過。最根本的,仍然是作好地質(zhì)勘察和施工地質(zhì)超前預(yù)報工作。
在國外,曾有掘進機通過堆積大塊砂卵石層地層時,施工失敗的報道。在國內(nèi),貴州天生橋電站水工隧洞因突然發(fā)現(xiàn)大型溶洞而使掘進機無法工作。因此相當(dāng)一部分人認(rèn)為,在大塊卵石層和溶洞群這種特殊地質(zhì)情況下,不宜用掘進機施工。遇有膨脹性很高的膨脹巖土?xí)r,由于圍巖變形值很大,必須采取有效措施,才能保證順利施工。在瓦斯地層中修建隧道,鉆爆法已有了一套較為安全成熟的規(guī)則,但在掘進機施工中,則報道不多。
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