1.装碴机械
隧道施工中,正洞、导洞及斜井出碴用的装碴机械有装载机、爪式扒碴机、耙斗式装碴机、铲斗式装碴机等。
隧道内装碴用的装载机以柴油机为动力的应装有废气净化装置和侧卸式岩石铲斗,转向灵活、半径小,铲斗插入力及铲起力大。
爪式扒碴机是一种连续装碴机械,机内转载、机后卸料,按扒碴爪的排列方式不同有蟹爪、立爪及蟹立爪之分。爪式扒碴机能扒装各种硬度的岩石,生产效率高,清底干净,多与梭式矿车配合使用。
耙斗式装碴机不仅可用于平巷装碴,还可以在30°以下的斜井装碴,按绞车传动方式的不同,有行星轮式和摩擦式之分。
铲斗式装碴机是一种间歇式装碴机械,按卸载方式分为正装后卸式、正装侧卸式,按装碴方式分为直接装碴式、间接装碴式。
2.运输机械
(1)自卸汽车。
隧道施工中使用的自卸汽车的各项参数主要有车身的长宽高、装载高度、最小离地高度等,要满足隧道断面的要求,并装有低污染柴油机及废气净化装置。常用的自卸汽车有意大利佩尔利尼公司生产的DP205C、DP205T、DP255及121-27等型号,日本五十铃公司生产的SSZ451ZLD型以及英国阿维林-巴福特公司生产的RD030等型号的自卸汽车,其载重量在12~32 t之间。
(2)电瓶车。
(3)矿车。
矿车是矿山车辆的简称,矿车的种类有很多,在隧道施工中使用最多的是运货矿车,包括梭式矿车、曲轨侧卸式矿车、底卸式矿车、翻转车箱式矿车以及固定车箱式矿车。
3.混凝土喷射机械
在铁路隧道施工中,大量采用喷射混凝土配以锚杆、挂网、钢拱架的方法作为临时支护,并同时构成复合式衬砌。混凝土喷射法是利用压缩空气将按一定比例配比的混凝土形成悬浮状态的气流,由喷射机喷向被敷表面形成密实的混凝土层,以达到支护的目的。它采用的主要机械设备有喷射机、机械手、空压机、供水系统、配料及搅拌上料装置、速凝剂添加装置等。这些设备通过不同的配备组合,可实现多种工艺流程,目前已出现了将这些设备组装成一体的喷射机组,使整个施工过程机械化程度大大提高。
喷射机实质上是一种气力输送装置,是混凝土喷射作业的主机。
(1)干式转子喷射机。
转子式喷射机是国内外较好的一种机型,其在我国的使用量约占喷射机总量的85%~90%,在干喷、潮喷、湿喷等喷射法中均有应用。转子式喷射机的结构简单、体积小,出料连续,输送距离远,操作维修方便,而且是一种配料、运输、搅拌和喷射联合作业的理想配套设备。
(2)湿式喷射机。
湿式喷射机是目前正在努力推广的机型。它可以减少喷射回弹率,使粉尘浓度下降,且水化作用好,使混凝土塑性得到提高,故其强度也有所增强。湿式喷射机为防止混凝土凝结,常与搅拌装置(如螺旋输送机)联装在一起,联装后结构稍复杂,耗风量较联装前要大20%~50%,输送距离也更短些。湿式喷射机现已形成了四大类四十多个机型,但得到一致公认而广泛应用的机型极少,其中包括罐式湿喷机、转子式湿喷机、螺旋式湿喷机、泵送式湿喷机、离心式湿喷机以及混合式湿喷机。
4.注浆机械
目前,国内外使用的注浆机械主要包括钻机、注浆泵、搅拌机和其他注浆机具。
(1)钻机。
钻机按其结构分为旋转式和冲击式两大类。
①旋转式钻机。
旋转式钻机又称地质钻机,它是以钻机主轴旋转带动钻头切割岩体。旋转式钻机按其给进方式分为风压、液压和综合式三种,按其用途可分为地质钻机、坑道钻机和探水钻机等。常用的旋转式钻机见表4-33。
表4-33 常见旋转式钻机(www.xing528.com)
② 冲击式钻机。
冲击式钻机在旋转的同时能进行冲击,该机型钻孔速度快,是钻注浆孔的理想设备,比如YYT-30支腿式液压钻机和日本古河(FURUKAWA)ZC6-417单臂注浆钻机。
(2)注浆泵。
注浆泵是注浆过程中浆液运动的动力,是注浆的主要设备之一。按其性能可分为液压注浆泵、隔膜计量泵、柱塞泵及手压泵等。
常用注浆泵的规格型号有日本PF-40A双液注浆泵和2TGZ-60/210注浆泵。
(3)搅拌机。
搅拌机分为立式和卧式两种,常用的搅拌机技术性能参数见表4-34。
(4)其他注浆机具。
其他注浆机具包括止浆塞、混合器、高压球阀、压力表及高压胶管等。
表4-34 常用搅拌机技术性能参数
5.二衬机械
(1)全断面钢模板衬砌台车。
模板台车实际上是钢结构台车与模板通过液压缸、螺旋千斤顶联接而构成的,按衬砌作业的方式不同,可分为平移式和穿行式。平移式的台车与模板是不可分离的,一次浇注混凝土后需等其具有一定强度后,才能脱模前移,开始下一循环;穿行式的台车备有两套模板,台车与钢模板之间的联接可以拆卸,浇注混凝土后台车即可脱离模板,混凝土由模板拱形结构独立支承,台车后移将后一段已凝固混凝土的模板联接,并拆模、收拢,从前面的模板下穿行通过,到新的衬砌地段作业。
(2)混凝土搅拌运输车。
混凝土搅拌运输车按其搅拌筒形式,可分为重力式的卧筒型、斜筒型及强制式的立筒型。汽车式以采用重力式的斜筒型最为普遍,轨行式多用重力式的卧筒型。按其动力传动形式可分为机械传动、液压传动两种,目前以采用液压传动形式为主。
(3)混凝土施工辅助设备。
混凝土模注衬砌施工中所用的辅助设备主要是指混凝土搅拌站后台上料的一些设备,如装载机、皮带运输机、气力输送装置、散装水泥输送车、袋装水泥拆包机、软石清除机以及混凝土再生机等。这些设备的使用可以提高衬砌施工的机械化程度,提高生产率,降低污染,降低劳动强度和成本。
6.通风机械
隧道施工通风是为了送进新鲜空气,排出有害气体,降低粉尘浓度,改善工作环境,保证工人健康和施工安全,提高劳动生产率。隧道及地下工程使用的通风机械包括通风机、风管、消声器等,基本上与矿山通用。通风机按构造分为离心式通风机和轴流式通风机,隧道施工用的通风机多选用轴流式通风机。
7.凿岩台车
主要由凿岩机、钻臂(凿岩机的承托、定位和推进机构)、钢结构的车架、行走机构以及其他必要的附属设备所组成,凿岩台车和装碴设备的组合可加快施工速度、提高劳动生产率、改善劳动条件,凿岩台车如图4-87所示。
图4-87 凿岩台车
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