悬臂式掘进机施工工艺流程 悬臂式掘进机安全操作规程

一、 悬臂式掘进机施工工艺流程

1、施工工艺流程

隧道开挖施工工艺流程：上台阶开挖→上台阶初支→下台阶左侧开挖（下台阶右侧开挖，左右侧错开3～5m）→下台阶左侧初支（下台阶右侧初支）→开挖隧底→施作隧底支护→施作永久性仰拱及边墙基础施工→施作防水及二次衬砌。

2、操作要点

在开挖过程中隧道掘进采用上下台阶法施工，上台阶、下台阶及仰拱均采用悬臂式掘进机开挖，挖掘机辅助。上台阶掘进开挖完成后，采用装载机将支护台架运至掌子面进行后续支护（锚杆、钢筋网、钢拱架、喷射混凝土）作业，掘进机则进行下台阶部位掘进施工或根据工序安排退至不影响后续工序位置等待下一掘进循环。

3、施工准备

（1）熟悉施工图纸，做好技术交底及培训。

（2）做好现场劳动力的组织，准备好各种设备，并保证施工机械的完好率，使其满足施工要求。

（3）施工之前，根据围岩地质情况，选取合理的机械设备型号，并进行合理的机械设备配套。在洞内布设好所需的高压电缆、输水管线，同时将掘进机与工作面齐头，并摆放妥当。

（4）施工供电。重型悬臂式掘进机机器供电电压一般为660～1140V，与一般隧道机械工作电压有区别，但只要洞口有10kVA供电变电站，即可满足需要。

4、超前物探配套

采用地质超前预报技术，减少或避免施工中可能遇到的诸如塌方、涌水、涌土等地质灾害。采取地面物探、地质雷达、超前水平钻等超前预报措施将前方岩层地质探明，以保证设备及人员的作业安全。

5、工作面降水

工作面降水的目的是防止因渗水量过大，切割的岩渣成泥状而糊住切割头，以致降低切割效率。采用台阶法施工时，工作面基本具有自然降水的能力，仅在拱脚及边墙等局部有水渗出。降水要求为工作面无明水，尽量保持干燥，切割岩渣不能形成泥状。

6、开挖断面参数设计

悬臂式掘进机为纵向切割头（切割头直径为84cm），截齿数量为52个，导流槽为3槽，导流槽深度为8cm，截齿呈螺旋状，顺时针旋转。根据切割头特点，开挖断面设计按分部条块法开挖，横向左右分部，竖向上下分条块。分块大小：高度0.8～1.2m，左右每部分8～10块；开挖宽度7-8m；深度为每循环进尺2.2m。当操作不熟练时或为提高掘进机效率，可在工作面弹线，标示条块分隔线。

7、隧道开挖

（1）上台阶开挖

根据隧道断面大小、围岩情况，结合掘进机外形尺寸（长度17m，宽度3.8m，高度3.7m）、装载机高度（3.8m）、湿喷机高度（3.6m）、混凝土搅拌运输车进料口高度（4.0m）（喷射混凝土采用湿喷工艺）及支护作业空间，确定上台阶开挖高度宜为6.4m。

隧道掘进机切割头长度为1.2m，故每循环进尺宜控制在1.8～2.4m，每循环开挖需预留1.0m作为下一开挖循环切割头安全作业空间，作业空间太小不利于上一循环拱架成品保护，开挖完成后对掌子面进行C25混凝土初喷，厚度为4cm。

施工现场超欠挖控制采用5cm×3cm矩形管、ϕ8mm钢筋焊制靠尺，严格控制超欠挖。经实际测量，超挖可控制在5～8cm范围内。

上台阶长度根据现场情况确定如下：悬臂式掘进机长度17m+自卸车、装载机作业长度8m+支护台架8m+上下台阶爬坡段长度8m，上台阶总长度为41m。下台阶至上台阶高度为3.5m。

（2）下台阶开挖

当上台阶单循环开挖完成后开始支护时，掘进机退到下台阶部位掘进施工。

下台阶长度根据现场情况确定如下：悬臂式掘进机长度17m+自卸车、装载机作业长度8m，下台阶总长度为25m。

现场实际施工中采用普通栈桥时，掌子面与仰拱实际所需距离为71m，仰拱至二衬间实际所需距离为29m，故掌子面与二衬实际所需距离为100m。

（3）掘进机切割方式

悬臂式掘进机就位后，开始从掌子面底部水平割出一条槽，向前移动掘进机再一次就位，就位后切割头自上而下、左右循环切削。在切削同时铲板部耙爪将切削下来的渣装入第一运输机，第一运输机转运至第二运输机，第二运输机直接运至掘进机尾部，采用配套装载机装入出渣车运至洞外。从底部开挖到拱部完成后进行修整，达到设计断面要求。

悬臂式掘进机的切割方式是从扫底开始切割，再按S形或Z形左右循环向下的切割路线逐级切割以上部分。

选用右旋切割头切割硬岩，先由右向左从扫底开始切割，再从左至右、自下往上或从右往左、自上而下逐步进行切割。如遇节理发育较高岩石，则应选择岩石节理方向逐步切割。

针对不同硬岩可选择不同的截齿，截齿呈螺纹线排布，确保机器有更好的掘削能力，并具有自洁功能，可根据实际工况条件选择最佳切割头，提高施工效率。当局部再有硬岩时，可以选用小直径切割头，切割力大，破岩能力强，以降低掘进难度及截齿消耗量。

（4）掘进施工后支护方案

掘进机在掌子面掘进完成后，支护工班按照设计支护方式进行初期支护的施作，如此循环施工。

（5）轮廓修整及人工局部处理

由于机械设备条件尺寸限制，无法实现开挖轮廓线范围10～20cm厚度轮廓修整，只能采用人工修整或其他机械设备修整。当然，在采用分部开挖时，可实现局部处理的平行作业。

（6）喷雾除尘、出渣、场地清理

掘进机工作时，采取流水线作业，一边开挖，一边通过机械设备配套实现出渣。为控制粉尘，需适当喷雾，既达到减少粉尘的目的，又不引起岩渣泥化。

二、悬臂式掘进机安全操作规程

1、一般规定

（1）司机必须熟悉机器的结构，性能、动作原理，懂得设备的一般维护保养和故障处理知识。

（2）坚持使用掘进机上所有的安全闭锁和保护装置，不得擅自改动或甩掉不用，不能随意调整液压系统、雾化系统各部的压力。

（3）各种电气设备控制开关的操作手柄、按扭，指示仪表等要保证完好、如有损坏，丢失及时更换。

（4）机器必须配备正副两名司机，正司机负责操作，副司机负责监护。司机必须精神集中，不得擅自离开工作岗位，不得委托无证人员操作。

（5）在掘进停止工作、检修及交接班时必须断开机器上的隔离开关，并将供电开关打到停电位置，检修时还应在顺槽供电开关上挂停电牌。

（6）必须严格执行现场交接班制度，填写交接班日志，对机器运转情况和存在问题要向接班司机交待清楚。

（7）司机除应会熟练操作机器外，还应对其进行日常检查和维护工作。在发现掘进机有故障时，应积极配合维修人员进行处理，不能处理时，要立即向班、队长汇报。

（8）切割完支护时，必须将铲板落至与底板接触，将电气控制回路断开，断开掘进机上的隔离开关，切断掘进机供电电源。

（9）巷道中有淋水时，必须及时采取措施保护电控箱、接线腔、电气控制操作台、液压油箱等，防止进水及防潮。

（10）坚持掘进机的完好，不准带病作业。

（11）瓦斯超限或通风不良时严禁开机。

（12）在发生危及人身安全、设备安全和其它紧急情况下，可采用紧急停车手段，使机器停机。

2、作业前的检查

（1）各机器操纵手把应齐全、灵活、可靠、是否处于“0”位。

（2）机械、电气、液压系统，安全保护装置应正常可靠，零部件应完整无缺，各部连接螺丝应齐全、紧固。

（3）电器系统各联接装置的电缆卡子应齐全牢固，电缆吊挂整齐，无破损、挤压。

（4）减速器液压油箱的油位，油量应加至油箱的上油位处，无渗漏现象，并按技术要求给机器注油、润滑。

（5）转载胶带机要确保完好，托辊齐全。

（6）切割头截齿，齿座应完好。

（7）经检查确认机器正常并在作业人员撤至安全地点后，合上电源总开关，按操作程序进行空载试运转，禁止带负荷起动。