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。

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。因此,确定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。

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(60 MPa)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。在低硬度的软岩硬土中铣挖效率最高可达到60~80 mh(随岩石的密度、破碎度不同而不同)。但铣挖机仅在围岩抗压强度为10~15 MPa以下时铣挖效率较高;对于20~30 MPa的较软岩,铣挖机开挖就显得比较吃力。在岩质较硬、完整性较好的IV 、ⅢI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。

隧道围岩分级实质为工程地质特性的归纳与评价,分级的目的不同则采用的方法不同。多数国家既有和现行隧道工程围岩分级方法大多数属于稳定性等级的划分方法,目前在国内外尚未有较为成熟和统一的铣挖隧道围岩分级方法。实践证明,基于稳定性的围岩分级方法在钻爆法隧道中较为适用,钻爆法是从均衡生产的角度进行施工组织设计的,而铣挖法隧道的施工组织设计是为了在保证安全生产的基础上最大限度地满足铣挖机生产高效率的要求,对铣挖法隧道围岩进行分级应兼顾掘进面稳定性和开挖效率。因此,作者采用围岩稳定性等级与铣挖工作条件等级相结合的方法来对铣挖隧道围岩进行分级,即在隧道围岩稳定性分级基础上将每个围岩等级依据铣挖工作条件予以划定。

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铣挖机在隧道中如何应用?铣挖隧道围岩分级有什么方法?

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