大断面隧道PM500PC型机械手喷射混凝土配套施工技术

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发布时间：2021-09-09

资料介绍

大断面隧道PM5OOPC型机械手喷射
混凝土配套施工技术
赵华锋
(中铁十二局集团有限公司，山西太原030032)
摘要：目前我国长大重难点隧道施工技术突飞猛进，但在隧道施工环境、机械化配套方面与世界相比仍
存在较大差距。本文依托厦(门)一深(圳)铁路梅林隧道大断面机械手喷射混凝土施工，详细介绍了
PM500PC型机械手的结构组成、适用条件、操作要点等内容，重点对机械手喷射混凝土作业时的灵活
性、快速性、方便性、工前准备时间短、使用经济性、施工安全性等六个方面进行了阐述，并与传统湿喷机
械进行了比较分析，为普及推广使用机械手喷射混凝土提供了良好的经验借鉴。
关键词：隧道施工机械配套PM5OOPC型机械手技术特点
中图分类号：U455．3 文献标识码：A DOI：10．3969／j．issn．1003．1995．2012．07—16
目前，我国大断面、重难点隧道施工技术取得了长
足的进步，安全、质量方面也取得了较大的成绩。但在
隧道施工环境、机械化配套方面与世界相比，仍存在着
明显的差距。从古代的“火烧水激、人工搬运”开凿隧
道，到现在的使用各种隧道机械设备快速施工，经历了
一个漫长的过程。“工欲善其事，必先利其器”，为将
我国由隧道大国发展为隧道强国，必须树立“以装备
保工艺、以工艺保质量、以质量保安全”的隧道建设新
理念，现代化机械设备配套施工技术是我们急需研究
的一个方向。
厦深铁路重点控制工程梅林隧道位于深圳市龙岗
区布吉镇境内，双线隧道，全长8 607 m，隧道开挖断面
116～180 m 不等。其中Ⅱ、Ⅲ 级围岩占全隧道的
51％，总工期23个月，工期紧、任务重。隧道开挖后快
速支护是保证全隧道工期和安全的关键因素。尤其是
隧道支护的核心工序—— 喷射混凝土如继续采用原始
的小型喷射机械将无法满足工程需要，且施工环境很
差，对施工人员的身心健康也不利。基于此，我们选择
了目前世界上最先进的PM500PC型机械手进行喷射
混凝土作业。其整体外观见图1。
1 结构组成及适用条件
PM500PC型机械手是西班牙普茨迈斯特公司生
产的先进混凝土喷射机组，其结构由机械手臂、液压系
收稿日期：2011—10—21；修回日期：2012．03—31
作者简介：赵华锋(1979一)，男，山西太原人，工程师。
图1 PM500PC型机械手整体外观
统、控制系统和操作器等组成。适用于最小开挖面积
在50 m 以上的隧洞喷射混凝土作业，尤其在大断面
Ⅱ、Ⅲ级围岩隧道快速掘进施工中优势显著。
2 机械手施工技术特点
1)操作灵活
该机械手在进行喷射混凝土作业时可以保证6个
灵活“自由度”，即大臂俯仰、小臂水平摆动、水平伸缩
臂纵向进给、手腕转动、喷枪摆动和喷枪转动。机械手
的结构示意如图2。其实现以上“自由度”的具体工作
原理为：大臂1在油缸2驱动下做俯仰运动；②小臂3
做水平摆动，由于小臂采用四连杆机构，故摆动时其末
端做平式运动，从而使得固定于其末端的水平伸缩臂
4与受喷面的相对距离和姿态不变；③ 水平伸缩臂4
能在与隧道轴线平行的方向进给，使得喷枪做水平移
动并保持姿态不变；④手腕5可完成喷枪沿拱部划弧，
同时保证喷枪与受喷面垂直；⑤ 油缸6可调整喷枪的
姿态，从而在遇到大凹坑时，仍能调整喷枪与受喷面垂