液压铣刨头由铣刨头、机架、传动机构和连接机构组成。液压铣刨头机架通过连接机构与挖掘机连接,传动机构与挖掘机上的液压电机连接,使液压铣挖机旋转,液压铣刨头安装齿,是挖掘围岩的工具。铣床分为横向铣挖机和纵向铣挖机。纵向铣挖机可用于挖沟,横向铣挖机可用于大面积岩土开挖。
一、液压铣刨头仰拱开挖
仰拱开挖应从近到远,中间后两侧有序开挖,开挖应自上而下分层,避免过度开挖。开挖后,应尽快进行初始支护或二次衬砌仰拱,尽快封闭成环;开挖前应采取引水措施,加强排水,避免隧道内水流入开挖面,导致基础底面软化层,需要重新填充,增加工程量。液压铣刨头的扒渣能力极其有限。只有当废渣影响铣削工作时,切割鼓才能简单地将废渣剥离工作面,便于继续施工。因此,在配备铣床的同时,还应配备挖掘机。施工前,挖掘机掘机液压铣刨头将工作面附近的废渣挖出施工现场,有利于液压铣刨头的就位和开挖。液压铣刨头铣挖工作完成后,铣挖机离开工作面,然后由挖掘机将废弃方装运拉走。装载机不应用于三步开挖废渣。一是铣挖废弃方量小,二是清渣不彻底,需要二次废渣。
二、液压铣刨头发展
国内外隧道工程铣挖液压铣刨头施工成功实例较多,许多工程实例表明,液压铣刨头铣挖法在隧道施工中具有良好的适用性。液压铣刨头虽然在国内隧道施工中有应用先例,但对铣挖隧道的设计标准、施工标准、工艺方法、定额计算缺乏系统研究,隧道铣挖法施工仍处于探索阶段。
岩石性质对隧道液压铣刨头铣削效率有显著影响。不同类型的液压铣刨头适用于岩层和岩石的抗压强度。事实上,隧道地层的地质条件是不断变化的,合理选择铣削机械并不容易。
三、液压铣刨头出渣作业
液压铣刨头开挖一般用于自稳能力差的软围岩段。因此,在施工中应遵循少干扰、强支护、早封闭、紧跟衬砌的原则。液压铣刨头开挖后,应及时用喷射混凝土封闭开挖面,架设钢拱架,设置锚杆,避免开挖岩面暴露时间过长,导致岩石快速风化,失去自稳能力。每次开挖的进尺根据岩层自稳情况确定,一般为0.5~1.5m,即1~2m钢拱间距。此外,液压铣刨头二次衬砌施工时间不能等到初始支护完全稳定后再进行。二次衬砌结构应加强,尽快施工,避免初始支护停留时间过长造成的持续变形。二次衬砌与手掌面的距离一般控制在30~50m。二次衬砌及时跟踪可有效控制初始支护变形,有利于手掌面的稳定。
铣削设备有两种,一种是装配式液压铣刨头,另一种是整体机器,如悬臂挖掘机。预制液压铣刨头成本低,使用灵活,适用于弱层,悬臂挖掘机设备齐全,功能完善,工作粉尘控制良好,适用于中硬岩层。