掘进机和盾构机有哪些不同?在挖掘隧道时,如果碰到岩石透水层该怎么办?

挖掘隧道时,最怕的就是碰到岩石透水层,高压水流从岩石缝中喷涌而出,能让工程进展陷入停滞,还非常危险。那么,国外的基建技术到底如何?碰到透水问题,他们的工程队又是怎么应对的?
我们把目光投向瑞士,这里有一个电力蓄水库项目,需要挖掘一条长达1400米的斜坡隧道,一直通到山脚,最深处离地面有200米。这个工程最难的地方并不是岩石透水,而是在45度的斜坡上让掘进机正常工作,这才是真正的难点。

工程队充分考虑了岩石透水问题,决定分两阶段施工。前800米,他们采用常规爆破后,用挖掘机施工,先打通透水层。到了后面1400米的45度斜坡,才引进掘进机施工。爆破松动岩石后,首先是破碎机排险,把头顶上松动的岩石打落下来,然后装载机把这些的石头运走。
可是,由于环境特殊,山上就是蓄水库,隧道刚开挖,就有大量的水从岩石缝里渗透下来,这给施工队带来了极大的麻烦。看现场工作人员都要穿着雨衣施工,就知道这渗水问题有多严重了。

越是困难,才越有挑战性,解决渗水问题,早有预案。
工程队先用钻孔机打孔,然后塞入特殊的专用防水炸药,即使在如此潮湿的环境下,炸药的性能依然不受影响。然而,在前进到400米处时,他们遇到了更大的挑战,之前是渗水,现在是大暴雨。

在这种情况下,工程根本无法进展,施工团队决定采用钻孔灌浆法堵水。他们是这样施工的,首先在透水岩石层区域均匀向前钻上许多孔洞,然后利用高压泵机泵入混凝土。
这种混凝土可不是普通的混凝土,里面还掺了一种粘性很高的树脂材料。高压泵灌入的混凝土会顺着孔洞和细小的岩石缝渗透进去,等待混凝土硬化成型后,渗水问题自然就解决了。之后,他们再向前挖掘一段距离,然后利用这种灌浆法反复循环前进,直到通过了透水区域。

接下来,就该掘进机进场了。因为掘进机比较长,所以要分成六部分运输到隧道里面再组装。如何让这台掘进机在45度的斜坡上工作,保证它不往后溜车才是技术关键。要知道,这台机器后面可是拖着长长的好几节车厢。
首先,后面第一节车厢是钻孔机,用来安装护顶时打孔。比如这种钢筋隔栅要安装到顶上,就必须钻孔打岩钉才能固定住。混凝土泵机和空气除尘系统都安放在第二节车厢。掘进机的中央控制室和液压油箱都放在第三节车厢,后面还有两节车厢存放一些施工中用到的备用材料。

这节车厢就是防止它往后溜的制动系统,这四片制动板分两节,由液压控制向两边撑开后,与管壁摩擦,就能防止它往后溜。
如果制动系统出现故障,制动失灵时,那两个高压氮气应急罐就是它最后的安全保障。在紧急情况下被触发后,它们会瞬间释放压力,推动液压缸,让这两片制动板牢牢地撑在管壁上。

之所以这四片制动板要分成两组,是因为掘进机还要能向前移动。具体操作是,松开前面一组制动板后,液压缸向前推,这样前面这部分掘进机就能向前移动一个行程。
在前面这一组制动板撑开后,后一组松开液压缸往回收,又能拉动后面部分前进一个行程。如此反复操作,掘进机就能一点点地不断往前移动了。

那么它该如何转弯的呢?这个也好理解,钻头后面有两个单独控制刀盘摆动的液压杆,通过单独控制两边液压杆的移动方向,就可以摆动钻头的推进方向。
这个掘进机是烧柴油还是烧汽油的?
准确答案是它是用电的,根据型号大小不同,每小时耗电量在5000至8000度之间。在正常速度下,这种机器一天能前进10多米就算很快了,相比而言,盾构机要快很多。

掘进机常用于山岭隧道、引水隧洞等工程。在这些工程中,掘进机能够充分发挥其硬岩掘进能力,高效地完成隧道掘进任务。而盾构机则广泛应用于城市地铁、市政管道等工程。在城市地下空间开发中,盾构机以对软土地质的适应性和施工效率,掘进机是比不了的。