抽水蓄能电站建设涉及复杂的地下和露天工程,其中隧洞(输水系统)和地下厂房施工是核心环节,需多种专业工程机械协同作业。以下从施工流程出发,详细介绍相关机械的分类、功能及应用场景,结合当前技术趋势和典型设备案例,为大家提供全面参考。
一、隧洞施工机械
1. 开挖与破岩机械
(1)凿岩钻孔设备
●全断面凿岩台车
功能:用于隧洞全断面钻孔(炮孔、锚杆孔等),适用于中硬岩(抗压强度 30-200MPa)。
类型:轮胎式 / 履带式:轮胎式移动灵活,适合短隧洞;履带式稳定性高,适合长隧洞。
多臂式:常见 2-6 臂,单臂钻孔深度可达 5-8 米。
技术亮点:集成激光导向系统,钻孔误差≤2cm,适配自动装药系统。
●悬臂式掘进机(铣挖机)
功能:通过旋转刀盘铣削破岩,适用于软岩(抗压强度<50MPa)或城市浅埋隧洞,减少爆破振动。
●潜孔钻机
功能:用于深孔爆破(孔深>10 米)或灌浆孔,搭配空压机作业。
(2)爆破与破岩辅助设备
●装药台车
功能:自动完成炮孔装药、堵塞,提升安全性。
类型:履带式、车载式,配备电子计量系统,装药速度 5-10 孔 / 分钟。
●破碎锤 / 劈裂机
功能:处理欠挖岩石或硬岩预裂,液压破碎锤适配挖掘机,劈裂机利用静压开裂岩石,噪音低。
2. 出渣与运输机械
●装载机
功能:装渣入自卸车或皮带机,常用斗容 3-5m³。
●自卸卡车
功能:短距离运输渣土,轴距<4 米以适应隧洞转弯。
●皮带输送机系统
功能:长距离连续出渣(>1km),搭配转弯皮带机和垂直提升机。
3. 支护与加固机械
●锚杆台车
功能:自动完成钻孔、安装锚杆及注浆,分单臂和多臂。
●喷浆车(湿喷机)
功能:喷射混凝土支护,湿喷工艺粉尘少、强度高。
●钢拱架安装机
功能:吊装 H 型钢或工字钢拱架,精度 ±2cm。
设备:定制化液压吊装台车,配备激光对中系统,单榀安装时间<30 分钟。
●锚索钻机
功能:深层加固(锚索长度 15-60 米),适用于高边墙或围岩较差的隧洞。
4. 衬砌与混凝土施工机械
●混凝土搅拌站
功能:生产衬砌混凝土,常设于洞外,配备自动计量系统。
规格:HZS60(60m³/h)、HZS120(120m³/h),搭配保温设施应对低温施工。
●衬砌台车
全断面衬砌台车:用于圆形或马蹄形隧洞,模板长度 6-12 米,液压脱模,一次浇筑成型,施工周期 3-5 天 / 段。
针梁台车:适用于长隧洞边顶拱衬砌,无需轨道,通过针梁前后移动定位。
●混凝土泵车 / 拖泵
功能:泵送混凝土至衬砌台车,泵车臂长 20-40 米,拖泵水平输送距离可达 1500 米。
5. 通风与辅助机械
●轴流通风机
功能:压入式或抽出式通风,降低洞内粉尘和有害气体(如 CO)。
●除尘风机
功能:过滤粉尘,搭配通风系统使用,如扬州惠通 HC-600,除尘效率>95%,可处理 PM2.5。
●排水设备
水泵:潜水泵用于抽排渗漏水,流量 50m³/h,扬程 60 米;多级离心泵用于高扬程排水。
污水处理系统:沉淀池 + 压滤机,处理洞内污水达标后排放。
二、地下厂房施工机械
地下厂房具有大跨度、高边墙、多层开挖特点,施工机械需兼顾空间限制和高强度作业需求。
1. 分层开挖机械
●中深孔钻机
功能:厂房分层开挖(每层高度 6-10 米),钻设水平或倾斜孔(孔深 8-15 米)。
●履带式装载机
功能:装渣至自卸车,斗容 5-8m³,如卡特彼勒 980M,适应厂房狭窄空间转向。
2. 高边墙支护机械
●高空锚杆台车
功能:支护厂房顶拱及高边墙(高度>30 米),臂架伸展长度 20-30 米。
●预应力锚索张拉设备
功能:施加预应力(吨位 500-3000kN),配套穿心式千斤顶和智能张拉系统。
3. 混凝土与机电安装机械
●移动模架台车
功能:浇筑厂房楼层板或吊车梁,模块化设计便于拆卸周转。
●桥式起重机(桥机)
功能:吊装发电机、水轮机等设备,跨度 15-30 米,起重量 100-500 吨。
●灌浆机械
功能:厂房基础或围岩固结灌浆,如三缸灌浆泵,压力 6-10MPa,流量 6m³/h。
4. 特殊设备:岩锚梁施工机械
岩锚梁是厂房关键承重结构,需专用设备:
岩台开挖钻机:如小型凿岩台车,钻设岩台成型孔(孔距 0.5-1.0 米,角度控制 ±0.5°)。
岩锚梁模板台车:定制化钢模板,适配岩台弧度,液压驱动立模,如福建院设计的岩锚梁台车,单次浇筑长度 12 米。