拱架式预切槽施工机械在黄土隧道施工中的应用

唐 强， 秦 岭， 陈 军， 杨剑雄， 张 震， 王冰冰

(中铁隧道局集团第五建筑有限公司， 天津 300300)

拱架式预切槽施工机械在黄土隧道施工中的应用

唐 强， 秦 岭， 陈 军， 杨剑雄， 张 震， 王冰冰

(中铁隧道局集团第五建筑有限公司， 天津 300300)

隧道预切槽施工技术在国外应用比较广泛，但在我国应用还较少。针对黄土地质专项研制了国内首台拱架式预切槽机，并在黄土隧道进行了施工试验。通过施工试验，掌握设备定位、分区切灌、设备行走、施工作业组织等关键技术，并提出应用改进及优化措施。试验结果表明切槽系统工作状态和设备切削、喷灌功能满足设计及施工试验要求，为预切槽同步切削喷灌一体化研究提供了数据支撑和研究方向。

预切槽法； 拱架式预切槽机； 黄土隧道； 设备构成； 设备定位； 分区切灌； 施工作业组织

0 引言

隧道预切槽支护技术最早出现于美国[1]，20世纪70年代后在法国、意大利、日本得到长足发展。20世纪90年代，我国提出以土质和软岩隧道为对象的预切槽机及其施工工艺的研究方案，并取得了阶段性成果[2],但由于当时国内装备制造能力和铁路隧道施工理念的制约，相关的研究应用工作迟滞不前。

目前现有的预切槽技术研究主要有： 预切槽法机械组成、控制地层变形的基本原理以及应用中的关键技术问题[3]；预切槽机研制设计理论[4]；轴式预切槽机的结构和机械性能研究[5-8]；采用数值模拟方法分析隧道预切槽法施工可行性[9]；分析预衬砌的变形及受力特性[10]；通过对比分析预切槽法与常规全断面法施工引起的地层变形程度等，论证预切槽法预支护的优势[11]；研究预切槽法在大断面黄土隧道施工中合理的仰拱封闭距离[12]；研究解决预切槽法施工过程中槽内混凝土难以喷灌的问题[13]等。

根据已有研究，国内首台隧道中心轴式预切槽机已完成了试制[5-6]，并开展了现场试验[10]，但因故只开展了1环的研究，尚未有成熟的技术及相关应用成果。同时，目前针对预切槽技术的研究，多集中在理论方面，现场实际施工应用研究还不够深入，可以说预切槽施工机械现场应用技术研究在国内还处于刚刚起步阶段[14-15]。

近期国内成功研制出首台拱架式预切槽机,并在蒙华铁路郝窑科隧道进行应用试验，探索出新式机械研发、施工参数、工艺流程等关键应用技术。本文通过大量试验和数据分析，主要论述拱架式预切槽施工机械性能、定位、分区切灌、行走、设备施工组织等整套施工应用技术，对于加速推进我国隧道预切槽支护技术应用，进一步助力隧道施工全面机械化，具有重要的指导和研究意义。

1 工程概况

郝窑科隧道位于陕西省宜川县境内，属于黄土高原残塬区，隧道全长992 m，为单洞双线隧道。隧道纵坡为单面坡，坡度为5‰，隧道最大埋深138 m。其中Ⅳ级围岩段落长681 m，采用预切槽法施工。预切槽法隧道横断面如图1所示。

图1 预切槽法隧道横断面图(单位： mm)

隧道区地层主要为砂质新黄土、砂质老黄土和黏质老黄土。其中： 砂质新黄土呈褐黄色，稍湿，稍密—密实，以粉粒为主，土质均匀；砂质老黄土呈黄褐色，稍湿，中密—密实，土质均匀，呈大块压密结构；黏质老黄土呈红褐色，硬塑，土质均匀，呈大块压密结构，见白色菌丝及姜石。隧道区范围内未见地表水，地下水主要为第四系孔隙裂隙水和基岩裂隙水，勘探深度内未揭示稳定的水面。

2 预切槽施工技术简介

隧道预切槽技术即利用拱架式预切槽机上安装的特制链式机械切刀，沿隧道断面开挖轮廓周边连续切割出一条具有一定厚度和深度的窄槽(一般厚度为10～45 cm、深2～5 m)，同时分区段利用混凝土喷射装置向槽内喷灌混凝土，从而在隧道开挖面外廓形成一个起预先支护作用的连续混凝土壳体。当混凝土拱壳达到一定强度后，即可在该壳体的保护下进行全断面开挖，渣土装运，初期支护钢架、喷混凝土支护及后续仰拱初期支护施工，防水衬砌等施工作业，隧道施工设备可穿行于预切槽机。

2.1 预切槽法施工工艺流程

预切槽法施工工艺流程为：平整场地(预切槽机行走工作面)—预切槽机定位复核—分区切削成槽—分区喷灌混凝土—预切槽预衬混凝土完成—预切槽机后移—土方清运—场地平整—作业台架驶入—初期支护拱架及钢筋网片安装—初期支护喷混凝土—掌子面全断面土方开挖及外运—平整场地(预切槽机行走工作面)、继续第2循环预衬混凝土施工—施工数循环—开挖仰拱、施工仰拱初期支护—仰拱初期支护施工一定长度后按常规方法施工仰拱衬砌、拱墙衬砌。

2.2 预切槽法主要施工设备配置

1)预切槽法施工专用设备配置： 拱架式预切槽机1台，混凝土输送泵1台，专用变压器1台。

2)预切槽法施工常规设备配置： 车载式多功能作业台架1台，湿喷机械手1台，挖掘机1台，自卸汽车3台，装载机1台等。

3 预切槽设备构成

3.1 预切槽设备主体结构及主要技术参数

1)拱架式预切槽设备构成如图2所示，由主机、后配套和泵送系统组成。主机包括行走机构1、拱架总成2、环向驱动装置3、链刀驱动总成4、混凝土喷射总成5、后配套总成6、电气控制系统和液压控制系统等。后配套包括专用供电变压器、主线电缆和全站仪等。泵送系统包括凝土泵和连接管件等。

1—行走机构； 2—拱架总成； 3—环向驱动装置； 4—链刀驱动总成； 5—混凝土喷射总成； 6—后配套总成。

图2预切槽机设备构成示意图

Fig. 2 Sketch of pre-cutting machine composition

2)拱架式预切槽机主要技术参数指标见表1(厂家提供)。

表1 拱架式预切槽机整机主要技术参数指标

3.2 预切槽机结构组成

3.2.1 拱架总成

拱架总成主要包含拱架、油管架、滚筒、左行走架、托架组件、支撑机构、右行走架、限位滑块、托轮总成、撑靴机构、防护网和管架等部件。拱架总成性能参数见表2。

表2 拱架总成性能参数

3.2.2 行走机构

行走机构主要由行走梁、行走架、前转向座、后转向座、齿条和行走驱动组成。行走梁性能参数见表3。

表3 行走梁性能参数

3.2.3 链刀驱动总成

链刀驱动装置主要由驱动座、低速大转矩马达、轴及轴端密封等零部件组成。驱动座整体为箱型结构，通过销轴与链刀变幅装置相连，链刀总成通过螺栓与驱动座相连，下部安装有低速大转矩马达，驱动链条进行回转；驱动座两侧铰耳与链刀偏摆油缸相连，使链刀可以实现左右偏摆。链刀驱动装置设计参数见表4。

表4 链刀驱动装置设计参数

3.2.4 喷射装置

喷射装置包括传动导向装置、喷嘴、铰接装置、支撑座、伸缩机构、液压油缸、旋转编码器、自润滑铜件及尼龙件、聚氨酯喷嘴和连接件等。

3.2.5 环向驱动装置

环向驱动装置受交变应力且受力较大，设计制造时根据实际情况，液压马达连接分动箱，再通过轴连接减速机。该结构设计新颖，结构紧凑，同轴性好。

3.2.6 后配套总成

后配套为设备的独立部件，通过液压和电气管路与主机相连，主要为拱架式预切槽作业提供动力源和操纵控制室。采用自行走底盘，驾驶室可在一定范围内升降和回转，方便操作手观察和调整。后配套整机结构主要由行走底盘、机架、液压油箱、旋转支撑总成、驾驶室总成、电器柜总成、电缆卷筒、电机泵组和机罩等部件组成。后配套结构性能参数见表5。

表5 后配套结构性能参数

4 预切槽机施工及应用

4.1 设备定位

预切槽设备定位采用四点定位的导向测量系统，即在设备4个支腿端部分别装置测量点，利用平行四边形原理，在设备定位时于行走梁之间架设全站仪，通过后方交汇的形式对全站仪进行设站。预切槽设备行走、定位步骤如下：

1)在行走梁之间架设全站仪，全站仪进行后方交汇设站，如图3所示；

2)支腿着地稳定后，人工依次对4个测量点进行校准测量，并在驾驶控制室内的导向测量系统界面上进行确认，系统自动测量4个点位，确保设备处于水平状态；

3)对设备进行整机的转向、平移，保证设备轴线与设计值偏差在允许范围内；

4)设备姿态调整到位后，利用电气控制系统使链刀就位，电气控制系统对设备就位的初始状态进行自动记录归零，全站仪进行复核无误后撤走全站仪；

5)在设备工作过程中，导向系统间隔一定时间(可手动设置时间间隔)依次自动测量4个点位来计算设备的姿态变化情况，并保存和显示数据，操作人员可以通过界面上设备数据的变化对设备姿态进行微调，以保证设备姿态正确。

4.2 分区切灌

4.2.1 预切槽切灌施工顺序

预切槽机切灌施工顺序如图4所示： 切削1部—切削2部—喷灌1部—切削3部—喷灌2部—切削4部—喷灌3部—切削5部—喷灌4部—切削6部—喷灌5部—切削7部—喷灌6部—喷灌7部完成。

图4 环向切削喷灌施工顺序

1)切削时，首先将链刀推进至切槽深度，然后自上往下移动，同时链刀锯齿转动，切削土体并形成槽腔。在切槽的同时，驾驶室采用数字化自动控制切槽角度、链刀转速和下移速度等。切削方向如图4所示， 1—6部切削时自上往下切削，第7部自右往左或自左往右切削。

2)喷灌时方向与切削方向正好相反， 1—6部喷灌时自下往上喷灌，第7部左右往复喷灌。

3)接缝处拉毛及清理。每段切削时对已成型段回切10 cm左右，使切削面形成V形接榫，利用刀齿在接茬面上拉出刀痕，起到拉毛的效果；同时链刀上钢丝刷将虚渣清除至槽外，喷灌前采用高压风管清理搭接面，保证搭接质量。

4.2.2 切槽施工参数

1)在施工应用初期，施工工艺参数为切槽深度3.5 m、切槽厚度0.3 m、切槽外插角8°、搭接长度0.5 m、一次开挖长度3.0 m；为适应地质变化、保证施工安全，后期更改为切槽深度3.5 m、搭接1 m、一次开挖长度2.5 m，其他参数不变。环向切削长度分段如图5所示。

图5 环向切削长度分段(单位： mm)

2)预切槽机电控系统储存数据显示： 切槽时切槽深度为3.5 m，切槽厚度为300 mm，切削仰角为8°，电压为380 V，液压系统压力为30 MPa，电机主电流最大设计定值为225 A。

对设备机械性能参数进行分析。

①环向驱动环向切削时，整机切削转矩较小(为80 kN·m)，整个施工过程中转矩只有额定转矩的13%，切削速度可控制在1档即最高速80 cm/min，满足切削要求，并且具备足够的环向脱困能力。

②俯仰油缸在切削过程中从拱侧到拱顶呈几何上升，拱顶退刀压力最大(接近设计压力25 MPa)。据此分析： a)链刀处于拱顶时所有链刀弯矩由俯仰油缸承受。b)根据受力情况，复合退刀径向油缸和行走马达匹配存在微小差别(影响因素主要是2种驱动方式、液压控制管路压降及反应时间不一样)，导致链刀侧面与土体之间产生摩擦，从而退刀压力增大。c)进刀过程中，链刀受载产生变形，在切出土体后链刀释放变形应力造成与两侧土体摩擦。从俯仰角度分析，链刀在进退刀及环向切削过程中未发生俯仰角度变化，说明整个成槽变化不大，链刀变形远低于其额定变形(1/1 500)。

③链刀切削力为设计压力的30%，切削较为轻松。现场链刀磨损较少，符合设计要求。

④主电机电流使用率在60%左右，处于电机优选范围内，满足施工要求。

⑤行走马达压力为设计压力的10%，进退刀及脱困能力足够。

3)现场切削试验如图6所示。

(a) 第4部切削

(b) 第6部切削完成

综上所述，该拱架式预切槽机切槽参数调整灵活，符合设计要求，也可满足整个施工过程和试验要求。

4.2.3 喷灌施工参数

1)喷灌参数为： 早强早凝混凝土强度等级为C30，喷灌混凝土泵送压力为10～12 MPa，空气压力为0.8 MPa，速凝剂压力为1 MPa。

2)喷灌要求： ①开喷前先将接茬处存在的虚渣吹出槽外，喷嘴与槽口保持垂直伸进空腔，保持喷嘴与受喷面之间的距离为0.6～1.0 m。②喷嘴应保持匀速移动，在槽内按照正弦曲线的形式自内向外分层喷灌作业，使混凝土自内向外“挤”出，拱顶部全槽长左右往复喷射成层，如图7所示。其余段由于相对高差较大，适当缩短混凝土初凝时间并在槽内坡面喷射堆积，以防止喷层掉落。

(a) 第7部

(b) 第1—6部

3)现场喷灌试验如图8所示。

4)沉降收敛变形控制效果较好。正洞试验期间，拱顶沉降最大累计变形量为15.6 mm，拱顶沉降最大变形速率为3.5 mm/d；周边收敛最大累计变形量为27.5 mm，周边收敛最大变形速率为4.78 mm/d；地表沉降最大累计变形量为14.3 mm，地表沉降最大变形速率为1.7 mm/d。

开挖检查预衬砌混凝土轮廓尺寸，弧度圆顺，满足设计及规范[16]要求。

4.3 设备行走

预切槽机行走时，端部油缸缩回，行走架着地，驱动机构推动行走梁同步向前(后)移动；到达行程极限位置时，端部油缸伸出，行走架离地，驱动机构推动行走架自身在行走梁上同步前(后)移动。2个动作交替进行使得设备帧式向前(后)行走。

4.4 设备施工作业组织

4.4.1 预切槽机作业组织流程

1)挖掘机在开挖掌子面及平整场地后驶出，停放至指定位置。

(a) 第1部喷灌

(b) 第2部喷灌完成

2)多功能作业台架驶进掌子面，进行掌子面加固，后方同步检查预切槽机运转情况。

3)预切槽机行走至掌子面，控制室、混凝土输送泵紧后就位。

4)预切槽机定位，将链刀移动至切槽位置，调整角度，利用全站仪检查复核，准备切槽。

5)根据划分区段，分区切槽。

6)第1区段切槽完成后，移至第2区段继续切槽，喷灌第1区段。第1区段喷灌与第2区段切槽同步作业，互不干扰。

7)切削、喷灌作业完成后，整机后移，进行设备维护、保养。

8)预衬混凝土等强过程，对掌子面土方进行清理，进行上循环初期支护作业。

9)预衬混凝土等强完成，全断面开挖掌子面，清运土方，平整场地。

10)预切槽机驶入，继续进行第2循环作业，如此循环往复。

4.4.2 预切槽机作业平面布置

该拱架式预切槽机施工作业平面布置如图9和图10所示。

4.5 应用改进及优化

1)因拱脚处第1部和第2部为反斜面，且本段为砂性黄土地质、自稳能力稍差，切削完成后发生槽壁坍塌，如图11所示。

图9 预切槽机施工作业平面布置(切灌作业)(单位： cm)

图10 预切槽机施工作业平面布置(初期支护作业)(单位： cm)

图11 拱脚槽壁坍塌

解决方案： ①将拱脚分段高度减小到3.0 m左右，以减小槽壁暴露的长度，及时喷灌。②采用挡板进行临时支挡，在易坍塌一侧置入木质挡板，利用钢筋框架将板固定，阻挡槽壁坍塌或喷灌混凝土进入内侧坍塌空腔，如图12所示。③在其他类似工程应用时，对断面进行设计优化，将拱脚处设计成竖直墙形式，同时利于增大链刀下摆角度。

图12 拱脚槽壁坍塌处理示意图

2)因预支护为喷射素混凝土，整环预支护切灌分7块完成，每块混凝土接茬质量较差，易造成接茬面强度不足。切槽腔混凝土施工采用混凝土喷灌工艺，在宽度仅为30 cm、深度超过3 m的狭小空间内进行混凝土喷灌尚无成熟经验，混凝土喷射参数的选择、槽内灌喷的技巧等均还在摸索阶段。对于盲喷而言，喷灌混凝土质量控制难度较高。

解决方案： ①每段切削时对已成型段回切10 cm左右，使切削面形成V形接榫，再利用刀齿在接茬面上拉出刀痕，起到拉毛的效果。②在链刀上每隔2 m安装钢丝刷(见图13)，清理分段接茬面上的渣土，提高混凝土接茬连接质量。③喷灌设备改进。a)对喷头进行改进，使喷头具备一定的摆喷角度； b)为了加强喷灌过程监控，在喷射臂上安装无线可视装置(见图14)，可以观察槽壁稳定状态以及喷灌过程，如发现问题，可及时处理。

图13 切削链刀安装钢丝刷

图14 喷灌设备安装可视化装置

5 结论与建议

5.1 结论

1)通过黄土隧道预切槽施工现场试验，研究了预切槽施工的关键技术，包括设备定位、分区切灌、设备行走、施工作业组织等，取得了切槽深度、分段数量、搭接长度、外插角、喷灌混凝土等关键施工参数。

2)对设备的定位导向系统进行了优化改进，将拱圈定位优化为行走梁四点定位，经多次复核，设备自动测量系统与人工测量数据差值小于10 mm，定位精度满足施工要求。

3)在郝窑科老黄土隧道经过施工试验，预切槽设备切槽系统工作状态良好，预切槽设备分区切灌功能满足设计及试验要求。

4)通过在混凝土配合比中添加早强早凝材料，在试验室环境下喷灌混凝土10 h强度可达到10 MPa，能够满足设计要求；但在现场施工中，早高强混凝土到达现场后坍落度损失较为严重，无法满足正常喷灌要求。从正洞第2环开始采用普通C30混凝土进行喷灌作业，经过测试，喷灌完成后至少19 h后强度达到10 MPa，预衬砌混凝土等强时间增加。

5)试验段掌子面黄土自稳能力差，切槽过程中槽壁易坍塌，特别是每环两侧拱脚部位较易出现坍塌，喷混凝土后侵入净空造成欠挖，后续施工处理欠挖较为困难。目前的预切槽施工工法不适应于围岩自稳能力差的地层。

6)预衬混凝土因需分段切灌，两段混凝土间接缝强度降低，会影响预衬混凝土整体承载能力。

5.2 建议

1)对切槽设备进行改进，进一步对切灌同步作业进行研究，提高设备的地层适应性，同时提高施工效率。

2)研究纤维混凝土应用的可行性，改进切槽机喷灌设备功能，使之能适用纤维混凝土，提高预衬混凝土强度，增强结构的承载能力。

3)适当加长切槽刀具，在提高循环进尺的同时提高施工效率。

4)在切灌过程中，拱脚处槽壁易发生坍塌现象，拱脚切灌宜采用竖直槽段以提高槽壁稳定性。

[1] 王霆, 刘维宁.预切槽技术[J].现代隧道技术, 2004(增刊): 221.

WANG Ting, LIU Weining. Pre-cutting technique [J]. Modern Tunnelling Technology, 2004(S): 221.

[2] 王慷慨, 张成满, 翁伯康. 隧道预切槽试验机研究[J]. 工程机械, 1997(6): 7.

WANG Kangkai, ZHANG Chengman, WENG Bokang. Development of prototype of groove-precutting machine for tunnel [J]. Construction Machinery and Equipment, 1997(6): 7.

[3] 王秀英, 刘维宁, 赵伯明, 等. 预切槽及其应用中的关键技术问题[J]. 现代隧道技术, 2011, 48(3): 22.

WANG Xiuying, LIU Weining, ZHAO Boming, et al. Pre-cutting method and its key techniques in application[J]. Modern Tunnelling Technology, 2011, 48(3): 22.

[4] 郝烨江, 贺美德, 赵坤, 等. 机械预切槽法施工机械结构详析与模型设计[J]. 中北大学学报(自然科学版), 2013, 34(1)： 86.

HAO Yejiang, HE Meide, ZHAO Kun, et al. Detailed analysis of structure and model design for construction machinery of mechanical pre-cutting method [J]. Journal of North University of China(Natural Science Edition), 2013, 34(1)： 86.

[5] 陈力. 中心轴式隧道预切槽机研制[J]. 工程技术, 2015(22)： 34.

CHEN Li. Development of tunnel pre-cutting machine with central shaft [J]. Engineering Technology, 2015(22): 34.

[6] 陈力. 中心轴式预切槽机施工探讨[J]. 铁道建筑技术, 2014(10)： 57.

CHEN Li. Discussion on the construction of pre-grooving machine with central shaft [J]. Railway Construction Technology, 2014(10): 57.

[7] 邹海炎. 预切槽链锯式切刀关键技术研究[J]. 铁道建筑技术, 2016(2): 97.

ZOU Haiyan. Key technology research on chain-saw cutter of pre-cutting groove machine [J]. Railway Construction Technology, 2016(2): 97.

[8] 牛志玮. 预切槽拱架总成研究[J]. 铁道建筑技术, 2016(2): 90.

NIU Zhiwei. Arch assembly of the pre-cutting groove machine [J]. Railway Construction Technology, 2016(2): 90.

[9] 韩高升, 李梅, 王秀英. 预切槽法在浅埋暗挖下穿公路段隧道中的设计[J]. 铁道工程学报, 2017, 34(4)： 58.

HAN Gaosheng, LI Mei, WANG Xiuying. Pre-cutting method design of the shallow-buried excavation underpass highway tunnel paragraph [J]. Journal of Railway Engineering Society, 2017, 34(4)： 58.

[10] 孙兵, 王秀英, 谭忠盛. 中心轴式预切槽机械在大断面黄土隧道中的应用试验[J]. 铁道标准设计, 2016, 60(5)： 74.

SUN Bing, WANG Xiuying, TAN Zhongsheng. Application test of center axis pre-cut machine in large-section loess tunnel [J]. Railway Standard Design, 2016, 60(5): 74.

[11] 王秀英, 张鍼, 吕和林, 等. 机械预切槽法开挖软土隧道地层变形研究[J]. 岩土力学, 2005, 26(1): 140.

WANG Xiuying, ZHANG Zhen, LYU Helin, et al. A study of ground deformation when excavating tunnel in soil by mechanical pre-cutting method [J]. Rock and Soil Mechanics, 2005, 26(1): 140.

[12] 靳宝成, 王秀英. 预切槽法黄土隧道仰拱合理封闭距离研究[J]. 铁道建筑, 2016(4): 51.

JIN Baocheng, WANG Xiuying. Research on reasonable distance of invert closure in loess tunnel by pre-cutting method [J]. Railway Engineering, 2016(4): 51.

[13] 韩高升, 王秀英, 王北华. 机械预切槽法施工过程中槽内混凝土相关问题研究[J]. 现代隧道技术, 2017, 54(1): 9.

HAN Gaosheng, WANG Xiuying, WANG Beihua. On some issues with concrete during tunnelling by the mechanical pre-cutting method [J]. Modern Tunnelling Technology, 2017, 54(1): 9.

[14] 谢达文, 刘维宁, 曹国斌. 预切槽技术在隧道施工中的应用前景[C]// 2007中国交通高层论坛论文集. 北京：北京交通大学出版社, 2007: 248.

XIE Dawen, LIU Weining, CAO Guobin. Application prospect of pre-cutting technique in tunnel construction [C]//Proceedings of the Advanced Forum on Transportation of China in 2007. Beijing: Beijing Jiaotong University Press, 2007: 248.

[15] 宋爱志. 机械预切槽隧道施工法及其最新发展[J]. 西部探矿工程, 1994, 6(1): 53.

SONG Aizhi. Mechanical pre-cutting method in tunnel construction and its latest development [J]. West-China Exploration Engineering, 1994, 6(1): 53.

[16] 铁路隧道工程施工质量验收标准: TB 10417—2003[S]. 北京： 中国铁道出版社, 2004.

Standard for construction quality acceptance of railway tunnel engineering: TB 10417—2003[S]. Beijing: China Railway Publishing House, 2004.

ApplicationofArch-typePre-cuttingMachinetoConstructionofLoessTunnel

TANG Qiang, QIN Ling, CHEN Jun, YANG Jianxiong, ZHANG Zhen, WANG Bingbing

(TheFifthConstructionCo.,Ltd.ofChinaRailwayTunnelGroup,Tianjin300300,China)

The pre-cutting technology for tunnel construction is widely used in foreign countries, but it is seldom used in China. The first arch-type pre-cutting machine is developed for loess geology, and the construction test is carried out in the loess tunnel. The key construction technologies, i.e. equipment positioning, partition cutting and jet grouting, equipment walking and construction organization, are presented by construction test; and the improvement and optimization measures are put forward. The test results show that the working state of the cutting system and the cutting and jet grouting function of the equipment can meet the design and construction test requirements; and the data support and research direction can be provided for the integrated research of synchronous cutting and jet grouting of the pre-cutting technology.

pre-cutting method; arch-type pre-cutting machine; loess tunnel; equipment composition; equipment positioning; partition cutting and jet grouting; construction organization

2017-07-14;

2017-10-08

唐强(1983—)，男，四川巴中人，2008年毕业于西南交通大学，交通运输专业，专科，工程师，现从事工程施工技术管理工作。E-mail: 415205144@qq.com。

10.3973/j.issn.2096-4498.2017.12.016

U 455

B

2096-4498(2017)12-1613-09