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2022年6月28日

我们的专长是地下工程

关注Normet的人可能已经注意到,我们以自己是客户地下生产工艺方面的专家而自豪。向受众宣传这一点的目的是让人们知道,我们了解我们为之开发解决方案的工艺,但这对我们意味着什么呢?

循环过程

除隧道掘进机(TBM)外,几乎所有其他方法的隧道挖掘都是一个循环过程。以这样或那样的方式挖掘材料,然后将其运出隧道空间,并对剖面进行支护,以确保安全并为下一轮挖掘材料做好准备。这不仅意味着需要仔细规划和优化所有子过程,还需要评估和了解它们之间的依赖关系和影响,以优化整个隧道挖掘或采矿周期。

Tunnel excavation is a cyclic process where all sub-processes affect each other

Tunnel excavation is a cyclic process where all sub-processes affect each other

每块岩石下都有改进的机会

让我们以硬岩钻爆为例,从钻爆新炮弹的爆破孔开始我们的早班工作。很明显,爆破师希望这些孔能够整齐划一,以便装药,达到最佳爆破效果。

但这对以下工序有何影响?

精心设计钻孔模式和精确钻孔可实现精确装药,而无需使用额外的炸药来弥补钻孔偏差。这就减少了过爆,使表面光滑,并缩小了损坏区域。

由于过爆量较小,需要清理的岩石也较少。再加上可控的颗粒大小,可缩短清理时间,提高可预测性,减少中断和风险。

光滑的表面光洁度和轻微的损坏区将对缩放产生巨大影响。周围岩体中的松动岩石和不确定因素减少,缩放将变得更加系统。同样,时间也会节省下来,进度也会变得更可预测。最重要的是,无论是对除垢机操作员还是之后进入该空间的每个人来说,除垢工作都会更加安全。

受控破坏区将减少锚固岩石的需要,并再次使工作更加安全。即使是土木工程隧道中经常使用的系统性锚杆凿岩,光滑的表面也能减少锚杆孔钻孔所需的时间,并且由于孔洞保持清洁和开放,工作也会更加轻松和安全。

众所周知,混凝土喷射是一个材料高度密集的过程。喷射混凝土成本的主要部分是混凝土混合物本身,其余几乎所有成本都取决于混凝土消耗。此外,令人遗憾的是,目前混凝土的碳足迹并不十分理想。

(但它是可以减少的!请阅读 Ross Dimmock(隧道工程副总裁)出色的 Normet 博客:创建零碳隧道的步骤。

我们经常忽略的是,隧道中几乎每一块岩石下都有减少材料消耗的方法。让岩石表面光滑并有轻微的过度破碎就是其中一种方法。只需喷洒的面积更小,就更容易保持良好喷洒技术的基本要素,例如保持喷嘴与表面之间正确的间距和角度。喷涂变得更加系统化,喷涂层厚度也能得到更好的控制。这必然会减少相同设计结构所消耗的混凝土,无论是按设计层厚还是按设计轮廓喷涂。

控制混凝土消耗量的其他一些方法更多地掌握在专门的喷射混凝土人员手中。熟练、积极的操作人员,严格的层厚控制和良好的喷涂技术,高质量的混合设计和一流的设备,可以确保将浪费降到最低。

部分工作在隧道开挖之前就已经完成。我最近读到一个隧道项目如何将喷射混凝土的用量减少 20%。这是通过使用高性能混凝土混合料和设计更薄的永久性岩石支撑层实现的。

全方位节省材料

因此,长话短说,我将可以控制超量材料消耗的领域分为五个:

  • 设计: 只规定所需的层厚和结构,仅此而已。
  • 开挖质量和轮廓控制: 尽可能减少额外的喷涂面积。
  • 层厚控制: 利用良好的喷涂技术和现代科技帮助操作员达到正确的喷涂层厚度,从而最大限度地减少过喷。
  • 回弹: 采用先进的喷涂技术、低脉动泵送设备、精确的促进剂计量以及精心的混合设计,将珍贵的灰色涂料喷涂在墙上而不是地板上。
  • 废物和溢出: 优化配料站和输送流程,避免混凝土浪费,并将所有混凝土输送到喷嘴。

从这里我们可以看出,在这五个方面中,实际上只有两个方面是由喷射混凝土工艺直接控制的。其余的则取决于隧道施工周期中的其他工序,甚至是隧道施工周期之外的工序。考虑到喷射混凝土工序的材料消耗,只有对所有这些工序进行优化,才能达到最佳效果。

这是一揽子交易!

因此,仅仅研究单个子过程是不够的,关键是要了解整个周期以及不同部分之间的依赖关系。此外,还必须了解与自己工作无关的事情。如果钻孔工为了节省时间而尽可能缩短钻孔时间和孔数,那么循环中的所有其他工序都会受到影响。

对于诺米特公司来说,这就意味着我们不能只关注单个产品和流程,而是要孤军奋战,对其进行优化。保持对所有地下生产流程的全面了解,并将其与为客户开发解决方案的卓越能力相结合是关键所在。这就优化了整个挖掘周期,使地下工程的明天更具可持续性。此外,这也是我们聘用具有采矿和隧道行业经验的人员,并在整个组织内分享地下专业知识以保持领先地位的原因。

顺便说一句,如果你是一名喷雾器操作员,请在第二天早班时给钻孔工人送上一杯热咖啡。你会得到回报的!

关于作者


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Panu Oikkonen

Director of Underground Process Excellence at Normet Group

简介

Panu Oikkonen has been working for the underground tunnelling and mining industries for some 17 years. He has gained his on-site experience in hard rock drill & blast tunnelling projects, in positions ranging from assistant blaster to site management. Panu has a M.Sc. (Technology) degree in Rock Engineering. At Normet, Panu is developing know-how and technologies to improve underground processes. Panu is also the acting President in the Finnish Tunnelling Association FTA.

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