1、PAGE PAGE 6全電腦三臂鑿巖臺車在隧道施工中的應(yīng)用研究為了進(jìn)一步確保贛深鐵路隧道施工的安全、質(zhì)量，加快隧道施工進(jìn)度，在軟弱圍巖中采用三臂鑿巖臺車進(jìn)行大斷面施工。文章結(jié)合實際工程案例，通過對三臂鑿巖臺車進(jìn)行適當(dāng)改造，實現(xiàn)利用三臂鑿巖臺車進(jìn)行超前地質(zhì)鉆孔、超前管棚施工，為以后推廣三臂鑿巖臺車在隧道中施工提供借鑒。1工程概況新建贛州至深圳鐵路客運專線（江西段為江西先期開工段，位于贛州信豐縣、全南縣、龍南縣境內(nèi)，線路全長27.33km，其中大中橋11座/2289.08m，隧道7座/23764.26m，橋隧總長26.054km。橋隧比95.32%，合同工期48個月（2022年12月30日2022

2、年12月31日），投資18.44億元。2全電腦三臂鑿巖臺車在隧道施工中的應(yīng)用2.1全自動高效智能化技術(shù)人員確定鉆孔設(shè)計圖，將其導(dǎo)入車載電腦內(nèi)，如下圖所示，可實現(xiàn)一鍵激活，整個布孔過程當(dāng)中智能化水平高，可自動精確找點并完成打眼與清孔作業(yè)，施工效率良好，每2min鉆進(jìn)深度可達(dá)到5m，具體工藝流程為：臺車定位，將施工場地整平，依據(jù)工程需求適配臺車并就位，基于3D掃描儀確定P1與P2兩點，同時隨機(jī)復(fù)核P3點，獲得臺車的具體位置；確定鉆孔設(shè)計圖，分析隧道斷面具體的情況，綜合考慮支護(hù)參數(shù)以及臺車的工作能力，形成合適的鉆孔設(shè)計圖，將其導(dǎo)入車載電腦1；自動鉆孔與清孔，通過一鍵激活的方式啟動鉆孔系統(tǒng)，自動尋找點

3、位并打眼，隨后經(jīng)由高壓水、風(fēng)完成清孔作業(yè)。2.2超前地質(zhì)勘探和地質(zhì)分析不良地質(zhì)隧道施工風(fēng)險高，在隧道施工中超前鉆探及超前地質(zhì)預(yù)報已納入工序管理，水平超前探孔是目前最直觀也是準(zhǔn)確率相對較高的超前地質(zhì)預(yù)報方法。常規(guī)超前鉆探鉆孔時間長，且僅能反映鉆孔周圍的地質(zhì)情況。中國鐵建重工全電腦三臂作業(yè)臺車采用自動加桿功能進(jìn)行超前鉆孔勘探并上傳數(shù)據(jù)。鉆探準(zhǔn)76mm的探孔，鉆孔深度2030m，鉆孔時間2025min。通過MWD軟件分析復(fù)原地質(zhì)情況，并形成地質(zhì)報告，為下一步施工提供參考。2.3斷面掃描三臂鑿巖臺車定位以后，在鉆孔的同時可以通過掃描儀進(jìn)行掃描開挖斷面（或初期支護(hù)斷面），不占用工序施工時間?？梢蕴崛∪我?/p>

4、里程的斷面情況與設(shè)計斷面進(jìn)行對比，作為爆破設(shè)計優(yōu)化及混凝土方量計算的標(biāo)準(zhǔn)。2.4錨桿及管棚施工鑿巖臺車鉆臂具備較強(qiáng)的靈活性，升降范圍-30。60。，推進(jìn)旋轉(zhuǎn)達(dá)到360。，在各類錨桿、管棚的鉆孔施工中都具備較好的適用性。此外，依據(jù)實際需求，還可將鑿巖鉆桿轉(zhuǎn)變?yōu)殄^桿，從而完成頂錨作業(yè)2。2.5高空作業(yè)臺車吊籃臂推進(jìn)過程當(dāng)中擺動范圍達(dá)到-45。45。，可精準(zhǔn)定位。吊籃工作負(fù)荷高達(dá)450kg，可實現(xiàn)自動調(diào)平，且適配了水與高壓空氣接口，為錨桿安裝、注漿等環(huán)節(jié)提供支持。吊籃上方安裝有伸縮頂棚，為高空作業(yè)提供了安全保障。3全電腦三臂鑿巖臺車的優(yōu)勢3.1全電腦鑿巖臺車優(yōu)勢一機(jī)多用：可利用鑿巖臺車進(jìn)行超前地質(zhì)鉆

5、探與分析，形成分析報告，及時調(diào)整并優(yōu)化開挖方案，并可根據(jù)地質(zhì)情況進(jìn)行管棚支護(hù)、小導(dǎo)管支護(hù)、360錨桿支護(hù)、注漿加固等。自動化程度高：無需人工在掌子面畫點，實現(xiàn)自動定位與鉆孔。信息化程度高：可通過鉆孔數(shù)據(jù)分析地質(zhì)情況，形成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫共留底存檔，便于后期隧道維護(hù)；及時掃描超欠挖情況，調(diào)整鉆爆方案；實現(xiàn)無需數(shù)據(jù)傳輸，可將鑿巖臺車在隧道內(nèi)的施工情況和施工數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉赐廪k公電腦或手機(jī)客戶端上。配置可升降駕駛室：全電腦三臂鑿巖臺車配置可升降駕駛室，升降高度1.6m，操作視覺效果好，操作無盲區(qū)，方便新手進(jìn)行學(xué)習(xí)。全電腦可視化操作：通過臺車定位后，炮孔設(shè)計的點位、深度及角度等在電腦上完全顯示，位置、孔數(shù)、角度

6、、深度等自動控制，不需要操作手憑經(jīng)驗的手法來控制超欠挖。掃描定位：先把隧道的線路曲線坐標(biāo)及豎曲線（坡度）坐標(biāo)導(dǎo)入軟件，在此基礎(chǔ)上建立隧道輪廓斷面并設(shè)計炮孔。施工時通過分析器進(jìn)行定位，通過分析器檢測隧道內(nèi)測量的樁號坐標(biāo)，能直接在掌子面反應(yīng)出各鉆孔的點位，再與臺車電腦結(jié)合。通過臺車定位后，炮孔設(shè)計的點位、深度及角度等在電腦上完全顯示。自動生成斷面及炮孔圖：通過掃描定位以后，導(dǎo)入臺車的爆破設(shè)計圖與隧道坐標(biāo)結(jié)合，在鑿巖臺車電腦上生成本循環(huán)的隧道輪廓與爆破圖，不需要測量人員標(biāo)注隧道輪廓和鉆孔孔位標(biāo)注，斷面圖及炮孔圖在鑿巖臺車電腦上顯示，操作人員完全按照電腦顯示控制炮孔的角度和深度，根據(jù)電腦指示擺臂架的角

7、度3。3.2鐵建重工全智能三臂鑿巖臺車施工進(jìn)度鐵建重工全智能三臂鑿巖臺車施工的贛深客專龍南隧道1#斜井、級圍巖段20個循環(huán)施工時間統(tǒng)計如上表所示。4三臂鑿臺車使用過程當(dāng)中遇到的問題以及改善措施基于本項目現(xiàn)狀，現(xiàn)場適配的1臺三臂鑿巖臺車存在階段性閑置問題，不利于高效施工作業(yè)，浪費了項目資源。對此問題加以分析，并提出針對性的改善措施。4.1閑置原因三臂鑿巖臺車的穩(wěn)定性建立在優(yōu)良水質(zhì)的基礎(chǔ)上，而從本項目用水來源來看，主要采取的是對洞內(nèi)滲漏水沉淀并循環(huán)的方式，經(jīng)處理后水體中含大量雜質(zhì)，無法為三臂鑿巖臺車的運轉(zhuǎn)提供支持，易發(fā)生自動停機(jī)故障，同時管道清理難度較大，不利于鉆孔作業(yè)的高效開展。三臂鑿巖臺車對水

8、量提出較高要求，通常情況下達(dá)到了30m3/h，而項目所在區(qū)域旱季地表明顯缺水，伴隨施工作業(yè)的持續(xù)推進(jìn)，極易引發(fā)沖溝斷流現(xiàn)象，難以為拌合站正常生產(chǎn)提供充足的水源。同時，施工區(qū)域以級圍巖居多，含大量泥巖與砂巖，施工中易出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象，明顯拖慢了施工進(jìn)度。4.2改善措施確保水資源供應(yīng)充足，在洞外設(shè)置蓄水池，充分保留雨季多余的水量。引入污水凈化設(shè)備，將其設(shè)置于洞口處，可達(dá)到優(yōu)化水質(zhì)的效果?？偨Y(jié)設(shè)備頻發(fā)故障，積極向廠家溝通，針對現(xiàn)實情況提出優(yōu)化方案，確保設(shè)備運轉(zhuǎn)性能，提高施工效率。強(qiáng)化內(nèi)部管理，各部門之間形成緊密的配合關(guān)系，從根本上消除三臂鑿巖臺車閑置問題。5結(jié)語隧道工程施工環(huán)境復(fù)雜，在現(xiàn)代化工程大環(huán)境下，對于施工效率提出更高要求，基于