三臂凿岩台车开挖作业工法样本

三臂凿岩台车开挖作业工法

一、前言

随着国内经济发展，人民生活水平提高，国家对基本设施投入不断加大，以及国家对基本建设施工原则（如环保规定、能耗规定、安全质量规定等）不断提高，在公路、铁路和水利水电工程施工中隧道比重将越来越大；在隧道开挖施工中，老式隧道施工工艺已不能满足国家对环保、低耗能、经济性和高安全质量规定，而三臂凿岩台车施工工艺环境污染少，安全系数较高，成本低，消耗能量少，比老式隧道施工开挖工法有着明显优势，是一种值得广泛推广，较为经济、先进施工工艺。黔张常铁路项目部于6月率先在黄家台隧道进口工作面投入使用阿特拉斯·科普柯三臂液压凿岩台车。

常规手持风动凿岩机钻眼在小断面、短隧道、围岩地质较差施工条件下有一定优势;而凿岩台车在大断面、长隧道、高类围岩条件下,则具备钻进速度快,机械化限度高,噪音空气污染少等长处。对于成本控制,可以通过提高生产进度,提高工人操作水平以减少超欠挖等手段来减少成本。钻臂具备全方位平行保持功能和精准直接定位技术，超欠挖控制可以达到11~15cm，使其光爆效果远高于人工开挖，能严格控制开挖质量，大大减少了喷射混凝土用量。操作人员在固定操作台上操作钻机，离掌子面有十几米远，且操作平台上面有安全顶棚保证人员安全，可防止落石伤人，安全系数明显比人工风钻开挖高。凿岩台车开挖采用电力作动力，不产生粉尘，对空气状况变化不大，清洁无污染，只有一定量噪音，与风钻相比，噪音比较小，操作人员可戴上防噪音弹性耳塞，可大大减少噪音对人体伤害。

二、工法特点

从测量、钻眼、装药都可以通过三臂凿岩台车有关组件完毕，较普通开挖台架更为以便、快捷，可提高工作效率。

手持风动凿岩机钻眼钻杆定位方向靠人工控制不够精确，超欠挖控制达到20~25cm，其光爆效果低于台车开挖，且钻臂具备全方位平行保持功能和精准直接定位技术，超欠挖控制可以达到11~15cm，使其光爆效果远高于人工开挖，能严格控制开挖质量，大大减少了喷射混凝土用量。

人工风钻开挖，操作人员离掌子面比较近，仅几米远，风钻开挖时冲击振动岩面，易导致隧道拱部产生落石，人员逃脱不及而受到伤害，甚至致死。人工风钻开挖采用高压风做动力，风钻数量较多，对开挖面周边空气污染很大。随着开挖进行，空气状态越来越差，风钻又产生高分贝噪音，对施工人员身体健康和施工安全导致极大威胁，也许导致矽肺病、耳朵听力下降等疾病，甚至伤亡事故；而使用三臂凿岩台车钻进时操作人员在固定操作台上操作钻机，离掌子面有十几米远，且操作平台上面有安全顶棚保证人员安全，可防止落石伤人，安全系数明显比人工风钻开挖高。凿岩台车开挖采用电力作动力，不产生粉尘，对空气状况变化不大，清洁无污染，只有一定量噪音，与风钻相比，噪音比较小，操作人员可戴上防噪音弹性耳塞，可大大减少噪音对人体伤害。

在开挖实际成本上凿岩台车与人工开挖基本持平，但是，从隧道实际每开一循环开挖进尺上要比人工开挖长,时间节约,功能可提高20％左右，可节约大量机械使用费、人工费、办公费等，且可大大减少电能源。

三、合用范畴

凿岩台车在实际应用过程中，其光爆效果明显，但总体来说其合用范畴更加倾向于Ⅱ、Ⅲ级围岩无拱架全断面或台阶法开挖；Ⅳ、Ⅴ级围岩受进尺和变形限制，很难体现出其光面爆破高效应用效果。凿岩台车在实际应用过程中单线断面隧道配备1台凿岩台车，双线隧道台阶法或全断面法开挖配备2台凿岩台车。每台凿岩台车每小时需用水18立方米，用电200KW，采用380V三相交流电，详细供电线路，供水管道按相应台车数量统一配备。

四、工艺原理

依照新奥法施工原理，采用两台Atlascopco.XL3D三臂凿岩台车进行隧道开挖掘进，运用光面爆破一次性开挖作业，尽量减少对周边围岩扰动。可采用全断面或台阶法施工，并对不同地质条件围岩分别进行针对性光面爆破施工参数及调节办法，控制凿岩台车保证开挖整体成型效果最优，进尺最大化，达到隧道施工光面爆破高效应用。

五、施工工艺流程及操作要点

凿岩台车施工工艺流程图

1.测量放线

采用莱卡全站仪TPS1201（精度1″）进行测量放线，测量前视人员运用凿岩台车中间云梯台架，用红油漆画出周边眼孔位，详细需注意如下几点：

1.1.测量按照轮廓线程序将开挖周边眼孔位画出，整体孔位应呈一条圆滑弧线，同步将边墙2m高拱部和边墙分界点（曲墙应画出起拱点、边墙弧度分界点）画出。

1.2.辅助眼也要在放样周边眼同步用固定尺（按照爆破设计固定间距）将辅助眼轮廓线也画出，炮眼间距60cm。

1.3.为控制周边眼钻进角度和坡度两个重点方面，应由掌子面向后方画出5条坡度控制线中心线1条、拱肩和边墙坡度线4条（拱肩2条——起拱线标高/坑底标高+2m、边墙2条/边墙高度2m），同步在下方放出中心位置。

1.4.掌子面掏槽眼、扩大眼、抬炮眼等由现场技术员在台车定位后，依照测

量放置中心线和高度严格布孔，布孔必要原则，禁止未布孔开钻施工。

测量放样

1.5.超欠挖应在每一循环进行测量，并在岩面标出超欠挖值。欠挖部位要及时和班组、带班沟通交底，当班解决；测量队要在下一次放样时复测后方欠挖解决状况。

1.6.由测量人员在掌子面后方1m处放置里程线，并在开挖岩面环向画出一条里程线，以便凿岩台车操作手参照控制钻孔钻进深度。

2.凿岩台车使用规程

2.1.工作前检查泵、空压机等正常；并检查管路、接头等应无漏油、漏水和漏气等现象。

2.2.工作前应拟定各部操作杆、控制装置及仪表应处在正常。

2.3.行走作业

①降下升降平台，倒回滑动工作台，缩回臂架，将导杆摆成水平，凿岩机保持在始动位置，缩回支腿方能行走。

②台车行走前，应查看场地周边，确认先后左右无人及障碍物后，再按照引导人员批示信号作业，不可误触操作杆。

③行走时要平稳，避免紧急操作发生意外事故，特别在上下坡时应特别注意。

由于台车机体很长，转向时机体前端与尾端摆动较大，操作时要特别慎重。

④液压油温应保持在30～70℃范畴，超过70℃时，应及时停止行走。

2.4.凿岩作业

①进入凿岩作业之前，应清除作业面上危石。

②连接水管前，先用压缩空气排除管内尘埃。

③将绝缘电缆线精确地接在供电装置上。

④必要先张开支腿后，方可进行凿岩作业和升降平台作业。

⑤在凿岩作业和升降平台作业时，禁止移动机体，否则将损伤臂和导杆。

⑥若臂需移位时，必要先退回导杆，使顶点离开工作面，注意臂不要互相碰撞，撞坏油管。移动臂时，不可让软管绊绕。

⑦操作升降平台时，一定要用手势或信号提示下方作业人员注意，随时查看下方臂与导杆位置与否对的。

⑧运转中，因导管、软管、液压部件等损伤引起漏油时，应及时停止发动机。

⑨停放后，应将导杆和臂就行走状态摆成水平位置，各操作杆置于中位，停止发动机。