三臂液压凿岩台车注浆孔钻进施工工法
三臂凿岩台车全断面注浆快速钻孔施工技术 要建国
三臂凿岩台车全断面注浆快速钻孔施工技术要建国摘要：目前全断面钻孔注浆设备大都采用风动潜孔锤式单臂多功能钻机，成本高、效率低、速度慢、污染大，运用三臂凿岩台车作业具有范围大、灵活、污染小以及专业化的管理优势，使三臂凿岩台车在快速开挖技术的基础上，具备了全断面深孔注浆过程中快速、优质、高效的台车施工技术。
关键词：隧道；三臂凿岩台车；钻孔注浆技术随着科学技术的发展，长大隧道及地下工程所处地质条件变得越来越复杂，穿江越海水下隧道工程大量增加，穿越岩溶、断层、软弱不良地质的施工规模和难度加大，需要采用超前注浆施工来确保施工安全质量的隧道工程数量大幅增加。
高技术含量的注浆作业在隧道施工中应用广泛，技术门槛高，而隧道钻孔注浆作业的质量和进度将直接影响到整个隧道工程的工期。
三臂凿岩台车快速钻孔注浆施工技术的运用，拓展了台车的使用范围，提高了深孔注浆的效率。
1.工程概况某隧道是交通骨干网络的重要组成部分，主隧道全长6170 m，跨海域总长度约3950 m，线路等级为城市快速路，设计时速80 km/h，设2条3车道主隧道和1条服务隧道，主隧道中轴线间距55 m。
隧道断面为椭圆形，主隧道开挖断面高11．2 ～ 12．0 m，宽约15.23 ～16.03 m，隧道纵断面呈V 型，最大纵坡3.5%。
2.注浆目的该隧道覆盖层薄，右线隧道F4-4断层破碎带覆盖层仅24 ～ 26 m，长度46 m，围岩地质条件差，容易出现突泥、涌水等险情。
所以某隧道注浆应以堵水和加固为目的，采用以工作面预注浆为主，辅以洞内径向后注浆。
3.三臂凿岩台车钻孔注浆施工3.1设备配置（1）三臂液压台车在某隧道全断面超前预注浆、超前探孔以及管棚施工中使用最先进的液压凿岩三臂台车，该台车具有BUT35重型的可伸缩1.6m 并可以自由回转360°液压钻臂，就位和移动迅速而准确，在工作面上没有作业盲区，施工作业区宽达15.3ｍ，高达12.6ｍ。
台车上配置了液压作业平台（吊篮），平台能伸缩5ｍ并能左右摆动，上下升降达到工作面的任何一处地点，平常平台用于掌子面的检查、测量、锚杆安装等，在钻孔注浆中用于拆卸钻杆及安装快速接头，非常便利快捷。
三臂凿岩台车在隧道中心深埋水沟开挖施工中的应用
| 工程设备与材料 | Engineering Equipment and Materials·122·2020年第4期三臂凿岩台车在隧道中心深埋水沟开挖施工中的应用王 康（中铁七局集团有限公司，河南 郑州 450000）摘 要：阿拉套山隧道位于新疆博州，属于严寒地区，为保证冬季隧道内排水通畅，全隧道设置中心深埋水沟，无仰拱地段水沟开挖深度达3.27m。
采用传统钻爆法开挖难度非常大，耗时较长，超欠挖较大，安全质量无法保证。
阿拉套山隧道通过引进三臂凿岩台车，采用深孔预裂爆破技术，大大加快了中心深埋水沟施工进度，开挖断面得到有效控制。
文章根据现场实际情况，系统总结了三臂凿岩台车在隧道中心深埋水沟开挖中的应用，为类似工程提供借鉴。
关键词：三臂凿岩台车；隧道中心深埋水沟；深孔预裂爆破中图分类号：U455.3 文献标志码：A 文章编号：2096-2789（2020）04-0122-03作者简介：王康（1985—），男，工程师，研究方向：隧道工程施工。
1 工程概况1.1 阿拉套山隧道概况阿拉套山隧道为新建博州支线铁路控制性工程，为单线隧道，起讫里程为D1K1+815～D1K4+400，全长2585m 。
隧区位于阿拉套山南麓丘陵区，地形起伏，隧道通过区地势呈中间高，两边低，海拔高程220～310m ，最大埋深83.1m 。
沿隧道分布地层主要为第四系全新统洪积细角砾土及泥盆系上统砂岩，其中洞口部分为Ⅳ、Ⅴ围岩，洞身部分为Ⅲ级围岩。
1.2 隧道中心深埋水沟设计概况阿拉套山隧道通长设置中心深埋水沟，水沟采用预制直径φ800mm 、壁厚80mm 的钢筋混凝土管,管顶面距內轨顶2.87m ，大于当地最大冻结深度1.1m 。
钢筋混凝土管采用承插式口管，管接口采用滑动就位橡胶圈密封，施工碎石反滤层前将环向盲管插入水管不小于3cm 。
管底铺设10～20cm 碎石垫层，设置C20混凝土基座，管顶30cm 以内采用C20混凝土回填固定管身。
三臂液压凿岩台车注浆孔钻进偏差试验研究
泥涌水 、 塌等地 质灾 害 ， 坍 而超 前预注浆 正是避 免此
类地 质灾 害最好 方 法 。 由于该 隧道 断 面大 、 处理 需
的断层 多 ， 超前预注浆 钻孔 工程量 极大 ， 孔速度 对 钻 注浆工程 的进展影 响较大 ， 目前进 口或 国产 的多功 而
能钻机在 该 类 岩层 中 的钻 孔效 率 一 般 在 ０ １ ． ． ～０ ３ ｍ／ａ ， ｒ ｎ 且移动 速度 较 慢 、 业半 径 小 、 境 污染 大 ， ｉ 作 环
般≤ ２ｃ ｍ； ｍ／ 而在青 岛胶州 湾海底 隧道 由于三臂
液压凿 岩 台车 首次 使用 于 超 前预 注浆 施 工 ， 孔深 钻 度一般都 在 ２ ～ ４ 之 间 ， 孔偏 差值 大小 直 接 Ｏ ０ｍ 钻
收 稿 日期 ：０ ００ —０ ２ １—４２ 作 者简 介 ： 国 基 （ ９ Ｏ ） 男 ， 理 工 程 师 ，０ ４年毕 业 于 兰 盂 １８一 ， 助 ２０ 州 交 通 大学 ， 科 ， 理 工 程 师 ， 从 事 隧 道 施 工 和 管 理 工 作 本 助 现
Hale Waihona Puke ２ ５ｍ／ ｎ Ｉ Ｖ级 围岩 由于塌 孑 、 ． ｍｉ ， Ｖ、 Ｌ 卡钻 等现 象 ，
钻 进速度 变 数 较 大 。 由于 台车 多 臂 且 可 以 同时 作 业， 工作范 围达 １ ． ４ ｍ×１ ． ３ ｍ， ４３ ２ ０ 因此 三 臂液 压
难以满足注浆进度要求 。
基 于上 述 考虑 ， 据三 臂液 压 凿岩 台车 钻孔 速 根
施 工 进 度 。 由 于钻 孔 偏 差 对 注 浆 设 计 和效 果 影 响 较 大 ， 全 面掌 握 深度 钻 孔 坐 标 偏 差 情 况 ， 据 凿 岩 台车 特 为 根 点 和 现 场 条 件 ， 台 车 进行 钻 孔 偏 差 试 验 研 究 ， 试 验 数据 的基 础 上 对 偏 差 原 因进 行 分 析 ， 提 出减 少 偏 差 的 对 在 并 措 施 ， 台车 钻 孔 注浆 和类 似 工 程 施 工 提 供 参考 和借 鉴 。 为
三臂凿岩台车全断面注浆快速钻孔施工技术
２ 工程地质及水文地质
２ ． １ 设计水文、 地质资料 Ｆ ４－ ４断裂穿越 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ６ １～＋ ９ １ ５段， 长４ ６ ｍ ， 高潮时水深 ２ ７～ ３ ０ ｍ ， 海床呈缓坡状。海底覆盖层较
。高技术含量的注浆
作业在隧道施工中应用广泛， 技术门槛高， 而隧道钻孔 注浆作业的质量和进度将直接影响到整个隧道工程的 工期。三臂凿岩台车快速钻孔注浆施工技术的运用， 拓展了台车的使用范围， 提高了深孔注浆的效率。
１ 工程概况
胶州湾隧道北连青岛市团岛， 南接青岛经济技术 开发区薛家岛， 下穿胶州湾湾口海域， 是环胶州湾青岛 市区范围交通系统中骨干网络的重要组成部分， 主隧
作者简介：朱琴生（ １ ９ ６ ５ —） ， 男， １ ９ ８ ７年毕业于长沙铁道学院机械系工程机械专业， 大学本科， 高级工程师， 现从事隧道和地下工程施工技术和设备 专业化管理等工作。
增刊 ２ 朱琴生 ： 三臂凿岩台车全断面注浆快速钻孔施工技术
８ ３
薄， 一般 ２～ ３ ｍ ， 主要为砂砾， 局部沉积有淤泥。隧道 ４～ ２ ６ ｍ 。基岩以含晶屑火山角砾凝灰 拱顶覆盖层仅 ２ 岩为主， 局部夹凝灰岩、 并有较多辉绿岩脉、 石英正长 岩脉侵入。破碎带内岩体为碎裂—镶嵌碎裂结构， 裂 隙以密闭型为主， 少数为微张型， 裂隙面浸染迹象不甚 明显。岩体受构造影响严重， 岩体完整程度能力强， 其顶 部 强—弱 风 化 带 一 般 不 超 过 １ ０ ｍ ； 辉绿岩抗风化能力差， 其顶部有较厚的全—弱风化 ５ ｍ ， 而且辉绿岩及其两侧 带， 最大风化厚度可超过 ２ 岩体往往较破碎或发育小断层。围岩在松弛变形时抗 渗性能易恶化， 可能发生渗透变形破坏 。 ２ ． ２ 超前地质预报探测成果 ２ ． ２ ． １ Ｔ Ｓ Ｐ ２ ０ ３＋ 探测仪器对右线隧道 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ６ １～＋ ９ １ ２ 段实施超前地质预报 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ６ １～＋ ９ １ ２围岩等级以 Ｖ级为 探测成果： 主， 局部 Ｉ Ｖ级， 裂隙含水， 有岩脉侵入， 发育多组高角度 大规模结构面； 异常段 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ７ ５～＋ ９ ６ ０裂隙发育， 软 弱泥质充填， 整体性差， 裂隙含水； Ｙ Ｋ ６＋ ９ ２ ６～＋ ９ １ ０ 发育多组高角度结构面， 断层泥和强风化围岩充填， 整 体性差。 ２ ． ２ ． ２ 右线隧道 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ６ １前方实施地质雷达探测 探测成果：Ｙ Ｋ ６＋ ９ ６ １掌子面前方 ８ ｍ 范围的岩 层总体上与现在掌子面情况类似， 围岩较完整， 无明显 含水构造。掌子面中左部前方 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ４ ３～＋ ９ ４ ９范 围内结构面发育密集， 围岩强度低， 完整性差， 自稳能 力差， 含裂隙水。 ２ ． ３ 超前地质取芯成果 取芯长度 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ６ １～＋ ９ ２ ３ ． ５ ， 计３ ７ ． ５ ｍ 。报告 成果： Ｙ Ｋ ６＋ ９ ５ １～＋ ９ ４ ４处于断层影响带之中， 岩性基 本与掌子面前已开挖部分一致， 岩体破碎， 岩块强度较 低， 且遇水强度明显降低， 建议谨慎开挖， 加强支护， 对 该段进行注浆加固； Ｙ Ｋ ６＋ ９ ３ ７～＋ ９ ３ ３处为断层影响 破碎带， 其中在 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ３ ５附近岩芯尤其破碎， 节理裂 隙密集发育， 节理面弱风化到强风化， 成芯困难， 沿取 芯孔有 裂 隙 水 流 出， 岩 芯 获 得 率 低； Ｙ Ｋ ６＋９ ２ ８～ ＋ ９ ２ ３ ． ５处为断层破碎带， 尤其在 Ｙ Ｋ ６＋ ９ ２ ５附近岩芯非 常破碎， 节理裂隙发育， 节理面中风化到强风化， 成芯 困难， 岩芯获得率低。 ２ ． ４ 三臂凿岩台车超前深孔探测成果 探测成果： 上台阶完成探孔 ３个（ 拱顶 １个， 左、 右 侧拱腰各 １个） 。 拱顶探测：探孔深度 ４ ５ ｍ 。钻进 ７ ． ２ ｍ前钻孔速 ７ ． ２ ｍ后速度减慢， 且卡钻现象较多， 从孔深 度正常， ２ １ ． ６ ｍ处出水， 经测定出水量达 ３ ６ ． ５ Ｌ ／ ｍ ｉ ｎ ， 岩屑紫褐 色。
三臂液压凿岩台车注浆孔钻进偏差试验研究
收稿日期:2010 04 20作者简介:孟国基(1980 ),男,助理工程师,2004年毕业于兰州交通大学,本科,助理工程师,现从事隧道施工和管理工作 m gjspirit@三臂液压凿岩台车注浆孔钻进偏差试验研究孟国基1, 柳 刚2(1.中铁隧道股份有限公司,河南郑州450001;2.山东大学岩土与结构工程中心,山东济南250061)摘 要:三臂液压凿岩台车首次运用到青岛胶州湾海底隧道深孔超前预注浆施工中,显著提高了施工效率和施工进度。
由于钻孔偏差对注浆设计和效果影响较大,为全面掌握深度钻孔坐标偏差情况,根据凿岩台车特点和现场条件,对台车进行钻孔偏差试验研究,在试验数据的基础上对偏差原因进行分析,并提出减少偏差的措施,为台车钻孔注浆和类似工程施工提供参考和借鉴。
关键词:三臂液压凿岩台车;隧道;超前注浆;钻孔;偏差中图分类号:U 455.3 文献标识码:A 文章编号:1672 3953(2010)03 0014 04三臂液压凿岩台车也称RB353E 台车,适用于隧道及地下工程大断面施工钻爆法开挖的钻孔作业,也可用来打锚杆孔。
台车采用BU T35G 型伸缩式液压钻臂,钻臂使用连接板固定在凿岩台车上,推进器允许360 翻转,就位和移动迅速准确,在工作面基本没有作业盲区,能适应各种作业环境。
三臂台车液压推进器为BMH 6818型,长7100m m,伸缩长度5000mm,且能左右摆动和上下升降。
台车的工作平台用于常规检查:隧道断面量测、装药和安装锚杆等,在钻孔注浆施工中,工作平台主要用来安装孔口管、堵头连接及钻杆拆卸,极大便利于施工。
台车的底盘采用DC141D 型轮胎式底盘,行走速度较快,施工完毕后可迅速撤离场地,以便于设备的维护和保养[1]。
三臂液压凿岩台车一般使用于!~∀级围岩施工,由于其配置的独特液压钻进系统,在钻爆施工中钻进速度极快,使用 45mm 钻头在!级、#级围岩中的钻速为1.0~ 1.5m /min,∀级围岩钻速为1.5~2.5m /min,∃、%级围岩由于塌孔、卡钻等现象,钻进速度变数较大。
015三臂凿岩台车钻爆施工作业指导书
目录1.适用范围 (1)2.作业准备 (1)2.1内业技术准备 (1)2.2外业技术准备 (1)3.技术要求 (2)4. 施工程序与工艺流程 (2)4.1施工程序 (2)4.2工艺流程 (3)5.施工要求 (3)5.2 施工工艺 (4)6. 劳动组织 (10)7. 材料要求 (10)8. 设备机具配置 (10)9. 质量控制及检验 (11)9.1质量控制 (11)9.2质量检验 (13)10.安全及环保要求 (13)10.1安全要求 (13)10.2环保要求 (14)1三臂凿岩台车钻爆施工作业指导书1.适用范围本作业指导书适用于(DK329+074-DK362+872.7)贵南高铁广西段GNZQ-6标所有隧道三臂凿岩台车钻爆施工。
2.作业准备2.1内业技术准备开挖施工前，组织技术人员认真学习、领会实施性施工组织设计，阅读、审核施工图纸，澄清有关技术问题，熟悉规范和技术标准。
制定施工安全保证措施，编制应急预案。
对施工人员进行技术、安全交底，告知安全风险以及在施工过程中需采取的应急措施。
对参加施工人员进行上岗前技术、安全培训，考核合格后持证上岗。
2.2外业技术准备⑴对隧道开挖的中线、高程进行复核，确保测量精度。
⑵对开挖的洞身围岩采用地质雷达进行地质超前预报，探测围岩的地质状况，同时采用地质钻机对隧道围岩进行探测，结合围岩、支护的变形监测，对围岩状况进行分析，将结果与施工图、施工组织设计进行比较，及时修正开挖、支护参数。
⑶检查供电电压是否满足三臂凿岩台车施工用电要求；供水系统水压是否满足三臂凿岩台车钻孔所需水压要求。
⑷施工机具性能符合施工要求，机械性能良好。
13.技术要求⑴隧道开挖断面的中线、高程，开挖轮廓满足设计和规范要求。
⑵炮眼痕迹保存率符合规范要求。
4. 施工程序与工艺流程4.1施工程序隧道开挖主要分洞口开挖、洞身开挖和辅助坑道及附属洞室开挖三个部分。
14.2工艺流程图4-1 三臂凿岩台车钻爆作业工艺流程图5.施工要求5.1施工准备为保证三臂凿岩台车正常施工，现场电路和水路配置要求如下：1电路：配备 2 台三臂凿岩台车额定电压为 380V，考虑到电流损耗距离掌子面 500m 时电压至少保证 410kV。
三臂凿岩台车作业指导书
京沈客运专线（辽宁段）TJ-1标隧道工程编号：05031001三臂凿岩台车洞身开挖施工作业指导书编制:审核:审批:页脚内容1中国路桥工程有限责任公司京沈客运专线辽宁段TJ-1标项目经理部2015年3月10日发布页脚内容2目录1.适用范围 (1)2.作业准备 (1)3.技术要求 (1)4.施工程序与工艺流程 (2)4.1施工程序 (2)4.2工艺流程 (2)5施工要求 (3)6.劳动力组织 (9)8.设备机具配置 (11)（1）每班必须在台车出洞之前保养工到达修理间，提前做好准备工作。
(13)（2）加强对台车的检查工作，对可预见的问题做好提前检查，特别做好对发动机，底盘行走的检查；对钻机的牵引，回位钢丝绳的检查[因为洞内钢丝绳的更换时间长，影响正常开挖循环时间]. (13)（3）日常保养工作要做到位，钻机---推进梁----小臂----大臂如果出现螺栓松动，及时拧紧。
(13)（4）及时处理司钻工提出的问题。
(13)页脚内容19.1质量控制 (13)9.2质量检验 (15)10安全及环保要求 (17)10.1安全要求 (17)10.1.1有害气体的检测 (17)（1）各隧道架子队成立以架子队长为组长的有害气体管理小组，指定专人负责现场有害气体管理工作，强化对施工现场的监管。
(17)（2）有害气体监测的对象有：瓦斯、一氧化碳、二氧化碳、硫化氢。
本隧道为非瓦斯隧道，监测频率较瓦斯隧道少，在围岩变化时必须监测，每班组不少于2次。
(17)（3）重点监测的风流和场地：开挖面回流、放炮地点附近20米以内的风流、局部塌方冒顶处、各种作业台车和机械附近20m处以及隧道顶部有凹陷有害气体易于聚集处。
(17)（4）有害气体检测仪设专人保管、充电，随时保证检测准确性。
(17)10.1.2盲炮和残余炸药的处理 (17)（1）爆破完20分钟后，爆破员、安全员、技术员和领工员亲临掌子面检查爆破情况，有无大石块，周边轮廓情况，有无盲炮等。
三臂凿岩台车施工作业指导书
三臂凿岩台车施工作业指导书一、目的明确凿岩台车施工作业的工艺流程、操作要点和相应的工艺标准，规范隧道开挖施工作业，提高工效。
二、编制依据1、《高速铁路隧道工程施工指南》2、《高速铁路隧道工程施工质量验收标准》三、适用范围适用于合福铁路Ⅳ标段一分部隧道三臂凿岩台车开挖施工作业。
四、工艺流程超前探孔——测量放线——台车钻孔——装药爆破——出碴五、三臂凿岩台车基本情况5.1、基本特点：瑞典阿特拉斯·科普柯（Atlas Copco）公司Rocket Boomer 353E 型全液压三臂凿岩台车，是适用于隧道掘进、岩层开孔以及地下厂房开挖等作业的地下凿岩设备。
作业时钻臂覆盖面积可达168m2，钻孔直径范围为43~102mm。
可进行钻爆孔、锚杆孔、掏槽孔、超前灌浆孔、管棚施工、装药、安装锚杆、灌浆以及安装风管等作业。
5.2、工作条件：（1）作业海拨最高可达3000m；（2）作业环境为-20~45℃；（3）可在多尘及潮湿的隧道、地下等环境中正常作业。
5.3、性能：性能参数5.4、优缺点：优点：节能、高效、成本低、作业条件好。
（1）单循环进度快。
相比人工钻孔循环进尺3.0~3.5m，采用台车钻孔每循环最大进尺可达4.5~5.0m。
（2）安全性能高。
设备操作人员在固定的操作平台上操作机械，距隧道掌子面约13m，视线开阔，易于观察围岩的变化情况，加之操作平台上设有安全顶棚，从硬件和机械的设计上增大了操作员工安全系数。
（3）开挖成型好。
凿岩台车电—液控制系统采用PLC可编程逻辑控制，电信号通过电液比例阀控制终端执行机构，由此可使各个钻进参数达到最佳，从而达到快速高效精确的控制。
缺点：一次性投资大，维修保养成本较高。
操作人员要求高。
六、施工控制6.1、超前探孔超前地质钻探作为超前地质预报手段中最直接、最直观、最有效的一种预报方法，在长大隧道施工中起着重要作用，采用在拱顶部位、拱腰两侧各取一点作为超前探孔施作点，探孔深度均为5米。
三臂凿岩台车施工方案
三臂凿岩台车施工方案1. 引言三臂凿岩台车是一种针对崩塌、岩石爆炸等非常规地质环境下的岩石凿除作业所设计的特殊设备。
本文档将详细介绍三臂凿岩台车的构造和原理，以及施工方案的关键步骤和注意事项。
2. 设备构造和原理三臂凿岩台车由三个机构组成：底盘、凿岩臂和控制系统。
2.1 底盘底盘是承载整个台车的主要部分，一般由钢材制成，具有足够的强度和刚性。
底盘上装有铁轨和轮轴，用于台车在工地上移动。
2.2 凿岩臂凿岩臂是三臂凿岩台车的核心部分，通常由液压系统和多段机械臂组成。
液压系统负责提供足够的动力和控制力，使机械臂具有凿岩和搬运岩石的能力。
机械臂通常由较长的主臂和较短的辅助臂组成，可以灵活调整凿岩位置和角度。
2.3 控制系统控制系统由电控箱、操纵杆和液压阀组成，用于控制整个台车和凿岩臂的动作。
操作员通过操纵杆控制机械臂的伸缩、旋转和倾斜，实现精确的凿岩和搬运操作。
3. 施工方案3.1 施工前准备在进行三臂凿岩台车施工之前，需要进行以下准备工作：•清理施工现场，确保工地平整并清除杂物。
•做好防护措施，包括佩戴安全帽、安全鞋和防护眼镜等。
•确定凿岩位置和角度，并进行相应的测量和标记。
3.2 凿岩操作凿岩操作是三臂凿岩台车的主要任务，需要经过以下步骤：1.将三臂凿岩台车移至凿岩位置，确保台车稳固。
2.调整机械臂的角度和位置，使凿岩头对准准备凿岩的岩石。
3.启动液压系统，控制机械臂下降，将凿岩头与岩石接触。
4.控制机械臂的旋转和伸缩，实施凿岩操作，将岩石逐步破碎并搬运到指定位置。
5.根据需要，调整机械臂的角度和位置，进行下一次凿岩。
3.3 安全注意事项在进行三臂凿岩台车施工时，应注意以下安全事项：•操作员必须经过专门培训，了解设备的使用方法和安全操作规程。
•在操作过程中，应随时监测液压系统的压力和温度，确保正常工作。
•避免在台车移动或凿岩过程中靠近工作区域，以免发生意外伤害。
•定期检查和维护设备，包括清洁、润滑和更换易损件等。
胶州湾海底隧道三臂凿岩台车全断面注浆快速钻孔施工技术
胶州湾海底隧道三臂凿岩台车全断面注浆快速钻孔施工技术朱琴生（中铁隧道股份有限公司 河南新乡 ４５３０００）摘 要 目前全断面钻孔注浆设备大都采用风动潜孔锤式单臂多功能钻机，成本高、效率低、速度慢、污染大，通过青岛胶州湾海底隧道钻孔注浆工程，充分利用三臂凿岩台车作业范围大、灵活、污染小、１８３８液压冲击钻高效的技术优势及专业化的管理优势，使三臂台车在快速开挖技术的基础上，具备了全断面深孔注浆过程中快速、优质、高效的台车施工技术。
关键词 海底隧道 三臂凿岩台车 全断面 钻孔注浆技术 随着科学技术的发展，长大隧道及地下工程所处地质条件变得越来越复杂，水下隧道工程大量增加，穿越岩溶、断层、软弱围岩等不良地质的施工规模和难度加大，需要采用超前注浆施工来确保施工安全质量的项目数量大幅增加，而高技术含量的注浆作业在隧道施工中应用广泛，技术门槛高，施工利润较高，这就需要凿岩台车快速钻孔注浆施工技术。
１ 工程概况胶州湾隧道北连青岛市团岛，南接青岛经济技术开发区薛家岛，下穿胶州湾湾口海域，是环胶州湾青岛市区范围交通系统中骨干网络的重要组成部分，主隧道全长６１７０ｍ，跨海域总长度约３９５０ｍ，线路等级为城市快速路，设计时速８０ｋｍ／ｈ，设两条３车道主隧道和１条服务隧道，主隧道中轴线间距５５ｍ。
隧道断面为椭圆形，主隧道开挖断面高１１．２～１２．０ｍ，宽约１５．２３～１６．０３ｍ，隧道纵断面呈Ｖ型，最大纵坡３．５％。
海域段主隧道埋深一般为２５～３５ｍ，是一条以城市道路功能为主兼有公路功能的隧道。
海域段约１７５０ｍ，覆盖层厚度２５．４～３５．１ｍ之间。
服务隧道ＦＫ２＋９００～ＦＫ６＋１５０，海域段约１７５５ｍ，覆盖层厚度２９．６～３９．０ｍ之间。
隧道通过海域段最大水深约４２ｍ。
２ Ｆ４－４断层带超前探测２．１ 设计水文、地质资料Ｆ４－４断裂穿越ＹＫ６＋９６１～ＹＫ６＋９１５段，长４６ｍ，涨潮时水深２７～３０ｍ；海床呈缓坡状。
隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法
隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法一、前言隧道作为现代交通建设的重要组成部分，其施工关乎着交通运输的顺畅与安全。
然而，隧道施工中常常面临着岩层崩塌、水涌等问题，给施工工人的生命安全和工期进度带来巨大风险。
在这样的背景下，隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法应运而生。
本文将详细介绍该工法的特点、适应范围、工艺原理、施工工艺、劳动组织、机具设备、质量控制、安全措施、经济技术分析以及一个工程实例。
二、工法特点 1. 结合液压凿岩台车和超前注浆堵水技术，实现了凿岩和堵水两项工作的同步进行。
2. 借助液压凿岩台车的高力矩、高效能的特点，凿岩作业更加快速高效。
3. 采用超前注浆堵水技术，能够实时监测岩体状况，提前堵住隧道围岩的裂缝和水涌。
三、适应范围该工法适用于岩层较硬、有一定的稳定性，同时需要关注隧道内部的水流问题的隧道施工。
特别适用于具有高风险、复杂地质情况的隧道。
四、工艺原理该工法的工艺原理主要是通过摇杆操作来控制液压凿岩台车在隧道内进行凿岩作业，并配合超前注浆堵水技术对隧道围岩的裂缝和水涌进行补救。
凿岩时，台车通过液压力推动凿岩头进行工作。
当遇到需要堵水的地方，操作人员可立即将凿岩台车停下，并且进行超前注浆，以防止水涌和岩层崩塌。
五、施工工艺施工工艺可分为凿岩阶段和堵水阶段。
凿岩阶段中，操作人员通过操纵液压凿岩台车进行凿岩作业。
在遇到需要堵水的地方时，立即停止凿岩并进入堵水阶段，进行超前注浆工作。
注浆结束后，根据实际情况决定是否恢复凿岩作业。
六、劳动组织为了确保施工工艺的有效实施，需要设立专门的施工组织，负责工人的培训、施工计划的制定和实施监督。
七、机具设备该工法需要配备液压凿岩台车、注浆设备、液压力源等机具设备。
其中，液压凿岩台车应具备高力矩、高能效的特点，以提高凿岩效率。
八、质量控制在施工过程中，需要进行严格的质量控制。
凿岩过程中，要确保凿岩头和岩体之间的正常接触，避免凿岩头出现松动。
施工工艺流程-自钻式预应力锚杆施工
施工工艺流程-自钻式预应力锚杆施工
1、施工工艺
钻孔→灌浆→垫座安装→锚杆张拉→封锚
2、主要施工方法
（1）钻孔
自钻式预应力锚杆是集钻进、注浆、锚固为一体的的预应力锚杆结构。
自钻式预应力锚杆部分采用三臂凿岩台车造孔，部分采用YG80型钻机造孔，机械注浆，平台车配合人工安装混凝土垫座、张拉锚杆。
自钻式锚杆按施工图布置的钻孔位置进行，控制孔位偏差不大于100mm。
深度必须达到施工图的规定，孔深偏差值不大于50mm。
钻孔过程中，采用压力风、水排渣；对含泥质的不均匀介质围岩，采用压力风排渣、降温。
钻进速度根据排渣能力确定，在钻进速度较快时，每钻进一定距离，需停钻集中进行排渣、冲孔。
（2）灌浆
在确认达到施工图或监理人指示的钻孔要求后，采用2SNS型灌浆泵从锚杆中空钻杆进行注浆锚固。
浆液采用NJ-600型制浆机制浆。
注浆后，在砂浆凝固前，不得敲击、碰撞和拉拔锚杆。
锚杆注浆方法和配比通过现场生产性试验确定。
（3）垫座安装
自钻式预应力锚杆承压垫座拟采用预制混凝土结构。
预制件在预制厂制作，5t自卸车运至施工现场后，采用吊车、手动葫芦安装，人工配合。
（4）锚杆张拉
自钻式预应力锚杆直径分别为Ф25、Ф28、Ф32及Ф36，根据其张拉力，自钻式锚杆拟分别采用YCD240型和YCD650型千斤顶配合ZB4×500型高压电动油泵张拉。
（5）封锚
自钻式预应力锚杆张拉完毕后，通过二期进浆管进行封孔灌浆。
切除外露多余的锚杆，然后浇筑混凝土加以保护。
隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法(2)
隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法一、前言隧道施工过程中，因为地质条件的复杂性和高水压的存在，防水施工一直是一项重要而困难的任务。
传统的隧道注浆堵水工法存在施工周期长、工艺复杂、成本高等问题，影响了施工效率和质量。
为此，隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法应运而生，具有工艺简单、操作便捷、效率高的特点，成为隧道工程中重要的施工工法。
二、工法特点隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法主要具有以下特点：1. 工艺简单：采用液压凿岩台车进行风场开挖，配合超前注浆堵水方法，工艺简单明了，易于操作。
2. 操作便捷：液压凿岩台车集凿岩、运输、装卸于一体，操作便捷，减少了人工劳动强度。
3. 施工效率高：台车的连续工作性能和注浆堵水的一体化施工，大大提高了施工效率。
4. 适应性强：工法可适应不同地质条件和隧道尺寸，具有较大的适应性。
5. 降低成本：减少了设备投资和人工成本，缩短了施工周期，降低了成本。
三、适应范围隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法适用于地质条件较复杂、高水压较大的隧道工程，特别适用于软弱地层和高风险地质条件下的隧道施工。
同时，该工法适用于各类型的隧道工程，包括公路隧道、铁路隧道等。
四、工艺原理隧道液压凿岩台车配合超前注浆堵水施工工法主要采用了液压凿岩台车进行风场开挖，将凿岩台车和注浆堵水工艺有机结合，形成一体化施工过程。
具体工艺原理如下：1. 风场开挖：通过液压凿岩台车进行风场开挖，凿岩台车通过钻杆进行凿岩作业，将岩石碎屑输送到出料口，并通过输送带将其运输至车尾卸料。
2. 超前注浆：在凿岩车尾设置注浆管道，可以在开挖过程中进行注浆，形成堵水层，有效防止水的渗漏。
3. 水泥注浆：在隧道壁岩中钻孔，通过注浆设备进行水泥注浆，提高岩体的稳定性和密实度，避免地下水渗漏。
五、施工工艺1. 施工准备：确定施工计划，准备所需机具设备和材料。
2. 风场开挖：通过液压凿岩台车进行风场开挖，根据设计要求进行凿岩作业。
353E型凿岩台车在工程施工中的使用工法
126今日工程机械 2010.04■■■张世明353E型凿岩台车在工程施工中的使用工法Rocket Boomer 353E型凿岩台车在实际应用中的几种施工方法做一简单介绍。
353E型凿岩台车的介绍1.基本特点Rocket Boomer 353E型全液压三臂凿岩台车是阿特拉斯·科普柯公司根据成熟技术，采用ISO国际标准研发生产的一款适用于隧道掘进、岩层开孔以及地下厂房开挖等作业的地下凿岩设备。
该设备结构设计合理、作业运行效率高、调整和维修方便简单，整车主要由底盘、钻臂、推进梁、凿岩机、服务平台、液压控制系统、空压机及水泵等组成。
作业时钻臂覆盖面积可达168m 2，钻孔直径范围为43～102mm。
此外，该设备还可进行钻爆孔、锚杆孔、掏槽孔、超前灌浆孔、管棚施工、装药、安装锚杆、灌浆以及施工天地Customer凿岩掘进台车，是当前矿山和工程隧道开挖作业最主要的设备之一。
近年来，随着我国大型工程项目的相继开工建设，凿岩掘进台车市场需求旺盛，且发展前景广阔。
阿特拉斯·科普柯（Atlas Copco）公司的Rocket Boomer 353E 型全液压凿岩掘进台车，是一款适用于隧道掘进、岩层开孔以及地下开挖作业的凿岩设备，在矿山工程巷道和工程隧道开挖方面应用非常广泛。
目前，国内各大矿山以及各重大工程均有应用，其高效的作业性能已经得到了多家施工单位的认可。
在工程施工中，掘进或钻孔作业对孔深、精度、孔径的大小要求各不相同，所以使用凿岩台车的方式也有所不同。
现就阿特拉斯·科普柯安装风管等高空作业。
2.工作条件⑴该设备作业海拔最高为3 000m；⑵作业环境温度为-20～45℃；⑶可在多尘土及潮湿的隧道、地下等环境中正常作业。
353E型凿岩台车的应用1.地下洞室掘进开挖的应用在地下洞室掘进开挖施工过程中，对于洞径在8m×7m（宽×高）以上的，可选用353E型凿岩台车进行钻孔开挖。
XL3D三臂凿岩台车施工工艺标准
XL3D三臂凿岩台车施工工艺为提高工作效率，最大限度地形成生产能力，规避因不良地质灾害引起的人员伤害风险，全面推进机械化配套作业系统建设，我管段巴玉隧道平导采用XL3D三臂凿岩台车用于掘进作业，现将施工情况具体向领导汇报如下：一、XL3D三臂凿岩台车简介Boomer XL3D三臂凿岩台车具有安全、高效、符合人机工程学的设计特点，采用先导控制液压系统，减少了控制平台四周的高压胶管数量，对操作者更安全，并且噪声更小；采用新型人机工程学控制面板，控制系统的液压部件集中在一起，易检修、维护；符合FOPS(防落物冲击)标准的防护顶棚，可以升高1.1m来增加更好的视野；为了增加效率和准确度，Boomer XL3D可选配推进梁角度测量系统（FAM3），这个系统有助于操作者精确钻孔，减少超挖或是欠挖，增加一次进尺量。
Boomer XL3D可选配COP1638，COP1838和COP2238型号液压凿岩机，来适应不同的岩石条件。
见下图。
二、施工准备工作初支工序完成后，挖掘机清理底渣并对掌子面进行二次排险，排险工作完成后测量班进行测量放样，采用红外测点确定周边眼位置。
同时电工与钻孔台车操作人员将电线延伸至作业面，做好接线前准备工作。
三、钻孔装药根据不同围岩级别炮眼布置有所调整，目前巴玉隧道平导均为Ⅱ级围岩，属花岗岩，围岩整体性较好，硬度大而脆，经过多次爆破作巴玉隧道进口平导三臂台车炮眼药量分配表钻孔数量总计约143个，同时使用三臂打孔，包括摆臂时间在，每作业循环打孔时间约3个小时，装药时间1.2个小时，从钻孔台车施钻至响炮正常情况下4.5个小时。
循环进尺约3.5米，开挖总方量约153方，使用炸药总量372.25kg，均方炸药用量约2.43kg。
四、与人工钻爆对比分析（一）优点1、人工数量减少，不良地质段降低了人员伤害风险；2、循环作业时间缩短，正常情况下人工钻爆每循环约6.5个小时;3、洞粉尘数量减少，噪音污染大大降低，在职业健康方面优势明显。
三臂凿岩台车开挖施工作业指导书
目录1、适用范围 (1)2、作业准备 (1)2.1 人员 (1)2.2 材料 (2)2.3 设备和工器具准备见 (2)2.4 其他准备 (2)3、工作程序 (3)3.1 洞口开挖 (3)3.2 洞身开挖 (3)3.3 辅助坑道及附属洞室开挖 (6)4、质量标准 (7)4.1洞口工程开挖 (7)4.2洞身开挖 (7)4.3 辅助坑道及附属洞室开挖 (9)5、质量措施 (10)5.1 洞口开挖 (10)5.2 洞身开挖 (10)5.3 综合洞室 (12)6、职业健康安全措施 (12)6.1 加强现场卫生流行病学调查 (12)6.2 制定突发公共卫生事件应急处理措施 (12)6.3 加强职业健康体检 (12)6.4 加强职业危害因素的监测 (13)6.5 加强健康教育，注意个人劳动卫生防护 (13)6.6 安全措施 (13)7、环境保护措施 (13)7.1 合理规划施工用地 (13)7.2 临时工程环境保护 (13)7.3 施工中的环保措施 (14)7.4 水土保持措施 (14)三臂凿岩台车开挖施工作业指导书1、适用范围适用于新建隧道工程凿岩台车开挖施工。
2、作业准备2.1 人员所有参与隧道开挖的施工作业人员必须经过铁路隧道施工理论及技能培训，经考核合格后方可上岗作业。
根据隧道测量、钻眼、装药联线、起爆、警戒、通风、找顶、出碴等作业内容确定隧道开挖作业班组人员配臵计划，具体见表2所示。
表1 人员配臵计划表（每开挖循环）2.2 材料2.2.1 火工品严格按当地公安机关要求执行，每周星期六前由开挖班长将下周所需火工品计划报设物部，设物部于星期天上报当地公安机关批复。
2.2.2 工班长每周六负责对合金钻头、钻杆等材料数量是否满足施工需求进行核查，如数量不足，立即报设物部采购。
2.3 设备和工器具准备见主要施工机械及设备及工器具配备见表2所示。
表2 主要施工机械及设备表（每开挖循环）2.4 其他准备2.4.1 测量放线：对所有导线点和高程点进行联测，做到准确无误。
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Sika-PM500型混凝土喷射机组、ATLAS B350E三臂凿岩台车技术参数
一、 Sika-PM500型混凝土喷射机组
1、Sika-PM500型混凝土喷射机组技术参数
二、 ATLAS B350E型三臂凿岩台车
1、工作性能
1）、断面岩层硬度越高越适于施工
2）、经济使用适于公里以上隧道开挖
3）、单机开挖高度11米
4）、单机开挖车道7-8米
5）、进尺能力：岩6-7分钟一杆（5m左右）；普通岩层2-3分钟一杆
6）、正常进度（花岗岩）4时一个断面循环，实破断面深度米7）、单机适于套打(上层机器打,下层人工打)
2、配套设施
1）、供水（11-12Kg压力）
2）、移动供电200Kw装机容量变压器
3）、排渣设备A380装载机、自卸车
阿特拉斯BOOMER 353E/H178凿岩台车技术规格
产品特点：
外侧的两臂可向上升2米
1238ME型电液钻机
半自动化卷辊易于钻凿
自动防止钻杆阻塞
准确、快速、简单的BUT35钻臂
所有轴可调节延伸
精确平行工作
截面上无盲点
主要部件
底盘： DC166
钻臂：3×BUT35
液压系统：BHU38
推进器：3×BMH 6318
凿岩机：3×COP 1238ME
底盘：
型号： DC166 (4轮驱动)
发动机:VOLOV TD60B 116kw(157ph)/2500转电力系统：24V
最大行驶速度：16公里/小时
变速箱：液压型，ZF型
爬坡能力：1：4最大载重时
制动系统：空气制动，停车制动，紧急制动轮胎：18层
钻臂：BUT35
臂重量：2700公斤
推进长度：1600毫米
延伸长度：1600毫米
推进翻转角度：360度
手动；完全
油漆：ACC11188
液压系统 BHU38
主泵电机 3×45 千瓦
电压：380-660 瓦
频率：50或60 赫兹
液压泵：3个双联泵
压力：150-250 bar
液压油箱容积： 460 升
液压油型号：HFC、HFB、mineral
推进器 BMH618 BMH616 BMH614 BMH612
总长(mm)： 7125 650 5 2895 5295最大钻深(mm)： 5235 4915 4005 3405钻杆长(mm)： 5525 4915 4305 3700最大推进力(kN)：
油漆：ACC11254
凿岩机 COP 1238ME
钻杆：R38
最大动力：15千瓦
频率：40-60赫兹
空气流量：s
水流量：3×s
旋转系统：分离旋转
旋转速度：0-300转/分
重量：151公斤
噪音：106Db
电力系统
总功率：150千瓦;
3×45KW (主泵电机)＋ KW (空压机)＋(水泵)＋ (照明)电压：380-660伏
频率：50-60赫兹
电缆尺寸：380---440V 4X9平方毫米
500---660V 4X70平方毫米
尺寸和重量
运输高度：3450毫米
凿岩高度：4150毫米
宽度：3050毫米
长度：13705毫米
转弯半径：外侧9400毫米，内侧4800毫米
总重：不含工作平台32200公斤；含HL91重34300公斤
三臂液压凿岩台车注浆孔钻进施工工法
ATLAS B350E型三臂凿岩台车
隧道及地下工程在穿越断裂破碎带、岩溶、高承压水、软弱地层等不良地质段时，由于节理裂隙切割岩层，以及地下水补给，在工程施工中面临涌水突泥、坍塌等各类地质风险，为有效规避此类风险，确保人员及机械设备安全，需要对前方不良地质段实施钻孔注浆作业，达到止水和加固围岩的目的。
而近些年，随着施工技术和机械化水平的提高，一些长大交通隧道和物流隧道、大型的地下仓储厂房及国防人防工程的修建，也使钻孔注浆这门学科迅速成长并发展起来。
三臂液压凿岩台车原属于爆破开挖专用设备，在青岛胶州湾施工中，通过对台车的认识，经过不断的钻研、实践、改造和改进，使三臂液压凿岩台车不仅适用于爆破开挖施工，还适用于超前预注浆作业，在青岛胶州湾海底隧道开挖及超前预注浆施工中进行了成功的应用和验证，获得了满意的效果，缩短了工期，形成了较好的技术、环境、经济和社会等综合效益，并由此总结成工法。
工法特点：1、在软弱围岩段的隧道施工中，钻孔注浆使用三臂液压凿岩台车配套辅助机具进行，代替地质钻机或多功能钻机，将获得明显的操控、工期、环境、效益等优势。
2、在断层及软弱破碎带，三臂液压凿岩台车仍能得到修正功能性的使用，大大提高了凿岩台车的使用率，进一步拓展了三臂液压凿岩台车的应用领域。
3、用三臂液压凿岩台车进行钻孔注浆作业，钻孔速度极快，而且钻孔定位、孔口管安装、钻杆装卸更加便利和快捷，施工人员作业环境安全、舒适。
适用范围：隧道及地下工程的超前预注浆、超前地质探孔、基础及地面沉陷等软基处理加固。
工艺原理：将原台车的钻杆更换为钻孔深度、钻杆强度和刚度更高的美国T38×圆型加长钻杆，钻孔中的排渣采用改进后的高压水洗和风洗双重系统，按设计孔径大小配置相应大小的钻头由台车进行钻孔，用符合设计要求的设备、机具、材料、工艺进行施工组织，最终完成注浆作业和检验。
关键技术：1、三臂液压凿岩台车配套相应的辅助机具进行注浆孔的钻进施工。
2、熟练使用高压风和高压水双重冲洗系统。