三臂凿岩台车在聚能水压光面爆破中的应用与研究

建筑技术开发Building Technology Development

工程技术

Engineering and Technology 第46卷第18期2019年9月

三臂凿岩台车在聚能水压光面爆破中的

应用与研究

王晓勇

（中铁十四局集团第四工程有限公司，济南250000 ）

［摘 要］以张吉怀铁路官田隧道项目施工为例，通过理论分析以及现场试验，主要得到以下研究成果：（1）通过理论分析 以及现场试验，优化了三臂凿岩台车布孔、钻孔、装药参数。（2）通过理论分析，介绍了爆破工艺流程，验证了工艺流程的全面性、 可靠性。（3）通过对比分析，得出三臂凿岩台车较风动凿岩机有着突出的优越性，如钻进速度、钻孔精度、劳动能耗、作业风 险等方面。

［关键词］隧道；三臂；凿岩台车；聚能水压；爆破；钻爆［中图分类号］TU94 ［文献标志码］A ［文章编号］1001-523X （2019） 18-0092-03

Application and Research of Three-arm Rock Drilling Rig in Gathering

Water Pressure Surface Blasting

Chang Shu-cai

[Abstract ] Taking the construction of Zhangjihuai Railway Guantian Tunnel Project as an example, through theoretical analysis and field test, the following research results are mainly obtained. (1) Through theoretical analysis and field test, the hole, drilling and charging of the three-arm drilling rig are optimized, parameter. (2) Through theoretical analysis, the blasting process is introduced, and the comprehensiveness and reliability of the process are verified. (3) Through comparative analysis, it is concluded that the three-arm rock drilling rig has outstanding advantages over the pneumatic rock drilling machine, such as drilling speed, drilling accuracy, labor energy consumption, and operational risk.

[Keywords ] tunnel ； three-arm ； rock drilling rig ； condensing water pressure ； blasting ； drilling and blasting

随着我国经济和社会的发展，隧道工程发展进入了一个 新的时期，特别是高等级公路隧道建设更是日新月异。目前 国内山岭隧道基本全部釆用钻爆法施工，主要分手动钻爆和 凿岩台车钻爆两种形式。而手动钻爆法存在投入工人多、劳 动强度高、钻进速度慢等问题，在隧道建设中的应用受到局限。 为了提高隧道的施工效率、提升隧道施工技术水平，有必要 对隧道凿岩台车钻爆在聚能水压光面爆破工程中进行研究。

吕玉松依托巴玉隧道，对比分析了三臂凿岩台车楔形与直 眼掏槽爆破技术在小断面隧道开挖施工中的应用，验证了直眼 掏槽施工法为最佳施工方案。雷升祥、崔永杰等依托渝怀铁 路项目，分析了液压凿岩台车的技术优势，阐述了液压凿岩 台车使用中的技术、施工管理问题及当前建设管理机制问题。 周荣依托黔张常铁路武陵山隧道，针对凿岩台车钻爆法设计 了3种施工方案，对不同方案的成本效益进行必选，验证了凿 岩台车钻爆法的优越性。陈玉奎依托京沈高速铁路客运专线三 棱山隧道，釆用三臂凿岩台车进行钻爆施工，引进了蚁群算法, 并运用MATLAB 进行编程，优化了钻爆参数，提高了作业效率、 钻爆精度，减少了围岩损伤。赵宏博、卢伟依托郑万高铁隧道, 通过对比三臂凿岩台车与传统钻爆法的优缺点及一系列试验, 总结出一套三臂凿岩台车在软弱围岩地质条件下施工的理论 数据及现场施工经验。薛君、郝纯宗等依托东天山特长公路隧 道建设项目，通过现场试验及理论分析，总结出一套适合IV 级 围岩全断面隧道开挖的机械化配套组合方案。郑朝保、张龙 等通过数据收集及现场实地测试等方式，分别对釆用液压凿 岩设备和气动凿岩设备进行隧道掘进钻孔作业的技术经济性 进行了分析，研制了适合我国隧道施工技术特征的凿岩台车。1工程概况

官田隧道位于湖南省怀化市麻阳县兰村乡境内，进口位

收犒日期：2019-08-27

作者简介：王晓勇（1983—）,男，黑龙江尚志人，高级工程师，主要研

究方向为建筑与土木工程相关领域。

于兰村乡桐古境村附近，出口位于兰村乡牛崽冲附近。隧道 全长3777.27m,掘进宽度14.7m 、掘进高度12.38m 。官田隧道 位于沅麻红层盆地，构造运动频繁，断裂构造发育。岩性以IV 、 V 级围岩为主。

为加快官田隧道的施工进度，釆用斜井的方式增加开挖 面，官田斜井共有2个开挖面，分别为大里程与小里程。大里 程釆用人工钻孔方式，小里程釆用三臂台车钻孔，爆破方式 均釆用上下台阶分布爆破，本文仅对上台阶爆破进行研究。

本工程釆用阿特拉斯•科普柯公司Boomer 型凿岩台车为 研究对象，它的基本结构主要是由液压凿岩机、推进梁、钻臂、 辅助臂、液压系统、底盘、行走系统、电缆卷筒、电气系统、 供水系统、供气系统、操作面板等部分组成，图1为Boomer 型凿岩台车。

图1 Boomer 型凿岩台车

2爆破设计

2.1爆破器材的选择

结合现场实际情况，合理地选择爆破器材，才能取得良 好的爆破效果，具体如下。

（1） 炸药：采用直径32mm,长度300mm, 300g/卷的乳 化炸药。

（2） 雷管：釆用不同段的毫秒延迟雷管，主要为Msl 、3、

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