1工程概況

新建贛州至深圳鐵路客運(yùn)專線(江西段為江西先期開(kāi)工段，位于贛州信豐縣、全南縣、龍南縣境內(nèi)，線路全長(zhǎng)27.33km，其中大中橋11座/2289.08m，隧道7座/23764.26m，橋隧道總長(zhǎng)26.054km。橋隧比95.32%，合同工期48個(gè)月（2021年12月30日~2021年12月31日），投資18.44億元。

2全電腦三臂鑿巖臺(tái)車在隧道施工中的應(yīng)用

2.1全自動(dòng)高效智能化

技術(shù)人員確定鉆孔設(shè)計(jì)圖，將其導(dǎo)入車載電腦內(nèi)，如下圖所示，可實(shí)現(xiàn)一鍵激活，整個(gè)布孔過(guò)程中智能化水平高，可自動(dòng)精確找點(diǎn)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：①臺(tái)車定位，將施工場(chǎng)地整平，依據(jù)工程需求適配臺(tái)車并就位，基于3D掃描儀確定P1與P2兩點(diǎn)，同時(shí)隨機(jī)復(fù)核P3點(diǎn)，獲得臺(tái)車的具體位置；②確定鉆孔設(shè)計(jì)圖，分析隧道斷面具體情況，綜合考慮支護(hù)參數(shù)以及臺(tái)車的工作能力，形成合適的鉆孔設(shè)計(jì)圖，將其導(dǎo)入車載電腦[1]；③自動(dòng)鉆孔與清孔，通過(guò)一鍵激活的方式啟動(dòng)鉆孔系統(tǒng)，自動(dòng)尋找點(diǎn)位并打眼，隨后經(jīng)由高壓水、風(fēng)完成清孔作業(yè)。

2.2先進(jìn)地質(zhì)勘探和地質(zhì)分析

不良地質(zhì)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)高，隧道施工中先進(jìn)地質(zhì)預(yù)報(bào)納入工序管理，水平先進(jìn)地質(zhì)勘探是目前最直觀、準(zhǔn)確率較高的先進(jìn)地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。通常，鉆孔時(shí)間長(zhǎng)，只能反映鉆孔周圍的地質(zhì)狀況。中國(guó)鐵建重工全計(jì)算機(jī)三臂作業(yè)臺(tái)車采用自動(dòng)加桿功能進(jìn)行先進(jìn)鉆孔探，上傳數(shù)據(jù)。76mm鉆孔，鉆孔深度20~30m，鉆孔時(shí)間20~25min。通過(guò)MWD軟件分析恢復(fù)地質(zhì)狀況，形成地質(zhì)報(bào)告，為下一次施工提供參考。

2.3斷面掃描

三臂鑿巖臺(tái)車定位后，在鉆孔的同時(shí)，掃描儀可掃描挖掘斷面(或初期支護(hù)斷面)，不占工程施工時(shí)間�？商崛∪魏卫锍痰臄嗝鏍顩r與設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行比較，作為爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化和混凝土方量計(jì)算的基準(zhǔn)。

2.4錨桿和管架施工

鑿巖臺(tái)車鉆桿靈活性強(qiáng)，升降范圍-30。~60。推進(jìn)旋轉(zhuǎn)達(dá)到360。各種錨桿、管架鉆孔工程具有較好的適用性。另外，根據(jù)實(shí)際需要，可以將鑿子鉆頭變成錨桿，完成錨桿作業(yè)[2]。

2.5高空作業(yè)臺(tái)車

吊籃臂推動(dòng)過(guò)程中擺動(dòng)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(shí)現(xiàn)自動(dòng)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(tái)車的優(yōu)勢(shì)

3.1全電腦鑿巖臺(tái)車優(yōu)勢(shì)

①一機(jī)多用：可利用鑿巖臺(tái)車進(jìn)行超前地質(zhì)鉆探與分析，形成分析報(bào)告，及時(shí)調(diào)整并優(yōu)化開(kāi)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。②自動(dòng)化程度高:無(wú)需人工在手掌上畫點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位和鉆孔。③信息化程度高:通過(guò)鉆孔數(shù)據(jù)分析地質(zhì)狀況，形成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫(kù)并存檔，能夠及時(shí)掃描后期隧道維護(hù)方便的超挖掘狀況，實(shí)現(xiàn)不需要調(diào)整鉆孔方案的數(shù)據(jù)傳輸，可以將鉆孔臺(tái)車在隧道內(nèi)的施工狀況和施工數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇淄廪k公電腦和手機(jī)客戶端。④配置可升降駕駛室：全電腦三臂鑿巖臺(tái)車配置可升降駕駛室，升降高度1.6m，操作視覺(jué)效果好，操作無(wú)盲區(qū)，方便新手進(jìn)行學(xué)習(xí)。⑤全電腦可視化操作：通過(guò)臺(tái)車定位后，炮孔設(shè)計(jì)的點(diǎn)位、深度及角度等在電腦上完全顯示，位置、孔數(shù)、角度、深度等自動(dòng)控制，不需要操作手憑經(jīng)驗(yàn)的手法來(lái)控制超欠挖。

⑥掃描定位:首先將隧道線路曲線坐標(biāo)和垂直曲線(坡度)坐標(biāo)導(dǎo)入軟件，在此基礎(chǔ)上建立隧道輪廓斷面，設(shè)計(jì)炮孔。施工時(shí)通過(guò)分析器定位，通過(guò)分析器檢測(cè)隧道內(nèi)測(cè)量的樁號(hào)坐標(biāo)，可以直接在掌面反應(yīng)各鉆頭點(diǎn)，與臺(tái)車計(jì)算機(jī)結(jié)合。通過(guò)臺(tái)車定位后，炮孔設(shè)計(jì)的點(diǎn)、深度、角度等完全顯示在計(jì)算機(jī)上。⑦自動(dòng)生成斷面和炮孔圖:掃描定位后，引進(jìn)臺(tái)車爆破設(shè)計(jì)圖與隧道坐標(biāo)相結(jié)合，在鑿巖臺(tái)車計(jì)算機(jī)上生成本循環(huán)的隧道輪廓和爆破圖，無(wú)需測(cè)量人員標(biāo)記隧道輪廓和鉆孔位置，斷面圖和炮孔圖在鑿巖臺(tái)車計(jì)算機(jī)上顯示，操作人員根據(jù)計(jì)算機(jī)

3.2鐵建重工全智能三臂鑿巖臺(tái)車施工進(jìn)度

鐵建重工全智能三臂鑿巖臺(tái)車施工贛深客專龍南隧道1#斜井ii、iii級(jí)圍巖段20個(gè)循環(huán)施工時(shí)間統(tǒng)計(jì)如上表所示。

4三臂鑿臺(tái)車使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題以及改進(jìn)措施

基于本項(xiàng)目現(xiàn)狀，現(xiàn)場(chǎng)適配的1臺(tái)三臂鑿巖臺(tái)車存在階段性閑置問(wèn)題，不利于高效施工作業(yè)，浪費(fèi)了項(xiàng)目資源。對(duì)此問(wèn)題加以分析，并提出針對(duì)性的改進(jìn)措施。

4.1閑置原因

①三臂鑿巖臺(tái)車的穩(wěn)定性建立在優(yōu)良水質(zhì)的基礎(chǔ)上，而從本項(xiàng)目用水來(lái)源來(lái)看，主要采取的是對(duì)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(wú)法為三臂鑿巖臺(tái)車的運(yùn)行提供支持，易發(fā)生自動(dòng)停機(jī)故障，同時(shí)管道清理難度較大，不利于鉆孔作業(yè)的高效開(kāi)展。②三臂鑿巖臺(tái)車對(duì)水量要求高，通常達(dá)到30m3/h，項(xiàng)目所在地區(qū)干燥季節(jié)明顯缺水，隨著施工作業(yè)的不斷推進(jìn)，容易引起溝槽斷流現(xiàn)象，混合站的正常生產(chǎn)難以提供足夠的水源。同時(shí)，施工區(qū)域多為四級(jí)圍巖，含有大量泥巖和砂巖，施工中容易發(fā)生鉆頭現(xiàn)象，施工進(jìn)度明顯延遲。

4.2改進(jìn)措施

①確保水資源供應(yīng)充足，設(shè)置蓄水池，充分保留雨季多馀的水量。②引入污水凈化設(shè)備，安裝在開(kāi)口處，可達(dá)到優(yōu)化水質(zhì)的效果。③總結(jié)設(shè)備頻發(fā)故障，積極與廠家溝通，針對(duì)實(shí)際情況提出優(yōu)化方案，確保設(shè)備運(yùn)行性能，提高施工效率。④加強(qiáng)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(tái)車的閑置問(wèn)題。

5結(jié)語(yǔ)

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(duì)施工效率提出更高的要求，在傳統(tǒng)液壓三臂鑿巖臺(tái)車施工時(shí)，存在工作效率低、適用能力不足等限制，不能滿足實(shí)際需求，在全計(jì)算機(jī)三臂鑿巖臺(tái)車的支持下，在確保施工質(zhì)量的同時(shí)，提高效率