公路硬巖隧道雙臂鑿巖臺(tái)車(chē)鉆爆施工

1、公路硬巖隧道雙臂鑿巖臺(tái)車(chē)鉆爆施工隧道中硬巖隧道占相當(dāng)比例，采用的主要施工方法有鉆爆法和TBM法，我國(guó)主要采用的施工方法是鉆爆法，鉆爆法的核心工序之一就是鉆眼爆破。對(duì)隧道施工而言，開(kāi)挖是施工成敗的關(guān)鍵，目前國(guó)內(nèi)把風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)配合自制開(kāi)挖臺(tái)架作為主要的鉆爆開(kāi)挖方法，這種以人工為主的施工方法，因其勞動(dòng)強(qiáng)度大、勞動(dòng)環(huán)境惡劣、施工效率較低，已滿足不了現(xiàn)代化建設(shè)的需求；機(jī)械化施工成為隧道修建技術(shù)的發(fā)展方向，機(jī)械化是加快施工速度、提高施工效率、保障施工安全的重要措施，也是隧道施工技術(shù)進(jìn)步的t!現(xiàn)。液壓鑿巖臺(tái)車(chē)鉆眼爆破法是先進(jìn)的隧道開(kāi)挖方法，能適應(yīng)各種地質(zhì)條件下的隧道開(kāi)挖，特別在長(zhǎng)大、特長(zhǎng)隧道開(kāi)挖施工中具有鉆孔

2、速度快、能縮短非鉆孔時(shí)間、自動(dòng)化程度高、施工安全、施工質(zhì)量高、隧道開(kāi)挖作業(yè)環(huán)境較好、施工作業(yè)的機(jī)械化水平較高、超前鉆孔技術(shù)等優(yōu)點(diǎn)，但是鑿巖臺(tái)車(chē)自身造價(jià)較高。所以盡管鑿巖臺(tái)車(chē)在隧道開(kāi)挖中有很多優(yōu)勢(shì)，但是由于施工人員的素質(zhì)較低，施工管理水平較低，施工機(jī)械配套不合理等因素，鑿巖臺(tái)車(chē)并沒(méi)有充分發(fā)揮其作用，加之中國(guó)勞動(dòng)力充足，使得施工單位偏向技術(shù)含量較低的風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)。由以上分析可知，鑿巖臺(tái)車(chē)雖然是比較先進(jìn)的隧道鉆眼工具，但是由于施工單位對(duì)其研究較少，不能充分發(fā)揮其在隧道開(kāi)挖中的優(yōu)勢(shì)，因此做好鑿巖臺(tái)車(chē)快速施工的研究工作具有很重要的現(xiàn)實(shí)意義。為了加快硬巖鉆眼速度，提高鉆眼精度，降低鑿巖成本，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化鑿巖，

3、減少隧道超挖斷面，達(dá)到節(jié)省噴射混凝土用量和減少巖石運(yùn)量的目的。引進(jìn)了阿特拉斯-科普柯雙臂鑿巖臺(tái)車(chē)用于隧道施工。尋求優(yōu)化隧道施工機(jī)械集群的配置，縮短每一循環(huán)的工作時(shí)間，提高施工速度，增大產(chǎn)出比率，從而達(dá)到降低施工成本。工藝原理隧道采用新奧法施工，針對(duì)新奧法施工的特點(diǎn)和總體工期的要求，確定出開(kāi)挖方法和每循環(huán)進(jìn)尺，根據(jù)光面爆破設(shè)計(jì)的計(jì)算理論選取合理的爆破參數(shù)。利用全站儀免棱鏡激光測(cè)量技術(shù)，并配合隧道放樣軟件對(duì)炮眼位置進(jìn)行精確放樣。鑿巖臺(tái)車(chē)?yán)每刂葡到y(tǒng)使得臺(tái)車(chē)在定位后，將大臂移到定位面，使鉆頭與炮眼相對(duì)完成定位。放樣完成后，鑿巖臺(tái)車(chē)在放樣圖形的引導(dǎo)下進(jìn)行鉆孔作業(yè)，做法是：操作人員操縱手柄，使臺(tái)車(chē)鉆臂移

4、動(dòng)的投影點(diǎn)與布孔設(shè)計(jì)圖中的孔位重合，此時(shí)計(jì)算機(jī)給定鉆臂推進(jìn)梁鉆孔角度、孔深等參數(shù)；再操縱鉆孔手柄進(jìn)行開(kāi)鉆。鉆眼完成后對(duì)各個(gè)炮眼進(jìn)行清孔后，利用裝藥器進(jìn)行裝藥、堵塞炮眼，連接爆破網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行起爆。操作要點(diǎn)隧道爆破設(shè)計(jì)主要包括掏槽眼和周邊眼設(shè)計(jì)。掏槽眼的爆破效率直接影響隧道爆破的成敗，掏槽眼采用“雙排楔形加大直徑中空導(dǎo)向掏槽法”布置，周邊眼的爆破是為隧道創(chuàng)造比較光滑的輪廓，減少超欠挖。隧道光面爆破設(shè)計(jì)計(jì)算炮眼數(shù)量計(jì)算炮眼數(shù)量（N）的計(jì)算不包括未裝藥的空眼數(shù)，炮眼數(shù)量與單位炸藥消耗量（q）、開(kāi)挖斷面積（s，m2）成正比，與裝藥系數(shù)（a，即裝藥長(zhǎng)度與炮眼全長(zhǎng)的比值）、每米藥卷的炸藥質(zhì)量（r，kg/m）成反

5、比。每一循環(huán)炮眼深度計(jì)算周邊炮眼與輔助炮眼的眼底落在同一垂直面上，與循環(huán)進(jìn)尺相同，掏槽炮眼深度比循環(huán)進(jìn)尺深20cm。炮眼長(zhǎng)度計(jì)算輔助眼的長(zhǎng)度為：L2=12式中：L2輔助眼的長(zhǎng)度。式中：L1掏槽眼的長(zhǎng)度；掏槽眼與開(kāi)挖面的夾角；同一平面上的兩掏槽眼眼口的距離；同一平面上的兩掏槽眼眼底的距離，取為0.25m；周邊眼眼底與眼口的水平偏差，考慮到鉆孔需要和周邊眼外插超出輪廓線，其值取為0.15m。2.1.4裝藥量計(jì)算Q=arl式中，Q單個(gè)炮眼的裝藥量。爆破設(shè)計(jì)結(jié)果計(jì)算可得炸藥每米藥卷的炸藥質(zhì)量r為0.86kg/m，單位耗藥量q為1.0kg/m3。IV級(jí)圍巖裝藥量系數(shù)a取0.7,上臺(tái)階斷面面積為82.36

6、m2,下臺(tái)階斷面面積54.9m2，計(jì)算上臺(tái)階炮眼數(shù)量136個(gè)，下臺(tái)階計(jì)算炮眼數(shù)量90個(gè)，合計(jì)226個(gè)。炮眼具體布置時(shí)，根據(jù)炮眼的間距在隧道橫斷面圖上一一布置，確定各種形式炮眼的個(gè)數(shù)，各種形式炮眼間距和個(gè)數(shù)情況。鉆孔鉆孔之前，先用全站儀定位激光束確定炮眼位置坐標(biāo)，然后在掌子面上做出標(biāo)記。放樣完成后，臺(tái)車(chē)在放樣圖形引導(dǎo)下進(jìn)行鉆孔作業(yè)。做法是：操作人員操縱手柄，使臺(tái)車(chē)鉆臂移動(dòng)的投影點(diǎn)與布孔設(shè)計(jì)孔位相重合，此時(shí)確實(shí)好鉆臂推進(jìn)梁鉆孔角度、深度等具體參數(shù)后，再操縱鉆孔手柄，通過(guò)手柄自動(dòng)控制即可開(kāi)鉆。這樣，一個(gè)操作手可同時(shí)操縱臺(tái)車(chē)上2個(gè)鉆臂進(jìn)行鉆孔作業(yè)，既減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又提高了孔位的準(zhǔn)確性和工效。裝藥、堵

7、塞炮眼爆破物品通過(guò)專(zhuān)用運(yùn)輸車(chē)運(yùn)輸至指定定點(diǎn)，使用裝藥機(jī)對(duì)各4/6炮眼進(jìn)行裝藥，機(jī)械裝藥使炮孔裝藥密度和炮孔裝藥飽滿度增高，可以增大了延米炮眼利用率，爆破效率提高。利用提前預(yù)制好的堵塞炮泥對(duì)炮眼進(jìn)行堵塞不小于25cm。爆破網(wǎng)絡(luò)連接、起爆裝藥完畢后，連接爆破網(wǎng)絡(luò)，采用簇并法連接，最后利用電雷管引爆，查看爆破效果，對(duì)不符合規(guī)范規(guī)定的爆破參數(shù)進(jìn)行調(diào)整。材料與設(shè)備主要材料名稱(chēng)、規(guī)格及主要技術(shù)指標(biāo)主要材料有炸藥、引爆材料和堵塞材料，炸藥主要采用二號(hào)巖石乳化炸藥，引爆材料有電雷管和1-15段非電毫秒微差雷管。主要施工機(jī)具、儀器、儀表主要施工機(jī)具有雙臂鑿巖臺(tái)車(chē)、挖掘機(jī)、自制臺(tái)架、裝藥器、炮泥機(jī)、自卸車(chē)，主要的儀器、儀表有激光斷面儀、全站儀、水準(zhǔn)儀、超前預(yù)報(bào)系統(tǒng)等。質(zhì)量控制炮眼的深度、角度、間距應(yīng)按爆破設(shè)計(jì)要求確定。掏槽眼眼口間距和眼底間距誤差不得大于50mm，輔助眼眼口排距、行距誤差不得大于50mm，周邊眼沿隧道設(shè)計(jì)斷面輪廓線上的間距誤差不得大于50mm，周邊眼外斜率不得大于50mm/m，眼底不超出開(kāi)挖輪廓線100mm。應(yīng)嚴(yán)格控制欠挖。拱腳、墻腳以上1m范圍內(nèi)