1工程概況

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

2全電腦三臂鑿巖臺車在隧道施工中的應(yīng)用

2.1全自動高效智能化

技術(shù)人員確定鉆孔設(shè)計圖，將其導(dǎo)入車載電腦內(nèi)，如下圖所示，可實現(xiàn)一鍵激活，整個布孔過程中智能化水平高，可自動精確找點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臺車定位，將施工場地整平，依據(jù)工程需求適配臺車并就位，基于3D掃描儀確定P1與P2兩點，同時隨機復(fù)核P3點，獲得臺車的具體位置；②確定鉆孔設(shè)計圖，分析隧道斷面具體情況，綜合考慮支護(hù)參數(shù)以及臺車的工作能力，形成合適的鉆孔設(shè)計圖，將其導(dǎo)入車載電腦[1]；③自動鉆孔與清孔，通過一鍵激活的方式啟動鉆孔系統(tǒng)，自動尋找點位并打眼，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)險高，隧道施工中先進(jìn)地質(zhì)預(yù)報納入工序管理，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)報方法。通常，鉆孔時間長，只能反映鉆孔周圍的地質(zhì)狀況。中國鐵建重工全計算機三臂作業(yè)臺車采用自動加桿功能進(jìn)行先進(jìn)鉆孔探，上傳數(shù)據(jù)。76mm鉆孔，鉆孔深度20~30m，鉆孔時間20~25min。通過MWD軟件分析恢復(fù)地質(zhì)狀況，形成地質(zhì)報告，為下一次施工提供參考。

2.3斷面掃描

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

2.4錨桿和管架施工

鑿巖臺車鉆桿靈活性強，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)臺車

吊籃臂推動過程中擺動范圍達(dá)到-45。~45。，可精準(zhǔn)定位。吊籃工作負(fù)荷高達(dá)450kg，可實現(xiàn)自動調(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全電腦三臂鑿巖臺車的優(yōu)勢

3.1全電腦鑿巖臺車優(yōu)勢

①一機多用：可利用鑿巖臺車進(jìn)行超前地質(zhì)鉆探與分析，形成分析報告，及時調(diào)整并優(yōu)化開挖方案，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自動化程度高:無需人工在手掌上畫點，實現(xiàn)自動定位和鉆孔。③信息化程度高:通過鉆孔數(shù)據(jù)分析地質(zhì)狀況，形成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫并存檔，能夠及時掃描后期隧道維護(hù)方便的超挖掘狀況，實現(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公電腦和手機客戶端。④配置可升降駕駛室：全電腦三臂鑿巖臺車配置可升降駕駛室，升降高度1.6m，操作視覺效果好，操作無盲區(qū)，方便新手進(jìn)行學(xué)習(xí)。⑤全電腦可視化操作：通過臺車定位后，炮孔設(shè)計的點位、深度及角度等在電腦上完全顯示，位置、孔數(shù)、角度、深度等自動控制，不需要操作手憑經(jīng)驗的手法來控制超欠挖。

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)計炮孔。施工時通過分析器定位，通過分析器檢測隧道內(nèi)測量的樁號坐標(biāo)，可以直接在掌面反應(yīng)各鉆頭點，與臺車計算機結(jié)合。通過臺車定位后，炮孔設(shè)計的點、深度、角度等完全顯示在計算機上。⑦自動生成斷面和炮孔圖:掃描定位后，引進(jìn)臺車爆破設(shè)計圖與隧道坐標(biāo)相結(jié)合，在鑿巖臺車計算機上生成本循環(huán)的隧道輪廓和爆破圖，無需測量人員標(biāo)記隧道輪廓和鉆孔位置，斷面圖和炮孔圖在鑿巖臺車計算機上顯示，操作人員根據(jù)計算機

3.2鐵建重工全智能三臂鑿巖臺車施工進(jìn)度

鐵建重工全智能三臂鑿巖臺車施工贛深客專龍南隧道1#斜井ii、iii級圍巖段20個循環(huán)施工時間統(tǒng)計如上表所示。

4三臂鑿臺車使用過程中遇到的問題以及改進(jìn)措施

基于本項目現(xiàn)狀，現(xiàn)場適配的1臺三臂鑿巖臺車存在階段性閑置問題，不利于高效施工作業(yè)，浪費了項目資源。對此問題加以分析，并提出針對性的改進(jìn)措施。

4.1閑置原因

①三臂鑿巖臺車的穩(wěn)定性建立在優(yōu)良水質(zhì)的基礎(chǔ)上，而從本項目用水來源來看，主要采取的是對洞內(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)，無法為三臂鑿巖臺車的運行提供支持，易發(fā)生自動停機故障，同時管道清理難度較大，不利于鉆孔作業(yè)的高效開展。②三臂鑿巖臺車對水量要求高，通常達(dá)到30m3/h，項目所在地區(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，施工區(qū)域多為四級圍巖，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，針對實際情況提出優(yōu)化方案，確保設(shè)備運行性能，提高施工效率。④加強內(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車的閑置問題。

5結(jié)語

隧道工程施工環(huán)境復(fù)雜，在現(xiàn)代化工程大環(huán)境下，對施工效率提出更高的要求，在傳統(tǒng)液壓三臂鑿巖臺車施工時，存在工作效率低、適用能力不足等限制，不能滿足實際需求，在全計算機三臂鑿巖臺車的支持下，在確保施工質(zhì)量的同時，提高效率