前言:想要寫出一篇引人入勝的文章?我們特意為您整理了隧道工程建設(shè)全電腦鑿巖臺(tái)車應(yīng)用范文,希望能給你帶來靈感和參考,敬請(qǐng)閱讀。
摘要:為確保贛深鐵路隧道施工的安全、質(zhì)量,加快隧道施工進(jìn)度,在軟弱圍巖中采用三臂鑿巖臺(tái)車進(jìn)行大斷面施工。文章結(jié)合實(shí)際工程案例,通過對(duì)三臂鑿巖臺(tái)車進(jìn)行適當(dāng)改造,實(shí)現(xiàn)利用三臂鑿巖臺(tái)車進(jìn)行超前地質(zhì)鉆孔、超前管棚施工,為今后推廣三臂鑿巖臺(tái)車在隧道中施工提供借鑒。
關(guān)鍵詞:隧道工程;全電腦;三臂鑿巖臺(tái)車
1工程概況
新建贛州至深圳鐵路客運(yùn)專線(江西段)GSJXZJ-3標(biāo)(DK74+551.500~DK101+885.655)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,橋隧總長26.054km。橋隧比95.32%,合同工期48個(gè)月(2016年12月30日~2020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超前地質(zhì)勘探和地質(zhì)分析
不良地質(zhì)隧道施工風(fēng)險(xiǎn)高,在隧道施工中超前鉆探及超前地質(zhì)預(yù)報(bào)已納入工序管理,水平超前探孔是目前最直觀也是準(zhǔn)確率相對(duì)較高的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法。常規(guī)超前鉆探鉆孔時(shí)間長,且僅能反映鉆孔周圍的地質(zhì)情況。中國鐵建重工全電腦三臂作業(yè)臺(tái)車采用自動(dòng)加桿功能進(jìn)行超前鉆孔勘探并上傳數(shù)據(jù)。鉆探準(zhǔn)76mm的探孔,鉆孔深度20~30m,鉆孔時(shí)間20~25min。通過MWD軟件分析復(fù)原地質(zhì)情況,并形成地質(zhì)報(bào)告,為下一步施工提供參考。
2.3斷面掃描
三臂鑿巖臺(tái)車定位以后,在鉆孔的同時(shí)可以通過掃描儀進(jìn)行掃描開挖斷面(或初期支護(hù)斷面),不占用工序施工時(shí)間??梢蕴崛∪我焕锍痰臄嗝媲闆r與設(shè)計(jì)斷面進(jìn)行對(duì)比,作為爆破設(shè)計(jì)優(yōu)化及混凝土方量計(jì)算的標(biāo)準(zhǔn)。
2.4錨桿及管棚施工
鑿巖臺(tái)車鉆臂具有較強(qiáng)的靈活性,升降范圍-30。~60。,推進(jìn)旋轉(zhuǎn)達(dá)到360。,在各類錨桿、管棚的鉆孔施工中都具有較好的適用性。此外,依據(jù)實(shí)際需求,還可將鑿巖鉆桿轉(zhuǎn)變?yōu)殄^桿,從而完成頂錨作業(yè)[2]。
2.5高空作業(yè)臺(tái)車
吊籃臂推進(jìn)過程中擺動(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:無需人工在掌子面畫點(diǎn),實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定位與鉆孔。③信息化程度高:可通過鉆孔數(shù)據(jù)分析地質(zhì)情況,形成地質(zhì)數(shù)據(jù)庫并存檔,便于后期隧道維護(hù);及時(shí)掃描超欠挖情況,調(diào)整鉆爆方案;實(shí)現(xiàn)無需數(shù)據(jù)傳輸,可將鑿巖臺(tái)車在隧道內(nèi)的施工情況和施工數(shù)據(jù)傳輸?shù)蕉赐廪k公電腦或手機(jī)客戶端上。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(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)的手法來控制超欠挖。⑥掃描定位:先把隧道的線路曲線坐標(biāo)及豎曲線(坡度)坐標(biāo)導(dǎo)入軟件,在此基礎(chǔ)上建立隧道輪廓斷面并設(shè)計(jì)炮孔。施工時(shí)通過分析器進(jìn)行定位,通過分析器檢測(cè)隧道內(nèi)測(cè)量的樁號(hào)坐標(biāo),能直接在掌子面反應(yīng)出各鉆孔的點(diǎn)位,再與臺(tái)車電腦結(jié)合。通過臺(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。⑦自動(dòng)生成斷面及炮孔圖:通過掃描定位以后,導(dǎo)入臺(tái)車的爆破設(shè)計(jì)圖與隧道坐標(biāo)結(jié)合,在鑿巖臺(tái)車電腦上生成本循環(huán)的隧道輪廓與爆破圖,不需要測(cè)量人員標(biāo)注隧道輪廓和鉆孔孔位標(biāo)注,斷面圖及炮孔圖在鑿巖臺(tái)車電腦上顯示,操作人員完全按照電腦顯示控制炮孔的角度和深度,根據(jù)電腦指示擺臂架的角度[3]。⑧鉆孔速度快,工序時(shí)間短:三臂鑿巖臺(tái)車鉆孔速度快,每循環(huán)鉆孔時(shí)間短,每循環(huán)進(jìn)尺約3.5m,鉆孔175~190個(gè)左右,純鉆孔時(shí)間2.5h左右,含進(jìn)出洞時(shí)間3h左右。⑨超欠挖控制:為控制三臂鑿巖臺(tái)車隧道施工中的超欠挖,結(jié)合三臂鑿巖臺(tái)車的優(yōu)勢(shì),總結(jié)出目前應(yīng)用的“長短孔結(jié)合周邊眼”鉆孔方法控制超欠挖。
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)車施工的贛深客專龍南隧道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)車使用過程中遇到的問題以及改進(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題,不利于高效施工作業(yè),浪費(fèi)了項(xiàng)目資源。對(duì)此問題加以分析,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)目用水來源來看,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)的高效開展。②三臂鑿巖臺(tái)車對(duì)水量提出較高要求,通常情況下達(dá)到了30m3/h,而項(xiàng)目所在區(qū)域旱季地表明顯缺水,伴隨施工作業(yè)的持續(xù)推進(jìn),易引發(fā)沖溝斷流現(xiàn)象,難以為拌合站正常生產(chǎn)提供充足的水源。同時(shí),施工區(qū)域以Ⅳ級(jí)圍巖居多,含大量泥巖與砂巖,施工中易出現(xiàn)卡鉆現(xiàn)象,明顯拖慢了施工進(jìn)度。
4.2改進(jìn)措施
①確保水資源供應(yīng)充足,在洞外設(shè)置蓄水池,充分保留雨季多余的水量。②引入污水凈化設(shè)備,將其設(shè)置于洞口處,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,積極向廠家溝通,針對(duì)現(xiàn)實(shí)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強(qiáng)化內(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(duì)于施工效率提出更高要求,基于傳統(tǒng)液壓三臂鑿巖臺(tái)車施工時(shí),存在工作效率低、適用能力不足等局限之處,無法滿足實(shí)際需求,而在全電腦三臂鑿巖臺(tái)車的支持下,在確保施工質(zhì)量的同時(shí)還提升了效率,這種智能化臺(tái)車的應(yīng)用效果更為良好,是隧道工程領(lǐng)域的重要發(fā)展方向,在后續(xù)關(guān)于此類臺(tái)車的研究將更加深入。
參考文獻(xiàn)
[1]張建平.利用三臂鑿巖臺(tái)車快速施工研究[J].中國建材,2017(08):118-120.
[2]王瑋.三臂鑿巖臺(tái)車在長大隧道施工中的應(yīng)用[J].建筑機(jī)械,2019(03):24-27.
[3]劉彬,張慶明,王不凡,等.三臂鑿巖臺(tái)車開挖施工方法研究[J].重慶建筑,2019(09):61-63.
作者:李雪峰 單位:中鐵十六局集團(tuán)第三工程有限公司