全电脑三臂凿岩台车在隧道机械化施工中的应用
１ 工程概况
本文以位于四川省甘孜州雅江县和巴塘县交界处隧道工程为例，该隧道最大埋深１０３５ｍ。隧区属深切割高山峡谷地貌，主要特征是地形陡峭，遍布悬崖峭壁，山坡大多达４５°以上，沟谷狭窄，呈“Ｖ”型，两侧边坡陡峻。隧道设计为双线隧道，洞身主要为Ⅳ、Ⅴ级围岩。
２ 全电脑三臂凿岩台车功能
全电脑三臂凿岩台车（见图１）是一项具有创新性和实用性的岩石凿击设备，具有多项先进功能。
首先，全电脑三臂凿岩台车有施工参数存储共享、自行走、炮孔位置确定等功能。全电脑三臂凿岩台车能够存储和共享各种施工参数，如凿击速度、压力、角度等。通过施工参数的存储共享，不同施工现场可以共享已验证的最佳参数设置，提高施工效率和凿击质量。例如，在一个凿岩项目中成功验证了一组最佳参数，这些参数可以被存储并在其他项目中共享，避免重复试验的时间和资源浪费。此外，施工参数共享还有助于实现设备之间的协同作业，提高整体施工效率。自行走功能使得设备能够自主移动并适应不同的工地环境和凿岩需求。自行走功能赋予了设备更大的灵活性和适应性，使其能够快速到达施工现场并在不同位置进行凿岩作业。例如，在一个岩石结构复杂的工地，设备可以通过自行走功能灵活调整位置，以适应不同的凿击需求。此外自行走功能还可以减少人力成本和时间成本，提高了施工效率和作业安全性。炮孔位置确定功能借助先进的定位技术，如ＧＰＳ和激光测距等，能够在不同地形和环境下准确地确定炮孔位置，可以确保凿击的准确性和稳定性。通过精确确定炮孔位置，设备可以避免浪费材料和能源，同时减少凿岩过程中的误差和风险。
其次，全电脑三臂凿岩台车具有大惯量柔性臂架高精度定位技术，这是全电脑三臂凿岩台车的核心技术之一。传统凿岩设备在高速凿击时往往存在振动和不稳定情况，不仅影响凿击效果，还可能导致设备损坏和安全隐患。大惯量柔性臂架技术通过增加臂架的惯性和柔性，可以有效地抑制设备在凿击过程中的振动和波动，从而提高了凿击的稳定性和精度。
第三，全电脑三臂凿岩台车通过实钻孔与设计比对，可以动态调整钻孔最优控制参数。这项功能的主要作用是根据实际凿岩情况动态调整钻孔的控制参数，以实现最佳凿岩效果。在传统凿岩作业中，钻孔的控制参数往往是根据设计要求预先设定的，而忽略了现场实际情况的变化。全电脑三臂凿岩台车通过实际钻孔与设计比对，可以实时获取钻孔凿击数据，并与设计要求进行比对分析，从而动态调整钻孔控制参数，使其更加适应实际凿岩情况，提高凿岩效率和质量，有效避免了卡钻以及空打等情况。
３ 全电脑三臂凿岩台车施工技术
３．１ 测量放样
测量放样的方法通常包括以下步骤：定位、测量、放样和校核。施工人员需要使用全电脑三��凿岩台车的定位功能将设备准确地定位到施工现场。然后，利用设备上的测量工具（如激光测距仪或ＧＰＳ定位系统）对准确的测量点进行测量。根据设计要求和测量数据，施工人员进行放样操作，确定凿击位置和方向。最后对放样结果进行校核，确保其与设计要求一致。在测量放样过程中，需要实时监测设备的位置和姿态，以及测量数据的准确性。全电脑三臂凿岩台车通常配备有实时监测系统，可以帮助施工人员及时发现并纠正任何偏差或误差。
３．２ 钻孔爆破
（１）钻爆设计。施工人员需要进行现场勘察，了解岩体的情况、地质构造和周围环境等信息，为后续的设计提供基础数据。根据勘察结果和凿岩要求进行钻爆设计，确定钻孔的位置、深度、间距和方向等参数。根据设计要求和实际情况，布置钻孔和爆破材料，并制定详细的施工计划。在钻爆设计环节保证钻爆作业的安全是首要任务。施工人员需要根据岩体的情况和周围环境，合理确定爆破参数和安全距离，确保爆破作业不会对人员和设备造成危险。钻爆设计需要考虑到凿岩的精度和效率，合理设计钻孔位置、深度和间距，以确保凿岩作业达到预期效果。
（２）钻孔。施工人员需要对工作区域进行准备，包括清理现场、确定钻孔位置和安装钻头等。利用全电脑三臂凿岩台车的定位功能，将设备准确地定位到钻孔位置。根据设计要求和凿岩计划，使用钻孔设备进行钻孔作业，确保钻孔的位置、深度和方向符合要求。完成钻孔后，对孔口进行清理，清除孔内的碎石和碎屑，以便后续的爆破作业。最后，对钻孔进行检查，确保钻孔质量达到要求。施工人员需要根据设计要求和凿岩计划，精确控制钻孔的参数，确保钻孔的准确度和一致性。微台阶法上台阶炮眼布置见图２，Ⅳ级围岩炮孔布置见图３。
（３）安装炸药及爆破。安装炸药及爆破环节是凿岩作业的关键步骤，其施工方法直接关系到凿岩作业效率、安全和质量。施工人员需要严格按照规范操作，以确保凿岩作业顺利进行和准确完成。施工人员需要对工作区域进行准备，清理现场，确保安全。根据凿岩设计要求和爆破方案，在岩体内部钻孔并安装炸药。安装炸药时，要注意炸药的数量、位置，确保爆破效果符合设计要求。连接导火线并设置延时器，确保爆破作业的安全和精确性。完成以上准备工作后，施工人员撤离现场，远离爆破区域，等待爆破指令。一旦确认现场安全，可以进行爆破作业。施工人员需要配备合适的安全防护装备，如头盔、防护眼镜、防护服等，确保在爆破作业中的安全。同时需要建立爆破作业的安全警戒区，确保周围人员和设备的安全。合理安排爆破作业时间也是确保施工进度和凿岩效果的关键，施工人员需要根据实际情况和工程要求，合理安排爆破作业的时间，确保在最佳施工时机进行爆破作业。
３．３ 控制要点
（１）施工操作控制要点：①各项操作均应该严格遵守各项规程，确保施工过程的安全性、高效性和质量。在停车时，严格要求支起千斤顶支腿，稳固台车，防止在施工过程中发生倾斜或失稳情况，有效减少意外事件发生。钻孔作业时，严禁人员从大臂下通过，避免人员被移动中的大臂夹击或其他意外伤害，保障施工人员生命安全。禁止在台车上放置爆破器材，消除安全风险隐患，确保施工现场的安全和稳定。②全电脑三臂凿岩台车起步与行驶均满足《全电脑智能三臂凿岩台车》要求。全电脑智能三臂凿岩台车是一种集先进技术和智能功能于一体的工程机械设备，其起步和行驶均需要满足一系列要求，才能确保施工作业顺利进行和安全完成。全电脑三臂凿岩台车起步需要满足平稳启动和响应迅速要求。起步平稳防止施工人员和设备受到不必要的冲击或损坏，要求台车配备先进的动力传动系统和智能控制系统，确保在启动过程中输出动力平稳、线性，并且能够根据需要进行调节。台车控制系统具备高速度的信号处理能力和精准的执行机制，在接收到起步指令后，台车应能够迅速响应，并在短时间内完成启动操作，以确保起步能够在最短时间内完成。全电脑智能三臂凿岩台车在行驶过程中能够适应不同路况和工况，需要保持行驶稳定，以确保施工操作准确性和安全性。台车行驶时能够实时监测车辆位置并自主调整行驶路径，确保台车能够精准到达指定位置。全电脑智能三臂凿岩台车应配备完善的安全监测系统和预警系统，能够监测周围环境和车辆状态，在出现危险情况时可以及时发出警报并采取相应的应对措施。
（２）质量控制要点：①测量放样。隧道工程测量放样主要包括确定开挖断面中心线、轮廓线以及隧道轴线等位置，这些信息的准确性直接影响着后续施工的质量和安全。测量放样必须准确无误，准确的放样可以确保钻孔位置准确，避免超欠挖，保障隧道结构的稳定性。测量放样需要在合适的时间完成，以满足施工进度和需要。避免因放样延误而影响整个工程的进度，尤其是在复杂地质条件下，及时完成放样可以及早发现问题，及时调整施工策略，确保施工的顺利进行。测量放样必须符合相关规范和标准，避免出现违规行为导致的施工安全隐患。对特殊情况下的放样工作，需要进行充分评估和论证，确保放样方案合理性和可行性。②初支护。初支护质量控制是确保隧道工程安全和稳定性的关键，其质量控制要点包括材料选择、施工工艺和监测管理３个方面。合适的初支护材料应具备良好的抗压、抗拉和抗冲击性能，能够有效地保护隧道的周边岩体，防止岩体崩塌和地质灾害发生。在选择初支护材料时，需要考虑到隧道的地质条件、岩性特征以及施工环境等因素，确保选择的材料能够适应实际施工需要，并具有良好的工程性能。对于初支护材料的搅拌、浇筑和固化等工艺环节，需要控制好施工质量，确保初支护结构的稳固性和可靠性。通过实时监测初支护结构变形和应力情况，可以及时发现施工质量问题和地质灾害隐患，采取相应的措施进行处理和修复。③钻孔爆破。在进行钻孔爆破方案设计时，需要充分考虑隧道的地质条件、岩体特性以及爆破目标等因素，合理确定钻孔的位置、深度和间距，设计合适的装药方案和爆破参数。在进行钻孔作业时，需要保证钻孔准确性和稳定性，避免出现孔眼偏差或错位等问题。在装药和起爆过程中，需要严格按照设计方案和施工规范进行操作，确保装药量、装药方式和爆破序列等参数的准确控制。④凿岩台车推进梁定位。合理利用全电脑三臂凿岩台车的定位装置和传感器，对推进梁的位置和姿态进行实时监测和调整，确保推进梁与隧道轴线呈平行状态。⑤底板孔施钻。在底板孔的设计阶段，需要根据隧道的地质条件和结构要求，合理确定孔径、孔距和孔深等关键参数，确保底板孔的布置合理、孔径一致，并且符合施工要求和安全标准。在施钻过程中，确保孔径和孔深的准确控制，避免出现孔眼偏差或者孔壁损伤等质量问题。
（３）安全控制要点：①设备安全。需要定期进行设备检查和维护，确保设备各项功能正常运行、机械部件完好无损。操作人员需要接受专业培训，熟悉设备操作规程和应急处理程序，确保正确使用设备并避免操作失误。另外，全电脑三臂凿岩台车应配备必要的安全装置和防护设施，如紧急停机按钮、防护罩等，以提供紧急情况下的安全保障。②作业环境。在施工现场，需要对作业区域进行全面的安全评估和隐患排查，确保施工过程中没有明显的安全隐患和危险源。设置合适的安全警示标志和警戒线，限制非施工人员的进入，并合理划分作业区域，避免人员和设备交叉作业导致的安全事故。对于施工现场可能存在的地质灾害和气候变化等外部因素，也需要采取相应的预防措施和安全应对策略，确保作业环境的安全稳定。③人员培训。施工人员需要接受系统的安全培训和技术培训，熟悉作业规程和安全操作规范，了解应急处理措施和逃生逃生路线，提高对施工安全风险的识别能力和应对能力。定期组织安全演练和应急演练，提升施工人员的应急处置能力和团队协作意识，有效应对突发安全事件，最大程度减少安全事故的发生。
４ 结束语
全电脑三臂凿岩台车适用于铁路隧道施工，其相比传统风动凿岩机施工，施工进度可以提升约１倍，可以更好地控制超欠挖等情况，提升钻孔质量，同时在安全性、环保以及适用性等方面也更具优势。将全电脑三臂凿岩台车应用于该隧道工程施工中，通过合理设计施工工艺流程并做好各项质量控制，取得良好应用效果，值得推广。