软弱围岩隧道三臂凿岩台车的应用
“要想富，先修路”。随着我国经济实力的迅速提升，我国的交通事业也随之蓬勃发展，并取得了一系列的惊人成就。越来越多的隧道完成建设并投入运营，隧道建设经验逐渐积累，隧道建设难度也逐渐提升。由于我国地质情况复杂，地质灾害多样，如坍塌、岩溶、涌水、瓦斯突出、围岩失稳等时常在隧道开挖过程中出现。较低的岩石强度、破碎的岩体和较差的围岩赋存环境，导致在软弱围岩隧道施工过程中需要对易变形围岩进行针对性控制处理，坚决杜绝在施工中产生较大变形。在施工过程中地应力重分布，在某些区域若重分布后的地应力超过软弱围岩承载力极限将导致围岩破坏，威胁施工安全。在隧道开挖过程中经常出现的隧道灾害现象有：坍塌、失稳、突水突泥，涌水量异常、变形异常、围岩流失等。有鉴于此，在隧道开挖前和开挖过程中，应该采用正确、恰当的施工工法和施工设备，确保隧道施工过程中软弱围岩稳定性，保障工程安全性，同时做好应急处理方案，对于各种威胁施工人员生命财产安全，影响工期的情况都应该及时发现和及时治理。如何在软弱围岩隧道中稳定、安全施工，逐渐成为研究者们所思考的重要问题之一。
随着信息化时代的到来，越来越多的先进技术运用于施工中来，拥有安全系数高、工作效率高、劳动力需求少等诸多优点的三臂凿岩台车已经广泛应用于隧道开挖建设中，并取得了良好的建设效果。而比之更加机械化、智能化、信息化的全电脑三臂凿岩台车更是进一步减少了隧道施工环境污染、减少了器械能源消耗，全电脑多臂凿岩台车无疑是当前阶段最适合隧道施工的全自动机械设备。作为新兴隧道施工机械，全电脑多臂凿岩台车在软弱围岩隧道施工中将起到巨大作用。
全电脑三臂台车特点
ＺＹＳ１１３全电脑三臂凿岩台车集行走、钻孔、数据采集存储传输等多项技术于一体，配备有最新的整机定位技术隧道施工装备，拥有高精度机器人精准定位技术的隧道施工机械大惯量柔性机械臂，同时具有整体功能集成性好、安全系数高、施工成本低等优点，广泛应用于多个领域各种隧道、矿井、涵洞施工中的开挖和支护作业。
ＺＹＳ１１３全电脑三臂凿岩台车拥有智能化数据采集与控制系统，实现钻臂在隧道内精确定位与多臂协同作业，还可以导入钻孔规划图后一键启动，多钻臂自动协同工作等。炮孔图设计应依据凿岩台车臂架摆动角度、隧道的净空、现场围岩情况以及现场毫秒雷管的段位等综合考虑。最后通过台车主脑自带的目标路径规划与控制系统完成钻臂的智能化找点和精细化自动钻孔作业。
ＺＹＳ１１３全智能三臂凿岩台车高智能化，高信息化，高机械化，无需人工测量隧道轮廓尺寸和确定炮孔位置，极大程度上缩短了施工准备时间，节省工期；钻孔位置、深度、孔径大小、钻孔角度等以及钻臂如何协同作业都通过台车主脑按照已经设计好的方案进行，通过台车主脑控制钻孔位置和钻孔循环，全自动钻孔，钻孔速度快，效率高，２ｍｉｎ内可钻进５ｍ；通过台车主脑智能控制超欠挖，极大程度上节约了施工过程中的物料成本和人力成本。开挖过程中隧道实际开挖截面与设计开挖截面吻合度高，开挖截面施工成型效果好。
台车主脑配备有一套完整的地质分析系统和安全报警系统，可实时监测、记录整个钻孔过程，方便技术人员分局实时数据分析地质情况，并做出修正处理。整台设备集智能化钻孔、隧道轮廓扫描、超前地质勘探与分析、配合注浆与管棚支护和配合装药与撬毛等功能于一身，突破了多项隧道施工瓶颈。
全电脑三臂台车在软弱围岩隧道中的应用
经济的发展带来人民生活需求的提高，国家进一步扩大了对公路、铁路、基础设施的投入，越来越多的隧道被建成并投入使用，缩短出行时间。然而传统的隧道施工工艺已经不能满足现代施工技术要求，亟需新型施工工艺取而代之。全电脑三臂凿岩台车以其较少的环境污染、较高的施工安全系数，较低的人力物力成本和较少的能源消耗成为现代隧道施工的主流施工设备。全电脑三臂凿岩台车施工工艺是一种值得广泛推广，较为经济、科学的施工工艺。
工程概况
鸡鸣特长隧道进口位于重庆市城口县蓼子乡梨坪村松林坡南面斜坡，隧道出口位于重庆市城口县鸡鸣乡双岔河附近。进口前缘为峡谷，仅有山路勉强到达；出口斜坡底部约６５ｍ处有村级公路可到达。隧址区属于高中山构造溶蚀，侵蚀地貌，以构造作用为主，具有强烈的剥蚀、溶蚀切割作用和部分冰川刨蚀作用，区域上按构造形式分类为褶皱断块山。隧道穿越区山脊走向约１０４°，隧道走向约１９８°，与山脊大角度相交，与岩层走向呈大角度相交。隧址区最高标高点位于Ｋ６４＋１３０山顶，标高２０３０ｍ，最低标高点标高８１８.９ｍ，位于隧道出口段冲沟沟底附近，隧道最大埋深１１４０.０５ｍ。
鸡鸣隧道左洞起讫桩号ＺＫ５９＋７０７～ＺＫ６７＋１４２.２，全长７４３５.２ｍ。右洞起讫桩号Ｋ５９＋６９８～Ｋ６７＋１５０，全长７４５２ｍ。Ⅲ级围岩占隧道总长的１７.５１％，Ⅳ级围岩占隧道总长的７２.４０％，Ⅴ级围岩占隧道总长的１０.０９％。
超前地质预报
超前地质硕报可以提高施工的安全性和准确度，严格按照设计和方案做好超前地质预报工作，结合电脑凿岩台车地质分析软件和超前探孔，探明前方地质情况，根据超前地质预报结果做好施工方案。
全智能三臂凿岩台车可通过系统自带的超前地质勘探和地质分析能力，２０ｍｉｎ完成３０ｍ超前探孔，实时检测钻孔压力、钻孔速度等参数，并反馈到控制室主脑，通过相关软件分析复原钻探过程中地质状况，施工人员可根据实时地质报告，构筑精准高效的地质信息系统。通过台车自带的结构面三维重建技术、钻臂智能控制技术，实现智能定位钻孔、精准自动打孔、智能扫描隧道爆破断面轮廓参数、优化爆破参数等功能，大幅的降低了钻孔作业强度、降低了人力物力成本，提高了施工效率。
智能化钻孔
全智能三臂凿岩台车可实现智能化、信息化高效钻孔，导入依据预先设计好的钻孔位置图，依靠台车自带系统实现全自动化操作流程，各钻臂精确钻孔，协同工作，互不干涉，高效便捷，能轻松完成在软弱围岩隧道的钻孔作业。在实际钻探过程中只需少数人员在控制室收集并处理实时数据，即可开启无人作业旅程。钻孔位置图可以通过求解避免钻臂之间相互干涉情况下各钻臂协同工作问题得到。具体而言是解决钻孔顺序问题，得到最优钻孔路径，从而避免钻臂之间相互影响。考虑钻臂各自工作区域、公共工作区域，钻臂移动距离等因素，通过自适应遗传算法求解钻臂最优钻孔路径，从而得到钻孔布置图。台车导入钻孔布置图后，依靠其高度智能化、信息化的机械操作，实现精确高效钻孔，各钻臂相互协作，共同作业，提高施工效率，缩短工期。
注浆方案
通过前期的智能自动化钻孔，可轻松进行超前注浆孔的设置，并根据工程实际需求控制钻孔直径和深度。当隧道开挖出现裂隙水较大，或者隧道附近出现淋水或渗漏水等现象，影响隧道开挖，威胁施工人员安全时，需要对隧道进行注浆堵水，工作面以全断面帷幕预注浆为主，辅以全断面周边预注浆，局部断面预注浆。开挖后采用洞内径向注浆和局部注浆堵水相结合的注浆方式。
全电脑凿岩台车现场组织与管理
全电脑三臂凿岩台车集机械化、智能化、信息化于一体，仅需要较少操作人员即可实现整台机器的正常运转。在施工过程中应合理安排各人员工作，增强作业人员岗位责任心，切实保障台车在隧道掘进过程中始终保持高效作业。
作业前应协调好现场各施工班组与机械化管理单位及人员之间的关系，做好所有人员的动员工作，作业人员的心态决定机械化施工效果。合理规划全电脑三臂凿岩台车施工工序循环时间，协调整体工序，避免现场脱节，人为耽误等因素影响施工进度；定期检查台车机况和保养工作，做好台车配件库存充足，配件动态管理，避免配件不足影响施工进度；培养操作人员和维修人员，定期进行专业知识学习，加强作业水平，制定考核标准，定期考核，提高相关人员专业技术熟练度，加强规范化作业意识，培养一支专业的机械化施工队伍。
由于全电脑三臂凿岩台车属于大型隧道施工设备，行驶速度较一般设备低，因此停放位置不能距离隧道口太远并且要求道路通畅，台车停放后必须把支腿升好，臂架也要调整到合理的位置，确保凿岩台车平衡。
结语
随着新技术、新设备方法和新工艺材料的出现，多臂凿岩台车施工技术的健全，台车在软弱围岩隧道工程中的应用越来越多。全电脑三臂凿岩台车作为现今隧道施工中最智能的自动开挖设备，新技术、新设备的运用，极大地降低了人力物力成本，改善了施工人员作业环境，节省了作业时间，提高了施工效率和施工安全性。全智能化、机械化、信息化隧道开挖工艺必将成为未来隧道施工的主流。