三臂凿岩台车在公路隧道中的应用研究
０ 引言
随着我国高速公路的快速发展，公路隧道施工技术取得了长足的进步。就我国当前的公路隧道施工来看，大多数的隧道都是通过人工钻爆的方式来实现掘进的，其机械化、信息化、智能化水平相对较低。通过近年来不断地探索和实践，隧道机械化施工逐渐进入公路建设领域。因机械化施工能够加快施工进度、节约劳动力、减轻劳动强度、改善施工条件、提高工程质量、降低工程成本，故其将是今后公路隧道的发展方向。
１ 工程概况
蔓耗至金平高速公路建设项目草果山特长隧道，全长１４０１０ｍ（双幅），设计速度为８０ｋｍ／ｈ，Ⅳ级围岩长度为８３８０ｍ，正洞开挖断面面积为８８～９５ｍ²，采用全断面开挖方式。隧道开挖过程中采用全电脑三臂凿岩台车（ＺＹＳ１１３）进行钻孔，辅以人工装药，
２ 爆破设计
该炮孔布置图中设计炮孔数共１７１个，正中心１列４个炮孔为临空口，主要为掏槽部分提供一定临空面，使之易于炸出而设置，该４个炮孔原则上不予装药。第一、二列掏槽孔采用φ７６钻头钻孔，配以φ７０药卷进行爆破。除此之外，所有炮孔均采用φ４５钻头进行钻孔，配以φ３２药卷进行爆破，雷管段位采用１５段。炮孔平面布置、起爆顺序如下图所示。各炮孔的深度、角度、装药量如下表所示。
３ 开挖效果分析
（１）爆破进尺情况
当设计进尺为４.４ｍ时，经统计分析，实际进尺可达到４.１～４.２ｍ，较人工钻爆每循环爆破进尺增加３０％以上。爆破后掌子面较为平顺，炮孔保存率均能保证在８０％以上，爆破整体效果较好，同时爆破飞石抛掷距离能得到有效控制，距离掌子面均在１２０ｍ以内。
（２）施工进度分析
采用凿岩台车后在是否立钢拱架两种情况下每循环施工耗时分别为１０～１１.７ｈ及９.６～１１.１ｈ，而人工钻爆法施工在对应情况下每循环耗时分别为１７～１９.２ｈ及１０～１１.７ｈ，综合分析可得机械化施工每循环总耗时比人工钻爆法施工快０.５～１ｈ。
（３）安全性分析
隧道人工钻爆法掌子面钻孔人数一般在１０人以上，而机械化施工只需台车操作手２人，若经验丰富，只需１人操作即可。对比人工钻爆，缩减掌子面人员，大大减轻发生事故严重程度。
４ 结论
（１）采用机械化开挖，施工循环总耗时相比人工钻爆法仅快０.５～１ｈ，但每循环爆破进尺优势较为明显。机械化施工每循环进尺可达４.２ｍ，相比人工钻爆每循环进尺３.６ｍ，增加了１６.７％。综合对比机械化施工工效较人工钻爆法提高约１９％～２２％。由此可见隧道机械化施工相比传统人工钻爆法进度优势还是比较明显的。
（２）采用机械化施工后，施工人员及机械投入量较少，且通过控制各项爆破参数及分区分段微差爆破，能够达到爆破后轮廓线符合设计要求，大大减少了后期超欠挖工程量。经实际测算，用该方法施工每延米工程造价约２.９万元，相比传统钻爆施工方法，造价减少了２％左右。
（３）采用机械化开挖仅需用１～２人，对比人工钻爆开挖，大大缩减了掌子面作业人员，且台车重量达５０ｔ，操作人员在钢板密封操作室内，如遇突发情况，一定程度上可减少伤害。且密封操作室可有效隔离粉尘和调节温度，改善作业环境，保证操作人员身体健康，符合国家以人为本的发展理念，取得了良好社会效益。