原创《隧道三臂凿岩台车楔形与直眼掏槽爆破技术》：该文是关于凿岩台车论文范文，为你的论文写作提供相关论文资料参考。
摘 要：为了研究三臂凿岩台车楔形及直眼掏槽爆破技术在小断面隧道开挖施工中的应用,本文以巴玉隧道为依托,分别对两种施工方法所使用的台车性能参数、爆破方案的选择、炮孔的布置位置以及材料使用等方面进行了对比分析,研究表明直眼掏槽施工法无论在节约工程成本还是缩短施工工期方面都是最佳的方案,采用直眼掏槽开挖技术更能发挥三臂凿岩台车的优势.
关键词：隧道；三臂凿岩台车；楔形爆破技术；直眼爆破技术
DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.12.123
0 引言
長期以来,岩石隧道施工中最主要采用手工钻爆法和TBM法进行破岩,这种爆破方法炮眼深度一般在1.6～2.0m,循环进尺为1.2～1.7m,炮眼利用率一般为75%～85%,最低为60%左右.在我国钻爆法比较盛行,钻爆法的核心工序之一就是钻孔爆破,一些矿山采用凿岩台车或液压凿岩机钻孔等,以提高掘进效率,但炮孔深度均在2.0～3.0m之间[1-2].目前我国最常使用的钻孔机具为气动凿岩机配合自制开挖台架以及多臂凿岩台车.而人工钻孔爆破法施工成本较低,但是工人作业劳动强度较大、作业环境恶劣、并且施工效率低下；多臂凿岩台车钻爆法具有速度快、自动化水平高、施工质量高、操作安全、隧道开挖作业工作环境好,但是造价较高,从降低人工开挖劳动强度,改善作业环境以及充分发挥机械设备优势上来说,机械作业是今后隧道施工的主要发展方向[3],而多臂凿岩台车钻爆法具备这些优点,而在实际工程中也得到了更加广泛的推广和应用.
针对这种现状,本文对某隧道工程施工中,采用的三臂凿岩台车楔形掏槽与直眼掏槽钻爆法施工技术进行了总结,同时以本工程为依托,比较了楔形掏槽与直眼掏槽钻爆法所使用的台车性能参数、爆破方案的选择、炮孔的布置位置以及材料使用等方面.
1 工程概况
巴玉隧道为拉林铁路控制性工程,总体沿东西走向,隧址位于藏南谷地桑日至加查下游段,进口轨面标高为3464.081m,位于山南地区桑日县干登,出口轨面标高为3344.109m,位于山南地区加查县藏木.隧址地面标高3260～5500m,高差达2300m,为典型的高山峡谷地貌.隧道工程地质岩性揭示为岩浆岩,属块状全晶质花岗岩,整体性较好,岩石极轴抗压强度普遍在192MPa以上,属Ⅱ级围岩；不良地质有岩爆、高地应力、地热等,其中高地应力对爆破影响最大,通常爆破格外困难,单耗要比正常情况下高的多,这也是深埋花岗岩的固有特性.
隧道最大埋深约2080m,进出口均无公路相通,交通困难.隧道以越岭走行于雅鲁藏布江南岸,起讫里程DK190+388～DK203+461,全长13073m,为单洞单线隧道,隧道设进、出口2个平导,进口平导长度4058.827m,出口平导长度4073米.进出口平导采用XL3D三臂凿岩台车进行掘进作业.平导设计开挖断面为圆拱直墙型形,高为6.33m,宽7.5m,具体尺寸如图1.
2 三臂凿岩台车楔形掏槽钻爆法
2.1 XL3D三臂凿岩台车简介
Boomer XL3D三臂凿岩台车整车由底盘、钻臂、推进梁、凿岩机、服务平台、液压控制系统、空压机以及水泵组成,可以进行钻爆空、锚杆孔、注浆孔、管棚施工、装药、安装锚杆、灌浆以及安装风水管等高空作业[4].具有安全、高效、符合人机工程学的设计特点,采用先导控制液压系统,减少了控制平台四周的高压胶管数量,对操作者更安全,并且噪声更小；采用新型人机工程学控制面板,控制系统的液压部件集中在一起,易检修、维护；符合FOPS（防落物冲击）标准的防护顶棚,可以升高1.1m来增加更好的视野；为了增加效率和准确度,Boomer XL3D配备了推进梁角度测量系统（FAM3）,这个系统有助于操作者精确钻孔,减少超挖或是欠挖,增加一次进尺量,其具体的性能参数如表1所示.
Boomer XL3D大臂长度7.1米,配备钻杆长度5.25米,更加适用于大断面开挖.XL3D三臂凿岩台车见图2.
2.2 测量准备工作
为了保证施工的进度,改变了常规的施工测量方法,采用全站仪测量以及激光导向仪相结合的方法来进行控制开挖.洞顶位置安装了一台激光指向仪,调整激光束与隧道轴线方向保持一致.台车定位以后,测量人员采用全站仪进行周边炮眼的放样.同时台车施钻人员根据激光投射与掌子面上的点束位置,先施钻掏槽眼以及辅助眼.通过这种方法测量放样就不再占有工序循环时间.每循环可以节约30～45min测量放样时间.
2.3 楔形掏槽爆破设计
为了保证爆破工作安全有序进行,不同的爆破部位根据实际情况选取不同的爆破参数和装药结构,对不同位置的炮孔的爆破参数根据其爆破破碎标准试爆后进行调整.通过人力和机械相结合的方法清理爆破现场,爆破具体的施工工序为：施工设备以及材料的准备→现场爆破→清理爆破现场[5].
2.3.1 炮孔布置
考虑到施工工期紧、安全风险高等特点,为减少作业面人员数量,规避开挖阶段安全风险,进出口平导全部采用XL3D三臂凿岩台车进行掘进作业,采用了楔形掏槽,并在实际施工中不断对周边眼的间距,装药量以及掏槽眼的角度进行调整和优化,楔形掏槽钻孔爆破设计炮孔布置如图3所示.
每个炮孔按照不同段位安装非电毫秒,分区并联后与1段毫秒连接,最后由电引爆
2.3.2 爆破参数的确定
根据前述的爆破理论、相关参数以及相关隧道工程钻孔爆破技术的经验,对本巴玉隧道工程的爆破位置以及所使用的药量进行了统计分析,具体的结果见表2.
根据表2可以看出,采用三臂台车楔形掏槽施工钻孔数量总计约133个,正常情况循环进尺约3.4米,炮眼利用率90%,开挖总方量约148.69方,使用总量358.25kg,单耗约2.41kg.
凿岩台车论文参考资料：
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