三臂电脑凿岩台车所有钻孔定位和钻进循环完全由电脑自动完成,钻孔,可在2分钟内完成5米钻孔深度;全电脑凿岩台车通过控制超欠挖,节约物料成本50%以上;隧道实际开挖截面轮廓与隧道设计开挖轮廓线一致程度高,隧道截面轮廓成型效果好;车上配有一套完整的地质分析系统和安全报警系统,对整个钻进过程信息进行实时监测、记录与管理,并自动分析地质情况;设备集智能钻孔、锚杆施工、开挖面轮廓扫描、喷浆厚度检测、远程通讯与数据交互、地质勘探与分析、配合注浆与管棚支护和配合装药与撬毛八大功能于一身,突破了多项隧道施工瓶颈。
鑫通三臂凿岩台车机械化程度高、钻进速度快,不仅用于隧洞的凿岩开挖,而且广泛用于钻孔、喷锚支护、灌浆加固中,是适合中国国情的凿岩设备,比同类全进口的产品便宜近30%,满足经济、适用和可靠的使用要求,实现数字化凿岩台车的国产化,达到国际水平,
全电脑三臂台车管理中存在的问题:
1.施工单位对全电脑三臂台车的特点认识不足,重视程度不够,等同于常规设备进行管理。
2.未建立机构进行化管理,人员归属感不强,设备效能得不到充分发挥,完好率低,故障停机时间长。
3.未培养企业自有的台车管理、操作、维保团队,一味地从社会上高薪挖人,人员素质低,短期行为,消耗高,成本大,设备故障率高。
4.未从设备全寿命周期的角度对全电脑台车进行系统化、常态化管理,闲置率高,整体设备效益差。
全电脑三臂台车的特点:相比液压三臂台车,全电脑台车自动化程度高,全站仪定位,掌子面就位快、准确;可电脑协助布孔,生成布孔图,无需人工在掌子面布点,可提高工效;有电脑操作,打眼精度对操作司机的依赖程度小,新学员更容易上手。电脑自动控制,定位准、成孔快、钻具损耗小,全电脑三臂台车每台每班只需 2 名操作司机,相比液压三臂台车可减少 1 名操作司机,节省人工成本;台车带有隧道断面轮廓扫描仪,可导出布孔与钻孔记录,便于分析和修正钻爆设计,进而控制改进超欠挖。
三臂凿岩台车作业前准备工作:凿岩台车作业之前,要检查臂架的收回和居中情况。在凿岩台车移动之前,须将其支腿、电缆和水管等完全回收,并确认台车能够通过施工区域所有狭窄、低矮的地段。为了提高凿岩台车的作业效率,在安装电缆和水管的同时可安装定位板,用于凿岩台车定位。定位时,凿岩台车钻臂前端距离掌子面约0.8~1.0m。施工人员应在停好凿岩台车后,做好电缆连接电源、水管连接水源以及定位工作。
断面扫描:使用全电脑三臂凿岩台车3D激光扫描仪对大断面软围岩隧道工程进行扫描,采集实施爆破后的隧道轮廓数据,转换生成结构模型,计算出开挖数据,检查是否出现超挖、欠挖情况,实时掌握开挖动态和钻孔质量,优化钻爆方案,为技术人员优化隧道开挖设计提供数据参考。
为了使三臂凿岩台车更好地适应高铁在Ⅳ、Ⅴ级大断面软围岩隧道工程施工的实际情况,掌子面的稳定性,避免对软围岩造成干扰,要优化施工组织,编制科学合理的施工方案,现从5个方面优化三臂凿岩台车在软围岩中的施工作业方案。
优化初期支护措施,一是结合软围岩稳定性和等级等实际情况,提高喷射混凝土的等级,喷射纤维混凝土;二是采用大管棚等支护技术,加固掌子面;三是加强对初期支护参数的设计,根据实际情况优化初期支护施工,采用预应力锚杆配合加长锁脚锚杆,调整钢架型号,改善连接方式,使得初期支护与衬砌施工符合设计要求。
综合比较传统三台阶、CRD等多种传统施工工艺,终确定在本高铁软围岩隧道工程中应用全断面或微台阶工艺,配合三臂凿岩台车开展钻爆开挖作业,提高施工效率和施工质量。