基于多臂鑿巖臺車的公路隧道施工機械化作業(yè)研究

范金虎

摘要：在隧道傳統(tǒng)施工中，內(nèi)部操作環(huán)境比較惡劣，一定程度危害了操作人員的身心健康。傳統(tǒng)隧道施工技術(shù)迫切需要積極改進，在探索新技術(shù)的過程中，也對施工設(shè)備提出了更為嚴格的要求。本文以傳統(tǒng)隧道施工為基礎(chǔ)，成功應(yīng)用多臂鑿巖臺車全新的機械設(shè)備，一定程度優(yōu)化了操作環(huán)境。

關(guān)鍵詞：多臂鑿巖臺車；公路隧道；機械化作業(yè)

隧道施工有效縮短了線路長度，防止大長坡道路出現(xiàn)安全問題，是交通設(shè)施中的關(guān)鍵內(nèi)容。隨著不斷增大的交通需求，公路隧道也日益體現(xiàn)出長距離與多車道的問題，迫切需要不斷提升技術(shù)標(biāo)準?；谶@一前提，對操作環(huán)境積極改善，快速推進機械化操作，在鉆爆施工操作中引入多臂鑿巖臺車，達到“機械化換人、自動化減人”的目標(biāo)，最終實現(xiàn)隧道施工作業(yè)“本質(zhì)安全”的目的保證施工安全，提升操作效率。

一、公路隧道機械化施工特點

機械化是施工體現(xiàn)出綜合特點，有效綜合了設(shè)備、技術(shù)和施工組織。機械化施工與普通人工操作對比，其可以快速提升操作水平、減輕勞動強度、提高施工速度、節(jié)省成本等。

在機械化隧道施工操作中，應(yīng)當(dāng)盡量提升設(shè)備水平。盡量使用機械，降低勞動強度，對操作環(huán)境有效改進。在施工中應(yīng)結(jié)合工作的不同需求，選擇最佳的設(shè)備類型，科學(xué)組合各種不同設(shè)備，最大程度發(fā)揮設(shè)備的操作性能。

機械化施工應(yīng)當(dāng)制定科學(xué)的組織計劃對施工有效指導(dǎo)。隧道項目工程量巨大，并且容易受到各種自然因素的影響，在項目建設(shè)中需要大量設(shè)備，若提前不能認真組織規(guī)劃，必將導(dǎo)致各個施工操作之間彼此影響和干擾，安排人員與設(shè)備十分混亂，直接拖延工期，增加成本消耗，同時很難充分保證安全與質(zhì)量[1]。若想要利用最佳的方案開始操作，應(yīng)最大程度發(fā)揮施工的優(yōu)越性，采取科學(xué)方法，完善操作。

二、隧道機械化操作原則

（一）更好適應(yīng)項目

挑選的施工機械與項目操作特點、地質(zhì)環(huán)境、項目發(fā)展規(guī)模、施工現(xiàn)場、運輸距離等條件非常適合，選擇機械的生產(chǎn)能力符合項目進度要求，可以充分彰顯機械的操作能力，與施工要求相符。

（二）體現(xiàn)出良好的技術(shù)經(jīng)濟性

在對機械通用性考慮的過程中，機械設(shè)備選擇十分先進的技術(shù)，也就是結(jié)構(gòu)優(yōu)良、自動化水平高、性能穩(wěn)定、生產(chǎn)水平較高等。使用的機械應(yīng)突出較強的經(jīng)濟性，機械操作所需費用很少，降低了能效水平；按照工程規(guī)模、操作條件與要求對機械大小型號積極選擇，并在工程量中分攤購置大型機械的費用，降低了影響成本的程度。

（三）保證施工安全與質(zhì)量

對現(xiàn)有技術(shù)要求較高的操作，應(yīng)對良好性能的專業(yè)化設(shè)備科學(xué)考慮，從而確保施工水平與生產(chǎn)效率[2]。同時機械應(yīng)具備較強的安全性，操作維修相對便捷，性能穩(wěn)定，操作人員可以安全應(yīng)用。

三、基于多臂鑿巖臺車隧道開挖作業(yè)

（一）鉆孔操作的有關(guān)準備

具體工作包括臺車進洞、連接水電和定位。結(jié)合施工班組把臺車開至掌子面，幫助工作人員接通水電，同時測量人員與施工班組定位臺車。

在做好相關(guān)的準備工作后，其具體的打眼成孔過程的工藝流程如下，首先，在完成定位操作后，需要首先進行鉆桿與鉆頭的連接安裝。安裝位置是定位臂的推進梁位置。安裝完成后用釬器對其進行固定。另外，定位操作實施的過程中，需要首先將大臂移至定位面的位置，并相應(yīng)的調(diào)節(jié)鉆頭，保證其與炮眼位置貼合。以上操作極為成孔環(huán)節(jié)的放樣操作。完成后即可利用設(shè)備進行成孔操作。主要利用設(shè)備自身的液壓系統(tǒng)推進梁的動力進行鉆孔。

（二）裝藥

1.選材與確定參數(shù)

在設(shè)計操作中應(yīng)當(dāng)確定炸藥類型，這也是設(shè)計鉆爆的重要數(shù)據(jù)。在全斷面光面爆破法中科學(xué)應(yīng)用電起爆方式。

選擇巖石硝銨乳化炸藥，藥物形態(tài)相對較硬，擁有較強的抗水性，不粘手，在有效時間內(nèi)不會產(chǎn)生較大的改變，擁有最佳的爆炸功能。

選擇非電毫秒雷管，將火雷管作為網(wǎng)絡(luò)連線，主要優(yōu)勢是成本不高、安全性較強、使用便捷[3]。

2.裝藥方式與結(jié)構(gòu)

采取連續(xù)或間隔裝藥兩種方式。其中連續(xù)裝藥包括正反兩個方向。間隔裝藥主要是為了形成十分光滑的爆破輪廓曲線。通過炮孔數(shù)量的增加，降低爆破孔力度進一步對光面效果有效保證。

3.裝藥爆破操作流程

第一，裝藥之前，對炮孔所在位置、角度、深度認真檢查，及時補救不合格的鉆孔或者是直接重鉆；第二，結(jié)合裝藥數(shù)據(jù)，對準鉆孔數(shù)量，根據(jù)要求裝藥。藥卷之間避免摻雜其他雜物，防止對爆炸威力造成影響。第三，對毫秒雷管的連接程度認真檢查。第四，裝藥結(jié)束以后清理現(xiàn)場[4]。

檢查爆破效果時采用排危找頂?shù)姆绞?，檢查是否存在瞎炮及時清理殘余爆炸物，清除危石；檢查爆破效率，測量實際進尺以及超欠挖狀況，找出問題的原因，對設(shè)計參數(shù)進行調(diào)整。

機械裝藥提升了操作水平，同時也強化了機械化操作程度。提前裝入雷管，之后利用泵送管道向鉆孔裝入原材料。直到裝完全部炮孔以后可以安排工作人員與設(shè)備退出，開展爆破。

機械裝藥在結(jié)束鉆孔操作15分鐘以后，工作班組進入掌子面。一般，在循環(huán)進尺設(shè)計為4m，斷面大小在一百平方內(nèi)的全斷面裝藥，大概需要1小時，有效降低了操作時間。

（三）通風(fēng)降塵

1.主要方式

壓入式。利用風(fēng)筒將新鮮空氣壓到掌子面，隨之排出污濁空氣。當(dāng)獲得正常的灰塵濃度時，可以終止通風(fēng)。操作效率極高，但是隨著不斷延長的通風(fēng)管道，通風(fēng)能力逐步降低。

2.水幕降塵

液化水霧成為微細水滴并且向空氣噴射，使其有效結(jié)合灰塵，并與水附著，或者是潮濕的塵粒彼此碰撞凝聚成較大顆粒的塵粒，進一步提升了沉降水平，達到降塵效果。

四、結(jié)束語

通過分析公路隧道具體操作過程中的多臂鑿巖臺車設(shè)備的操作方式，對機械化操作模式進行了整體分析，并深入研究了這一設(shè)備操作特點，綜合研究了臺車進洞、連接水電和定位。全面總結(jié)了隧道操作模式，對今后建設(shè)隧道提出了創(chuàng)新的施工模式。

參考文獻：

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[3]張雪峰.鐵路隧道施工機械設(shè)備的選型及配套方法研究[J].新型建材與建筑裝飾，2016（11）：176-177.

[4]郎亮.高速公路土方工程機械化施工及優(yōu)化配置淺談[J].民營科技，2016（2）：219-220.

（作者單位：甘肅路橋第四公路工程有限責(zé)任公司）