隧道多功能鉆爆臺車微改進設(shè)計及應用

鄧麟鋒 徐廷艦 卿偉源 王 烽

（成都華川公路建設(shè)集團有限公司，四川 成都 610041）

為積極推進京津冀交通一體化勞動競賽，太行山高速邯鄲段開展《工匠太行攻關(guān)》行動，深入挖掘工程建設(shè)中工藝微改進、設(shè)備微改造、工法微改良等“三微五小”創(chuàng)意，打造工程亮點，降低工程造價，提升工程品質(zhì)。在隧道施工中，鉆爆臺車主要作為隧道掌子面爆破以及隧道初支的工作平臺使用，隧道開挖完畢以后，臺車一般就廢棄了。為提高設(shè)備器具綜合使用率，根據(jù)對隧道開挖現(xiàn)狀及工序進行研究，對隧道臺車進行了系統(tǒng)化改造，實現(xiàn)隧道臺車多功能綜合利用，實現(xiàn)“一車多用”，有效利用項目既有資源，降低施工成本。

1 特點及功能

隧道多功能臺車是利用原有鉆爆簡易施工臺車，對臺車框架改造及增設(shè)其他輔助性機具，實現(xiàn)照明、降塵、運輸、養(yǎng)護等多功能于一體的改造型設(shè)備。

1.1 改造特點

多功能隧道鉆爆臺車結(jié)構(gòu)簡單，操作方便，功能多樣，改造成本低。其主要利用原有鉆爆臺車進行改造，結(jié)構(gòu)簡單，無須復雜精密儀器即可快速完成臺車的改造工作；鉆爆臺車設(shè)置橡膠滾輪移動裝置，工作時由拖車牽引，兩個人員即可實現(xiàn)臺車移動，操作便捷；臺車通過改造增加除塵、養(yǎng)護功能，同時不影響原有功能，一機多用，提高了設(shè)備綜合使用性能，降低了設(shè)備采購成本；臺車主要利用工程中常見的鋼管、線纜、PVC管等材料進行改造，改造成本低廉。

1.2 功能特點

1.2.1 移動照明功能

多功能臺車沿著鋼桁架，布設(shè)施工照明管線，管線外套PVC軟管，外接引入的臨時用電系統(tǒng)，可實現(xiàn)臺車移動式照明。此外，為滿足隧道的照明及用電安全要求，采用半導體材料LED燈作為照明燈使用。其具有抗震性能好、壽命長、低電壓安全性高的特點，使洞內(nèi)施工人員能夠正常快速作業(yè)。

1.2.2 移動降塵功能

多功能臺車利用其自帶的施工平臺加裝降塵噴霧炮后，能快速對掌子面作業(yè)處進行移動降塵，有效降低隧道內(nèi)粉塵濃度，降低施工人員塵肺等職業(yè)病發(fā)概率。

1.2.3 運輸功能

多功能臺車自帶滾輪移動裝置，上部設(shè)置兩層工作平臺，能夠存放、轉(zhuǎn)運施工材料及小型機械設(shè)備，有效利用了其空間。

1.2.4 移動養(yǎng)護功能

多功能臺車增設(shè)縱斷面環(huán)向中空鋼花管，接PVC軟管，采用水泵增壓方式，對混凝土頂部及側(cè)壁二襯混凝土進行灑水養(yǎng)生，同時也能進行灑水降塵作業(yè)，實現(xiàn)“一車多用”。

2 改造工藝

2.1 改造工藝流程圖

臺車改造主要流程圖如圖1所示。

圖1 臺車改造主要流程圖

2.2 改造設(shè)計

多功能改造臺車主要由原桁架式臺車和打孔環(huán)向鋼管以及外接的增壓水泵、照明管線等組成，如圖2所示。

圖2 多功能臺車設(shè)計圖

改造臺車豎向鋼支架搭設(shè)中空熱軋無縫鋼管，作為水流通道，在離底部約50 cm處設(shè)置進出水調(diào)節(jié)閥門，連接隧道PVC水管道供水系統(tǒng)，接頭處采用可松動式鋼制接頭，便于拆卸。灑水中空管道由普通鋼管自制加工而成，沿著三層平臺半圓形設(shè)置，鋼管外弧段單面打孔，孔距3～5 cm，孔徑1～3 mm左右，作為養(yǎng)護灑水口。無縫鋼管內(nèi)部通水受壓后從孔內(nèi)噴射出，對隧道二襯面進行灑水養(yǎng)生。臺車電力照明管線主要沿著臺車鋼架內(nèi)側(cè)凹面處設(shè)置，減少觸碰概率，同時線纜外套PVC軟管保護線纜，采用12～36 V電壓作為照明施工用電；臺車下部安裝橡膠滾輪，工作時由一臺裝載機牽引前進，進行移動灑水養(yǎng)護作業(yè)；為提高作業(yè)安全性，臺車三層工作平臺設(shè)置防護圍欄，可放置滅火器、降塵霧炮等輔助器械，實現(xiàn)臺車的降塵等其他功能。

2.3 改造器具材料及注意要點

臺車改進需要配備的機械材料有：電焊機、鋼筋切割、機60 mm熱軋無縫半壁打孔鋼管、HRB400螺紋鋼、PVC塑料軟管、I型鋼及其他線纜等。臺車在使用過程中存在不可避免的缺陷，施工中需要注意以下幾點：

臺車移動過程中需要注意保護外接管線，由專人看護，防止管線纏繞雜物及被拉斷；由于臺車存在水電系統(tǒng)，為防止漏電，每次工作前必須對臺車進行檢查，及時發(fā)現(xiàn)線管破裂并處理；臺車灑水養(yǎng)生過程中，注意移動速度均勻，保證隧道壁面灑水均勻；臺車移動前及時清理前方的石頭等雜物，便于臺車前進；臺車停放時注意必須塞放楔形方木，防止臺車自行移動。

3 效益簡述

該多功能臺車，結(jié)構(gòu)簡單、操作容易、改造費用低廉、安全環(huán)保，可用于多種地質(zhì)隧道，對其效益成本簡要分析如下。

3.1 成本

多功能臺車功能豐富，可減少其他設(shè)備的采購成本；同時改造費用低、速度快。改造材料為工地常見的鋼管、線纜等材料，易于獲得，平均每臺臺車改造費用不足5 000 元；臺車結(jié)構(gòu)簡單，改造速度快捷，改造一臺臺車僅需2 d時間。

3.2 效率

改造臺車操作簡單，兩名人員即可完成臺車操作，進行移動灑水養(yǎng)護施工作業(yè)，控制臺車勻速行走即可保證灑水養(yǎng)護質(zhì)量，同時全斷面灑水施工效率高。

3.3 功能

多功能改造臺車不影響原有隧道施工功能及效率，且能實現(xiàn)一機多用功能。在完成隧道鉆孔、鋼拱架、筋網(wǎng)片鋪設(shè)等工序后，利用工序間隙時間對隧道二襯面進行移動式灑水養(yǎng)護，綜合利用率高。

3.4 環(huán)保

多功能臺車加裝噴霧裝置，可有效達到降塵效果，同時將施工機械產(chǎn)生的有害氣體融入噴霧中，極大地改善了隧道封閉空間的空氣質(zhì)量。此外，降塵同時提高了空氣濕度，可預防隧道中靜電的產(chǎn)生，其對于瓦斯隧道意義重大。

4 結(jié)語

太行山高速邯鄲段古臺1號隧道是凈寬為12.75 m的分離式中長隧道，隧道右幅902 m，左幅940 m。多功能臺車于2017年10月初投入該隧道的施工中，實踐應用證明改造臺車操作方便，能夠快速有效地實現(xiàn)隧道降塵功能，同時對隧道的養(yǎng)護功能效果好；此外功能多用，有效利用了既有設(shè)備，實現(xiàn)了設(shè)備的綜合利用，間接降低了施工成本。多功能改造臺車簡單實用，用途多種，得到了現(xiàn)場工人、監(jiān)理及業(yè)主單位等各方面的好評。