基于電腦鑿巖臺(tái)車的應(yīng)用思路分析

涂雙辰

摘要：我國當(dāng)前對建設(shè)環(huán)保性、低耗能、經(jīng)濟(jì)性的要求正逐漸提高，而鑿巖臺(tái)車在隧道施工中已經(jīng)使用多年，在全面推廣機(jī)械化施工的大背景下，傳統(tǒng)設(shè)備及技術(shù)現(xiàn)已不符合時(shí)代發(fā)展的實(shí)際需求?；诖吮疚膶﹄娔X鑿巖臺(tái)車的應(yīng)用思路進(jìn)行分析，探討了電腦鑿巖臺(tái)車的組成與主要功能概述，最后提出了具體的應(yīng)用策略，以期能夠?yàn)橄嚓P(guān)人員提供一定的參考借鑒。

關(guān)鍵詞：電腦鑿巖臺(tái)車;鑿巖臺(tái)車應(yīng)用;應(yīng)用思路

一、電腦鑿巖臺(tái)車的組成與主要功能概述

（一）鑿巖臺(tái)車組成

在隧道施工中傳統(tǒng)鑿巖臺(tái)車已經(jīng)使用多年，但如仍然使用老舊的施工手段則無法滿足國家要求，因此在當(dāng)前機(jī)械化施工大背景下，工程施工指導(dǎo)思想和重點(diǎn)施工方向應(yīng)契合時(shí)代需求，將電腦鑿巖臺(tái)車全面推廣應(yīng)用。根據(jù)國家相關(guān)部委提出的“機(jī)械化換人、自動(dòng)化減人”要求，可在建設(shè)中配置電腦鑿巖臺(tái)車，其組成包括鉆臂及鑿巖機(jī)、液壓系統(tǒng)、全電腦控制系統(tǒng)、工作平臺(tái)及其它附屬系統(tǒng)。

（二）鑿巖臺(tái)車主要功能

三臂鑿巖臺(tái)車施工作業(yè)效率高、環(huán)境污染少、勞動(dòng)力需求少，是普通液壓三臂鑿巖臺(tái)車的一次突破，現(xiàn)已成為隧道施工常用的全自動(dòng)機(jī)械設(shè)備。隨著科技的進(jìn)步，定位精度達(dá)到了5cm以內(nèi)，且能夠通過超前地質(zhì)勘探對當(dāng)前區(qū)域的情況進(jìn)行分析，結(jié)合三維掃描與遠(yuǎn)程通訊進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，配合注漿和管棚施工等功能提高建設(shè)效率，整體優(yōu)勢較為明顯。

二、電腦鑿巖臺(tái)車的應(yīng)用優(yōu)勢

（一）節(jié)省測量放樣時(shí)間

電腦鑿巖臺(tái)車測量放樣前通過導(dǎo)入鉆孔設(shè)計(jì)圖，定位僅需5～8分鐘，極大的縮減了鉆孔作業(yè)準(zhǔn)備時(shí)間，且動(dòng)態(tài)調(diào)整各鉆臂工作任務(wù)及鉆孔孔序，有效縮短整個(gè)鉆孔工序時(shí)間。在炮眼及錨桿鉆孔深度、角度控制過程中，電腦鑿巖臺(tái)車能夠通過一鍵啟動(dòng)自動(dòng)鉆孔、清孔，保證建設(shè)符合設(shè)計(jì)要求。

（二）操作人員依賴程度低

傳統(tǒng)液壓三臂鑿巖臺(tái)車單機(jī)操作需4-6人，可見人力資源消耗較大，不符合工程建設(shè)資源應(yīng)用要求，而反觀電腦鑿巖臺(tái)車則能資源消耗更少，單機(jī)操作僅需1-2人，且能夠使實(shí)際施工中進(jìn)一步提高協(xié)同操作性。同時(shí)為保障鉆孔質(zhì)量、鉆臂正常運(yùn)行及鉆孔效率，電腦鑿巖臺(tái)車按設(shè)計(jì)要求，在操作過程中可通過傳感器實(shí)時(shí)反饋所有數(shù)據(jù)，所獲取的數(shù)據(jù)能夠立即輸入進(jìn)系統(tǒng)進(jìn)行分析與處理，操作人員在此過程中主要起到監(jiān)督施工的作用，符合工程建設(shè)要求。

（三）參數(shù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)能力強(qiáng)

全電腦三臂鑿巖臺(tái)車自帶WMD地質(zhì)分析軟件，可根據(jù)隧道斷面超欠情況建筑三維模型，了解圍巖軟硬程度及縱向方向上的變化趨勢，并將獲取數(shù)據(jù)做為鉆爆參數(shù)的動(dòng)態(tài)調(diào)整提供依據(jù)，從而實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)設(shè)計(jì)，同時(shí)全電腦三臂鑿巖臺(tái)車在參數(shù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)過程中能夠減少認(rèn)為因素干擾，因此整體性能高于傳統(tǒng)液壓鑿巖臺(tái)車。

三、電腦鑿巖臺(tái)車的應(yīng)用策略

（一）解決裝藥引起的超欠挖

電腦鑿巖臺(tái)車鉆桿直徑過小，在鉆進(jìn)過程中會(huì)出現(xiàn)鉆桿斷裂，鑿巖臺(tái)車建議使用 Φ45 mm 鉆頭，裝藥時(shí)使用 Φ40 mm 炸藥，同時(shí)為了減少對周邊圍巖的擾動(dòng)，需要將周邊眼的 Φ40 mm 藥卷更換為 Φ32mm 藥卷，事先將炸藥捆綁至竹片上，既節(jié)省裝藥時(shí)間和裝藥量，又能避免掛口現(xiàn)象的發(fā)生，提高爆破效果。

（二）全自動(dòng)高效智能化鉆孔

組織設(shè)計(jì)施工需要技術(shù)、管理、操作及測量等各方人員密切配合，依據(jù)預(yù)先導(dǎo)入車載電腦的鉆孔設(shè)計(jì)圖自動(dòng)找點(diǎn)打眼、清孔，施工流程要求臺(tái)車定位后通過3D掃描儀后視固定點(diǎn)P1和P2，得到臺(tái)車位置數(shù)據(jù)。根據(jù)隧道斷面信息、支護(hù)參數(shù)及臺(tái)車自身性能設(shè)置鉆孔參數(shù)，激活臺(tái)車全自動(dòng)鉆孔系統(tǒng)，鉆臂自動(dòng)找點(diǎn)打眼。電腦臺(tái)車加桿系統(tǒng)包括加桿器和鉆桿庫，可在20分鐘內(nèi)完成30米超前探孔作業(yè)，并形成地質(zhì)報(bào)告發(fā)送至系統(tǒng)中做進(jìn)一步分析。

（三）完善錨桿及管棚施工

職調(diào)度合理調(diào)配人員、設(shè)備、機(jī)械，不同工序之間銜接提前量要有所調(diào)整，交流解決臺(tái)車施工中遇到的技術(shù)問題，以提高操作手專業(yè)技能。如臺(tái)車定位后，3D掃描儀可對臺(tái)車前后6m隧道輪廓進(jìn)行自動(dòng)掃描，逆向生成三維結(jié)構(gòu)模型，為下一循環(huán)隧道鉆爆參數(shù)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。依靠3D掃描和智能分析系統(tǒng)，能夠精確檢測隧道濕噴混凝土厚度，為噴射混凝土工藝革新提供數(shù)據(jù)支撐，提高隧道施工的安全性及穩(wěn)定性。

（四）臺(tái)車機(jī)械化施工配套

為縮短整個(gè)循環(huán)工序時(shí)間，需要增加臺(tái)車單次作業(yè)工作量，并根據(jù)臺(tái)車功率選擇合適的配套設(shè)備，具體包括高壓電纜、變電器等。在此基礎(chǔ)上應(yīng)合理調(diào)配人員、設(shè)備、機(jī)械，并加強(qiáng)操作手的專業(yè)知識(shí)培訓(xùn)，以提高操作手專業(yè)技能，從而優(yōu)化施工工法，減少鑿巖臺(tái)車進(jìn)出場次數(shù)。同時(shí)工區(qū)長針對臺(tái)車技術(shù)服務(wù)、操作設(shè)立考核機(jī)制進(jìn)一步優(yōu)化施工工法，調(diào)整施工工序，增加臺(tái)車單次作業(yè)工作量，提高臺(tái)車相關(guān)作業(yè)人員的主觀能動(dòng)性，保證臺(tái)車機(jī)械化施工配套服務(wù)的有效性。

結(jié)束語：

傳統(tǒng)液壓三臂鑿巖臺(tái)車工作效率已無法滿足隧道工程施工需求，因此應(yīng)合理選用全電腦鑿巖臺(tái)車實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用，該設(shè)備現(xiàn)已成為未來隧道施工發(fā)展趨勢。電腦鑿巖臺(tái)車具有施工成本低、施工人員勞動(dòng)強(qiáng)度低，在施工過程中可采用閉環(huán)管理模式發(fā)現(xiàn)問題及時(shí)調(diào)整，發(fā)揮其最大的優(yōu)勢，因此當(dāng)前階段應(yīng)進(jìn)行推廣及應(yīng)用，使其能夠?yàn)樗淼拦こ贪l(fā)展提供幫助。

參考文獻(xiàn)：

[1]周斌. 基于全電腦鑿巖臺(tái)車及濕噴機(jī)組的公路隧道施工關(guān)鍵技術(shù)研究[D]. 重慶交通大學(xué)， 2016.

[2]袁朋飛， 張宏達(dá). 全電腦鑿巖臺(tái)車在工程中的應(yīng)用分析[J]. 建筑工程技術(shù)與設(shè)計(jì)，2018（22）：176-176.