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。
全电脑三臂凿岩台车集机、电、液、智能化于一体,是隧道及地下工程钻爆法施工的利器,在Ⅲ级以上硬岩钻爆开挖方面有着人工难以比拟的优势。三臂凿岩台车属于大型设备,因其价值高,设备复杂,多多学科、性强,对人员的素质要求高,对相关工序和相关的配合度要求高,从而,对设备管理的标准更高,是设备管理的一大难点。
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。
全电脑三臂凿岩台车因其大型、性、复杂性、高度智能化,需要组建的管理机构,配套相应的管理制度和办法。设备管理追求的基本目标是完好率、利用率和设备创利,而三臂凿岩台车的管理要再加一个化目标,即超欠挖控制。三臂掘进台车的管理机构要将隧道机械化作业的设备纳入统一管理。前期设备或作业点较少,可以是一个队的编制。超过这个数量,就应该组建隧道机械化分公司,成立实体化、刚性的管理机构,让每一台设备都处于机构的管理之下,真正实现设备的全寿命周期管理。
多臂凿岩台车钻孔作业:钻孔深度根据围岩软硬程度、节理发育、掌子面的平整度进行适当调整,尽量使孔眼底部在同一个断面上。以全断面法为例,单循环进尺4m时,单个钻孔所用时间约为1min30s,全断面每循环钻孔时间约为2h;以Ⅳ级围岩微台阶法为例,单循环进尺3.5m时,单个钻孔所用时间约为1min30s,上台阶每循环钻孔时间约为1h20min。底板眼成孔后,为防止炮孔堵塞,要采用PE管等材料封堵孔口。
辨识围岩稳定性和等级,做好前期地质勘察工作,如实记录地层岩性、地下水及掌子面的变形特征,并根据掌子面的稳定情况对其进行等级划分,并根据软围岩的不同等级调整施工技术参数。
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。
在同样开展支护作业,支护效果基本一致的前提下,全电脑三臂凿岩台车的施工工序更加简单,施工效率明显优于传统钻爆法。该凿岩台车在Ⅳ级和Ⅴ级围岩施工过程中的具体表现为:全电脑式三臂凿岩台车每循环进尺深度为3m的工况下,在Ⅳ级围岩施工中钻爆施工时间约为4~5h,在Ⅳ级相对应的工序时间约为17~21h,折合月进尺约为103m;在Ⅴ级围岩施工中钻爆施工时间约为3.8h,在Ⅳ级相对应的工序时间约为18h,折合月进尺约为65m。以上2种工况的月进尺均明显相关规范中的月进尺要求。