鑿巖臺(tái)車在清蓄地下廠房施工中的應(yīng)用

摘要：鑿巖臺(tái)車在水電工程地下廠房施工中應(yīng)用已經(jīng)很普遍，其高效、安全、可靠且機(jī)動(dòng)靈活的特性已經(jīng)成為不可或缺的重要手段。由于各種原因，國內(nèi)水電工程施工中的臺(tái)車用于地下工程開挖較少，主要用于系統(tǒng)錨桿支護(hù)造孔和隨機(jī)錨桿支護(hù)造孔。文章總結(jié)了清遠(yuǎn)抽水蓄能電站地下廠房系統(tǒng)主副廠房錨桿造孔施工中鑿巖臺(tái)車應(yīng)用的成功經(jīng)驗(yàn)。

關(guān)鍵詞：鑿巖臺(tái)車；清遠(yuǎn)抽水蓄能電站；地下廠房系統(tǒng)；廠房施工；地下工程 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TD64 文章編號(hào)：1009-2374（2016）27-0113-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.27.053

1 工程概況

清遠(yuǎn)抽水蓄能電站裝機(jī)容量1280MW，樞紐工程由上水庫、下水庫、水道系統(tǒng)、地下廠房洞室群及開關(guān)站、永久道路等部分組成。其中廠房系統(tǒng)是整個(gè)地下洞室施工中結(jié)構(gòu)極為復(fù)雜的部分，廠房系統(tǒng)由地下主副廠房、主變洞、母線洞、尾水閘門室、高壓電纜洞、交通洞、進(jìn)風(fēng)出渣洞、排風(fēng)洞、排水廊道、自流排水系統(tǒng)和地面開關(guān)站等建筑物組成。主副廠房尺寸為169.5m×26.5（25.5）m×59.9m（長(zhǎng)×寬×高），主機(jī)間位于中間，兩端分別布置副廠房和安裝場(chǎng)。

2 圍巖結(jié)構(gòu)及地質(zhì)情況

地下廠房區(qū)主要分布燕山三期（γ52（3））中粗粒黑云母花崗巖，以深成、中深成的侵入體為主。以巖基、巖株和巖脈等出露?；◢弾r體中局部可見少量高嶺石化蝕變、綠泥石化蝕變等，多呈不規(guī)則團(tuán)塊狀，局部沿?cái)嗔褬?gòu)造和裂隙帶兩側(cè)發(fā)育。地下廠房深埋于微風(fēng)化～新鮮的燕山三期花崗巖中，巖體新鮮完整，具整體～塊狀結(jié)構(gòu)，地質(zhì)條件好，但巖石硬度偏硬，圍巖類別以Ⅰ～Ⅱ類為主，所以有利于廠房系統(tǒng)的開挖支護(hù)。

3 支護(hù)方式

在水電站地下工程施工中，噴錨支護(hù)作為洞室開挖和安全防護(hù)的重要手段，是地下工程開挖的重要組成部分。噴錨支護(hù)主要工序?yàn)殄^桿支護(hù)和噴砼，水電站洞室開挖錨桿支護(hù)是在地下洞室施工中采用的一種加固支護(hù)方式。用金屬件（螺紋鋼）制成桿柱，插入洞室周圍巖體預(yù)先鉆好的孔中，利用其頭部、桿體的特殊構(gòu)造或依賴于黏結(jié)作用將圍巖與穩(wěn)定巖體結(jié)合在一起而產(chǎn)生懸吊效果、組合梁效果、補(bǔ)強(qiáng)效果，以達(dá)到支護(hù)的目的。而噴砼是在錨桿支護(hù)完成后對(duì)開挖的巖石面噴制一層砼進(jìn)行封閉、固結(jié)。

4 造孔設(shè)備的配置

一般的水電工程地下工程開挖施工中，由于人工造孔短進(jìn)尺開挖，精度控制較好，開挖成本低，因此均采用人工鉆爆開挖。鑿巖臺(tái)車主要用于地下工程的錨桿造孔和地質(zhì)不穩(wěn)定區(qū)域的臨時(shí)支護(hù)造孔，由于支護(hù)量大、孔深、安全隱患大，人工造孔不能滿足工程施工的需要，特別是吊頂巖壁連續(xù)牛腿錨桿和廠房巖壁吊車梁錨桿量，技術(shù)要求高、孔深、孔徑大，人工造孔基本無法實(shí)施，另外廠房頂拱錨桿使用人工造孔也很難實(shí)現(xiàn)。

本工程地下廠房施工中由于地質(zhì)條件較好，在工程初期的施工支洞和廠房前期開挖和支護(hù)，采用人工開挖支護(hù)的方式，而主體工程的開挖也采用人工開挖的方式進(jìn)行施工。本工程地下洞室群開挖工期約為20個(gè)月，其中廠房開挖支護(hù)12個(gè)月，開挖高峰期約為6個(gè)月。主副廠房系統(tǒng)錨桿、牛腿和巖錨梁錨桿共計(jì)7835根，孔徑分別為Φ45、Φ48、Φ51、Φ57、Φ64，預(yù)計(jì)高峰期每月強(qiáng)度約為7000～10000m。

結(jié)合可供選擇的設(shè)備和該項(xiàng)目地下廠房施工的方案，對(duì)造孔設(shè)備進(jìn)行了綜合分析：

第一，根據(jù)該項(xiàng)目地下廠房開挖施工方案，要求錨桿造孔最深孔深為10.16m，最大孔徑為Φ64，水平孔最高位為10m，垂直孔最高位為12m。表中所列設(shè)備除282臺(tái)車外，均能滿足施工技術(shù)要求。

第二，相比來說，阿特拉斯鑿巖臺(tái)車行業(yè)內(nèi)保有量大，配件供應(yīng)方便、快捷，液控系統(tǒng)出現(xiàn)故障容易判斷、維修，維護(hù)成本相比湯姆洛克和古河要低。

第三，阿特拉斯臺(tái)車由于長(zhǎng)期使用，操作和維修人員相對(duì)充足，更易于現(xiàn)場(chǎng)管理的維護(hù)。

第四，鑒于該項(xiàng)目錨桿造孔量不大，強(qiáng)度不高，兩臂臺(tái)車相比三臂臺(tái)車少一個(gè)臂，車身自重也輕一些。兩臂鑿巖臺(tái)車在作業(yè)時(shí)各臂之間干擾小、視線更好、使用更靈活。雖然1238鑿巖機(jī)功率偏小，但能夠滿足施工要求，并且兩臂臺(tái)車相比三臂臺(tái)車使用成本低。

綜合考慮，選擇配置352臺(tái)車用于此工程錨桿造孔最適宜。352鑿巖臺(tái)車是一款技術(shù)成熟、性能可靠、全液控的鑿巖設(shè)備。在該工程地下廠房錨桿造孔中使用，工作能力和技術(shù)參數(shù)能夠滿足施工要求，同時(shí)相比其他類型的鑿巖臺(tái)車易于管理和維修，使用成本低。

5 鑿巖臺(tái)車造孔施工

5.1 鑿巖臺(tái)車進(jìn)場(chǎng)前應(yīng)具備的條件

5.1.1 進(jìn)場(chǎng)道路交通。進(jìn)入工作面的道路應(yīng)平整，事先應(yīng)清理場(chǎng)地，排除一切障礙物，路面應(yīng)能夠滿足輪式設(shè)備行走要求，最大爬坡坡度不得超過14%（l∶7）。

5.1.2 照明和通風(fēng)。洞內(nèi)應(yīng)布置足夠的照明，確保操作人員能較好地觀察行經(jīng)路線和作業(yè)區(qū)的情況，并且能夠清楚地判定造孔位置。作業(yè)區(qū)域內(nèi)應(yīng)設(shè)置通風(fēng)裝置，及時(shí)排除設(shè)備運(yùn)行產(chǎn)生的煙塵和施工區(qū)域內(nèi)施工產(chǎn)生的粉塵，保證工作區(qū)域符合作業(yè)人員進(jìn)入的環(huán)境要求。

5.1.3 造孔位置。在鑿巖臺(tái)車進(jìn)入施工之前，應(yīng)做好相應(yīng)的測(cè)量放點(diǎn)工作，即造孔位置已經(jīng)明確（也可事先確定樁號(hào)后，由鑿巖臺(tái)車的運(yùn)行人員放點(diǎn)）。

5.1.4 供水和供電。鑿巖臺(tái)車進(jìn)入工作面施工前，應(yīng)鋪設(shè)供水管道并在距施工面70m以內(nèi)留有出水口，出水量應(yīng)不低于12L/min。在距離工作面70m以內(nèi)應(yīng)設(shè)置供電開關(guān)箱，供電電壓不低于380V。

5.1.5 施工環(huán)境的安全。鑿巖臺(tái)車進(jìn)入工作面前，應(yīng)事先將沿途及工作面附近已開挖區(qū)域及頂部松碎巖石撬挖干凈，裂隙及松散部位，應(yīng)采取措施，以防落石、塌方傷人及損傷設(shè)備。

5.1.6 鑿巖臺(tái)車液壓系統(tǒng)油壓設(shè)置和調(diào)整。在進(jìn)入工作面前，根據(jù)提前掌握的巖石情況和施工要求，需對(duì)臺(tái)車液壓系統(tǒng)的壓力進(jìn)行檢查和調(diào)整，以適應(yīng)施工的需要，在施工過程中，也可根據(jù)具體的情況進(jìn)行調(diào)整。但壓力調(diào)整應(yīng)嚴(yán)格按照設(shè)備使用手冊(cè)的要求。在該項(xiàng)目廠房施工中，352鑿巖臺(tái)車液壓壓力設(shè)置為系統(tǒng)壓力。

5.2 鑿巖臺(tái)車就位造孔前的準(zhǔn)備工作和注意事項(xiàng)

5.2.1 檢查項(xiàng)目。檢查油位、冷卻水量、各部位潤(rùn)滑情況；檢查換擋手柄置于空擋，方向手柄置于需行使方向；檢查輪胎氣壓，臂系統(tǒng)腳制動(dòng)器是否可靠靈敏以及電纜支架插銷是否栓牢；啟動(dòng)時(shí)接通電路，觀察各儀表是否正常；運(yùn)行時(shí)須經(jīng)常檢查油溫，如超過規(guī)定應(yīng)停車；作業(yè)前檢查水管路有無堵塞；將電源接至臺(tái)車，檢查三相電壓是否正常，有無漏電現(xiàn)象，并做漏電繼電器可靠性試驗(yàn)，指示燈是否完好；檢查油泵、電機(jī)空轉(zhuǎn)、電流是否正常。

5.2.2 注意事項(xiàng)和要求。發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后，應(yīng)空轉(zhuǎn)3～5min，以中速低負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)，使水溫上升70℃～90℃，觀察油壓、各儀表、指示燈以及各部元件有無異響聲音，確認(rèn)各部正常后，才能開始載負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)；寒冷季節(jié)啟動(dòng)時(shí)，應(yīng)啟動(dòng)熱裝置后，再啟動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)；臺(tái)車行駛前，制動(dòng)氣壓必須達(dá)到5kg/cm2以上，松開制動(dòng)閘后，才能起步；車輛行駛時(shí)，不準(zhǔn)調(diào)換方向，必須在車停穩(wěn)后進(jìn)行；車輛下坡時(shí)，必須底速擋行駛，嚴(yán)禁空擋溜滑車；行駛時(shí)應(yīng)用腳制動(dòng)器進(jìn)行減速或停車。非緊急情況不準(zhǔn)使用手制動(dòng)器；臺(tái)車到達(dá)作業(yè)地點(diǎn)，應(yīng)停放工作巖下面的適當(dāng)位置，放下支腿，將臺(tái)車調(diào)至水平狀態(tài)后，發(fā)動(dòng)機(jī)方可熄火。

5.3 鑿巖臺(tái)車造孔作業(yè)

在鑿巖臺(tái)車進(jìn)行造孔作業(yè)時(shí)，如何確保設(shè)備的安全運(yùn)轉(zhuǎn)，如何提高工效，如何減低作業(yè)過程中的成本消耗，是作業(yè)期間管理的重點(diǎn)，為此應(yīng)做好以下七點(diǎn)：

5.3.1 鑿巖臺(tái)車必須在各指示裝置完好，蓄能器功能正常，各軟管和接頭不漏油，鑿巖機(jī)不漏水的情況下進(jìn)行作業(yè)。

5.3.2 要合理化分各臂的作業(yè)區(qū)域，禁止兩臂在同一條垂直線上工作。

5.3.3 為確保在作業(yè)過程中不出現(xiàn)掉石頭、卡轉(zhuǎn)，并且石渣能夠及時(shí)排出，應(yīng)禁止在巖石破碎、裂隙、裂孔等處開眼。

5.3.4 操作時(shí)把臂和推進(jìn)器移動(dòng)至巖石位置，將推進(jìn)梁頂盤抵住巖石。操作控制板上的手柄，使鑿巖機(jī)向前移動(dòng)，釬頭輕觸巖石，然后操縱回轉(zhuǎn)手柄、沖擊和推進(jìn)手柄（向前），鑿巖機(jī)向前移動(dòng)進(jìn)行開眼，當(dāng)釬桿在巖石中坐穩(wěn)后，即可正常鉆進(jìn)。

5.3.5 開眼失敗時(shí)，停止推進(jìn)動(dòng)作，再拉回推進(jìn)器手柄，使鑿巖機(jī)稍稍后退，調(diào)整孔位，重新進(jìn)行開眼操作。

5.3.6 作業(yè)時(shí)要經(jīng)常觀察各信號(hào)燈和壓力表指示，分析巖石變化及釬桿轉(zhuǎn)動(dòng)情況，嚴(yán)防卡釬或桿扭曲。防止油管纏結(jié)或脫落受損。

5.3.7 孔完成后，沖擊機(jī)構(gòu)停止工作，鑿巖機(jī)自動(dòng)退回后端位置，把臂移到下一個(gè)孔位，重新開眼鑿進(jìn)。

5.4 作業(yè)后鑿巖臺(tái)車工作流程和檢查保養(yǎng)

鑿巖臺(tái)車作業(yè)后應(yīng)將設(shè)備轉(zhuǎn)移出工作面至不干擾其他作業(yè)施工的安全區(qū)域處停放，如果下一次作業(yè)間隔時(shí)間較長(zhǎng)，將設(shè)備轉(zhuǎn)移至洞外停放地。同時(shí)需要及時(shí)地檢查和保養(yǎng)，對(duì)于出現(xiàn)的問題及時(shí)處理，才能保障在下一次施工時(shí)，設(shè)備處于良好的狀態(tài)，為此應(yīng)做好以下的各項(xiàng)工作：

5.4.1 鑿巖機(jī)作業(yè)完成后，收回鑿巖機(jī)、推進(jìn)梁及臂系統(tǒng)，做好行走前的各項(xiàng)準(zhǔn)備工作。

5.4.2 斷開外接電源，收回電纜。拆除沖洗水軟管。

5.4.3 發(fā)動(dòng)機(jī)怠速運(yùn)轉(zhuǎn)數(shù)分鐘，使其溫度稍降后，方可熄火。

5.4.4 必須十分注意液壓油、潤(rùn)滑油脂及燃油的清潔。添加時(shí)加油口要擦凈。加油口裝有濾網(wǎng)時(shí)，不得取下濾網(wǎng)加油，燃油箱應(yīng)在每日作業(yè)終了后加滿。

5.4.5 察看電纜的外露部分有無破損并檢查是否漏電。

6 結(jié)語

在清蓄地下廠房系統(tǒng)施工中，鑿巖臺(tái)車不僅用于地下主副廠房錨桿施工中，還在主變洞、尾調(diào)洞和交通洞等洞室支護(hù)中承擔(dān)錨桿造孔的任務(wù)?，F(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備運(yùn)管專業(yè)化隊(duì)伍也同時(shí)負(fù)責(zé)麥斯特噴車的管理、運(yùn)行和維護(hù)保養(yǎng)工作。本文選取352臺(tái)車在清蓄地下主副廠房施工中的應(yīng)用和管理的成功經(jīng)驗(yàn)，更易于清晰地描述如何結(jié)合施工的強(qiáng)度、工程的規(guī)模、地質(zhì)的情況、洞室的類型和企業(yè)自身設(shè)備管用的狀況來選擇配置合適的設(shè)備，確定適合的管理模式，最終實(shí)現(xiàn)設(shè)備效能的最大化、施工成本的最小化，滿足項(xiàng)目施工的需要，也是實(shí)現(xiàn)水電項(xiàng)目地下工程施工質(zhì)量、安全、工期和效益目標(biāo)的重要內(nèi)容和保障，同時(shí)也為水電施工企業(yè)在同類型項(xiàng)目施工時(shí)提供一些有益的借鑒和幫助。

參考文獻(xiàn)

[1] 吳連雄，張興來.蘿峰隧道三臂鑿巖臺(tái)車與手持式 鑿巖機(jī)鉆爆法掘進(jìn)施工技術(shù)比較[J].公路交通技術(shù)， 2003，（5）.

作者簡(jiǎn)介：董兆南（1973-），男，安徽淮南人，中國水利水電第十四工程局有限公司工程師，研究方向：水利水電施工設(shè)備的管理。

（責(zé)任編輯：小 燕）