[0001] 本发明属于隧道岩体施工技术领域，具体涉及一种使用三臂凿岩台车在Ⅳ/Ⅴ级围岩中上下断面爆破施工的方法。

[0002] 目前隧道和地下工程的建设越来越多，钻爆法开挖占主导地位，机械施工技术仍不成熟，在面对岩体破碎、岩体风化严重、节理发育、自稳时间短的软弱围岩，加上围岩强度低，抗扰动能力低，施工中易出现大的塌方，侧壁易失稳，大型机械如何在隧道中快速安全施工并及时封闭成环成为研究的重点。

[0003] 三臂凿岩台车一般适用于大断面隧道开挖，在围岩地质情况较差的Ⅳ、Ⅴ级围岩隧道中，上、下断面一般采用人工手持风动凿岩机钻爆，但这样钻孔速度慢，能源消耗大，超欠挖严重，且劳动环境恶劣。

[0004] 针对现有技术存在的问题，本发明提供一种使用三臂凿岩台车在Ⅳ/Ⅴ级围岩中上下断面爆破施工的方法，目的是通过将三臂凿岩台车应用于Ⅳ/Ⅴ级围岩台阶法施工中，缩短钻爆进尺、减少每循环的钻孔和爆破数量，具体在上、下台阶断面开挖中首次同时使用三臂凿岩台车钻孔爆破，实现快速精准的钻孔作业，减少循环作业时间，提高钻爆质量和作业效率的同时改善作业环境，从而提高隧道施工的整体效率。

[0005] 实现本发明目的的技术方案按照以下步骤进行：（1）根据隧道施工设计图进行放线，确定隧道开挖轮廓线和隧道中线，按照爆破炮眼布设图在上断面和下断面上标记出炮眼位置；其中上断面掏槽眼间距为50~80cm，共计8个上断面掏槽眼，上断面辅助眼为四排，第一排间距为70cm，后三排间距为90cm，共计73个上断面辅助眼，上断面周边眼间距为30~35mm， 共计42个上断面周边眼，上断面底眼间距为
0.8m，共计18个上断面底眼，所述的上断面掏槽眼是采用斜眼掏槽的形式，有四排对称的斜眼，爆破后能够炸出一个楔形空间，所述的上断面周边眼与上断面辅助眼的深度相同，所述的上断面底眼垂直于开挖面；下断面辅助眼设置为五排，炮眼数量从上往下依次为13、14、
13、12、9个，下断面周边眼间距为30mm，数量共计22个，下断面底眼间距为0.8m，数量为19个；
（2）使用三臂凿岩台车依次在上断面和下断面上钻孔作业，先对上断面钻孔作业，上断面的钻孔作业顺序是先施工上断面底眼，再施工右半断面，最后施工左半断面，中间移机一次，然后对下断面进行钻孔作业，在对下断面钻孔作业的同时，利用掘进台车人工清理上断面掌子面上松动的危石，然后利用风管对炮眼进行吹孔作业，检查各炮眼钻孔合格后再进行装药，下断面的施工顺序为先施工下断面底眼，再同时施工下断面周边眼和下断面辅助眼，下断面钻孔完毕后，同样进行清理炮眼、装药；三臂凿岩台车施工过程中每循环进尺1m，施工的炮眼孔外插角斜率为孔深的±5%，外插角的方向垂直于掌子面；
爆破采用二号岩石乳化炸药，连接雷管形成起爆网路，对隧道内各工作面清场，确认各操作班组已经撤离到200m安全区后，通知点炮引爆，每次爆破后通风、排烟，然后利用装载机配合自卸汽车进行出渣作业，检查开挖质量，如果质量不合格需调整爆破眼的位置和爆破参数，继续随着循环进尺向前推进施工。

[0006] 其中，所述的上断面周边眼和下断面周边眼采用空气间隔不耦合装药，上断面掏槽眼、下断面辅助眼和上断面辅助眼连续装药，采用长3米，宽1cm，厚0.5cm的竹片通过透明胶带捆绑药卷，药卷选用φ32mm直径普通药卷，连续装药药卷捆绑时要注意紧贴，所有炮眼采用炮泥堵塞，堵塞深度≥20cm，松紧适度，连接毫秒雷管引爆，最小抵抗线W按50-60cm可有效提高光面爆破效果，控制超欠挖。

[0007] 与现有技术相比，本发明的特点和有益效果是：本发明使用三臂凿岩台车在Ⅳ、Ⅴ级围岩中上下断面施工的方法，上、下断面采用光面爆破进行开挖，充分利用了三臂凿岩台车快速、定位精确、安全的特点，爆破钻孔时间快，外插角度容易控制，上下断面台阶进行平行交叉作业，后续结合湿喷机快速喷浆的技术，能够保证尽早完成初期支护，充分发挥初期支护的承载能力，配套的机械设备提高了施工质量，改善了作业环境。
附图说明

[0008] 图1是本发明实施例中的隧道开挖轮廓线和隧道中线示意图；图2是本发明实施例中的爆破炮眼布设示意图；
其中：1：隧道开挖轮廓线；2：隧道中线；3：上断面；4：下断面；5：上断面掏槽眼；6：上断面辅助眼；7：上断面周边眼；8：上断面底眼；9：下断面辅助眼；10：下断面周边眼；11：下断面底眼；
图3是本发明的工艺流程图。

[0009] 本实施例的使用三臂凿岩台车在Ⅳ、Ⅴ级围岩中上下断面爆破施工的方法，如图3所示，按照以下步骤进行：（1）根据隧道施工设计图进行放线，周边轮廓线的放样误差应不大于±2cm，如图1所示，确定隧道开挖轮廓线1和隧道中线2，按照爆破炮眼布设图，如图2所示，在上断面3和下断面4上标记出炮眼位置；其中上断面掏槽眼5间距为50~80cm，共计8个上断面掏槽眼5，上断面辅助眼6为四排，第一排间距为70cm，后三排间距为90cm，共计73个上断面辅助眼6，上断面周边眼7间距为30~35mm， 共计42个上断面周边眼，上断面底眼8间距为0.8m，共计18个上断面底眼，所述的上断面掏槽眼5是采用斜眼掏槽的形式，有四排对称的斜眼，爆破后能够炸出一个楔形空间，所述的上断面周边眼7与上断面辅助眼6的深度相同，所述的上断面底眼8垂直于开挖面；下断面辅助眼9设置为五排，下断面辅助眼9数量从上往下依次为13、
14、13、12、9个，下断面周边眼10间距为30mm，数量共计22个，下断面底眼11间距为0.8m，数量为19个；
（2）使用三臂凿岩台车依次在上断面3和下断面4上钻孔作业，凿岩台车开挖所用的高压电缆线架设在隧道右侧拱墙以上，进洞500m处放置50kw的变压器，进洞500m后，采用3×
150+3×35 mm2铜芯高压电缆，采用3×240+1×120mm2铝芯电缆给三臂供电，用电电压为
380v，用水为开挖作业面照明灯具是否满足操作手钻孔要求，在水罐上安装一台水泵向洞内供水，水泵功率为22kw，洞内水罐前采用Φ100 mm供水管，水罐后采用Φ80 mm供水管，在洞内550m处安装一个31.25m3的储水罐，洞内台车施工前，从水井向储水罐注水，直至洞内用水结束，操作手应认真检查台车的液压系统及各种指示灯是否处于正常的工作状态；施工时严格按照爆破炮眼布设图图2进行钻孔，考虑掌子面凹凸不平处与要求的眼深差距，钻眼深度应根据掌子面的平整度进行调整，尽量使眼底在同一个平面上，每个孔完成钻凿后，钻臂自动进行水雾吹渣清孔；
先对上断面3钻孔作业，上断面3的钻孔作业顺序是先施工上断面底眼8，再施工右半断面，最后施工左半断面，中间移机一次，施工右半断面时，三臂凿岩台车左、右臂分别施工位于其上部和下部的上断面周边眼7，中臂施工上断面掏槽眼5，上断面周边眼7钻完之后左臂钻其上部的上断面辅助眼6，右臂钻其下部的上断面辅助眼6，施工左半平面时左、右臂分别钻其下部和上部的上断面周边眼7，中臂钻上断面掏槽眼5，上断面周边眼7钻完之后左臂钻其下部的上断面辅助眼6，右臂钻其上部的上断面辅助眼6，然后对下断面4进行钻孔作业，在对下断面4钻孔作业的同时，利用掘进台车人工清理上断面3掌子面上松动的危石，然后利用风管对炮眼进行吹孔作业，检查各炮眼钻孔合格后再进行装药，下断面4的施工顺序为先施工下断面底眼11，再施工下断面辅助眼9和下断面周边眼10，中臂施工下断面辅助眼9，左、右臂分别施工左、右半平面下断面周边眼10，下断面4钻孔完毕后，同样进行清理炮眼、装药；三臂凿岩台车施工过程中每循环进尺1m，施工的炮眼孔外插角斜率为孔深的±5%，外插角的方向垂直于掌子面；
爆破采用二号岩石乳化炸药，并对隧道内各工作面清场，确认各操作班组已经撤离到
200m安全区后，通知点炮爆破；
每次爆破后应当及时向洞内通风排烟，减少烟尘及一氧化碳有害气体，降低对人身安全的风险因素，隧道施工通风采用AD-三速木林森压入式风机，直径为1.5m，来实现尽快的出渣作业，达到规范要求后，采用2台装载机配合自卸汽车进行出渣作业，自卸汽车数量以装载机装碴不停顿为最优，随着循环进尺的推进，增加自卸卡车的数量以满足施工的进度，满足生产需要。

[0010] 其中，所述的上断面周边眼7和下断面周边眼10采用采用空气间隔不耦合装药，上断面掏槽眼4、下断面辅助眼9和上断面辅助眼7连续装药，采用长3米，宽1cm，厚0.5cm的竹片通过透明胶带捆绑药卷，药卷选用φ32mm直径普通药卷，连续装药药卷捆绑时要注意紧贴，所有炮眼采用炮泥堵塞，堵塞深度≥20cm，松紧适度，连接毫秒雷管引爆，最小抵抗线W按50-60cm可有效提高光面爆破效果，控制超欠挖。

[0011] 每次爆破后检查爆破效果，分析原因，及时调整爆破参数，达到最优爆破效果。