对液压凿岩台车在隧道施工中

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1、对液压凿岩台车在隧道施工中对液压凿岩台车在隧道施工中 推广应用问题的分析推广应用问题的分析雷升祥 崔永杰 陈 鹏(中铁十八局集团有限公司，天津 300222)摘摘 要要 技术先进的液压凿岩台车在隧道总长为 241 kln 的渝怀线上找不到身影，它不 被施工单位采用的原因何在?文章阐述了液压凿岩台车使用中的技术问题、施 工管理问题，以及当前建设管理机制问题、液压凿岩台车的淡出与其说是技术 的退步，不如说是市场经济的使然。作者对液压凿岩台车的应用提出了见解。关键词关键词 隧道 钻孔设备 分析报告1 1 引引 言言渝怀铁路是国家西部大开发十大重点工程之一，它西起重庆，东至湖南怀化，线路全 长 625

2、 km，共有隧道 190 座，隧道长度达 241 km，占全线总长的 3857。5 km 以上隧 道有 8 座，总长 66062 km，占隧道总长的 294。 液压凿岩台车作为先进的隧道施工设备，在我国铁路建设中曾发挥了重要的作用。可 是，在渝怀线和其它铁路、公路、水电隧道工程中却出现了让施工单位对液压凿压台车 “爱之不易，弃之可惜”的尴尬局面。本文就此浅谈一点个人见解，以期抛砖引玉，共同 探讨。2 2 谁能养活这个谁能养活这个“贵族贵族”进入 20 世纪 80 年代中期，为可了提高隧道施工机械化水平，我国有计划地从瑞典、 日本、芬兰、瑞士等国引进了一大批施工机械，其中有液压凿岩台车、大型装载

3、机、重型 自卸车、槽式列车、大型牵引机车、混凝土拌合楼、混凝土输送泵、混凝土输送车、混凝 土喷射机等等。就液压凿岩台车而言，就有两臂、三臂、四臂式，还有门架式、电脑式等。 这一日才期随着机械化水平的提升，铁路隧道的施工技术水平出现了突飞猛进。 从单机来看，液压凿岩台车其机械性能与工作效率都比较高，代表着具有国际先进水 平的隧道掘进机械。它体现在下列几方面： (1)钻孔的速度越来越快，成孔的成本在逐渐降低，AtlasCopco 公司钻孔台车在过去 25 年内钻孔速度已经翻番，钻头的寿命是原来的 4 倍，参见表 1。 表表 1 1 各种型号凿岩机钻孔速度的比较各种型号凿岩机钻孔速度的比较年代凿岩机

4、钻头钻孔速度/(m/min)钻头寿命/km钻杆寿命（相对）1974Copl038十字23.5A1983Copl238球型纽扣2.53.9A1.21985Copl440球型纽扣3.33.8A1.41988Copl440子弹头纽扣44.3A1.8(2)自动化程度越来越高，全电脑控制型台车实现了自动进行每循环钻孔作业、钻孔信 息有效传输以及良好的人机对话，为取得良好的开挖绩效创造了有利条件。液压凿岩台车的技术优势是有目共睹的，说它是“贵族” ，一方面是因为液压凿岩台车 的身价远不是几台风动凿岩机所能比拟的，一台液压凿岩台车少则七八百万，多则上千万。而一台 YT 28 型风动凿岩机也就是三千多元；其次

5、要想保证风动凿岩机能正常运转，真可 谓“粗茶淡饭足矣” ，只要配齐高压风、高压水即可，无须更多的苛求。但液压凿岩台车远 不止这些就能满足，它需要提供强大的电力以及高压水，随着隧道的掘进、洞身的延伸， 高压电需要随之进洞，变压器、高压电缆线、高压电缆接头、控制柜等均需配套使用；再 次是一台液压凿岩机的机械配件、钻头、钻杆、连接套、钎尾、机械维修费用、油料费等 的月消耗是一个庞大的开支。 我们对某线隧道用 H 178 液压凿岩台车进行了统计分析，为准确记载日进度、循环时 间、消耗、超欠挖等情况，设计了作业记录表 、 维修保养记录表 、 超欠挖记录表 ， 由台车班长、维修班长及现场负责人员核实并记录

6、，对当班进度、作业时间、钻孔数量、 配件、油料、钻具等进行现场签认。施钻期间，台车机组人员分成三个工班，即一个保养 修理工班，两个司钻工班。除停电造成停工一天外，隧道施工条件、台车状况正常。隧道 为双线，断面面积 92 m2，围岩类型属类。一个月(按 30 天)下来，共完成 47 个工作循环， 隧道掘进 169 m。配件、钻具、油料实际消耗情况见表 2。 表表 2 2 H H 178178 液压凿岩台车月费用消耗统计液压凿岩台车月费用消耗统计项目名称合计元配件费258 18425油料费液压油、柴油、黄油、机油、空压机油14 21720钻具费钻头(邵东)、钻头(莲花山)、钻杆(国产小 43m)、

7、钻杆(进口 5525m)、钎尾、连接线、扩孔导向钻头114 76500水费70000电费1 7 62500合计(元)405 49145按上述实际消耗折算每开挖立方米岩石的材料消耗分析见表 3。 表表 3 3 按实际消耗折算每开挖立方米岩石的费用按实际消耗折算每开挖立方米岩石的费用( (元元m m3 3) )配件油料钻具水费电费合计1660973800511326上述数据仅仅是材料消耗费用，尚不含设备的折旧费、大修费、调遣费、工费、管理 费等费用支出，仅钻孔一项，其费用开支就很大。而采用风动凿岩，平均速度要慢一些， 但费用少得多。在目前中国劳动力价格偏低的大背景下，依靠风动凿岩掘进有较大的市场

8、利益驱动，这同欧美有较大的区别。特别是低单价项目，对施工单位而言无法采用液压凿 压台车。3 3 这个漏洞谁来补这个漏洞谁来补隧道超挖是隧道建设者千方百计要堵塞的经济效益的漏洞：在隧道开挖过程中，必须 进行光面爆破，严格控制超欠挖，这是提高隧道经济效益的重要途径之一。要想达到理想 的爆破效果，在钻孔过程中就要严格按围岩钻爆设计和测量轮廓线进行布眼、钻眼，确保 炮眼的数量、间距、方向、深度、角度。要控制好周边眼的外插角，如果掌握不当，就易 出现超欠 挖现象。一般超欠挖值有一定的允许范围(表 4)。 表表 4 4 隧道允许超挖值隧道允许超挖值( (单位：单位：cm)cm)围岩类别开挖部位硬岩（）中硬

9、、软岩（）破碎松散岩土及土质（）拱部平均 10最大 20平均 15最大 25平均 10最大 15边墙仰拱隧底平均 10平均 10平均 10表 4 只是对采用一般风动凿岩机钻 3 m 以内的钻孔而言，但对液压凿岩台车和孔深超 过 3 m 以上时的情况铁路隧道施工规范没有明确说法。液压凿岩台车一般配 5 m 的钻杆，钻孔深度为 45 m。在允许 35的外插角情 况下，与风动凿岩机相比，无论在平均线性超挖量上，还是在两炮衔接台阶最大尺寸上均 超过风动凿岩机。经过在某隧道测试，采用液压台车钻孔比风动凿岩机要增加超挖值 38 cm，这看似 一个小的数据，但几公里长的隧道加起来的超挖量却是惊人的，由此增加

10、的开挖与衬砌费 用是笔庞大的支出，这样大的一个漏洞谁来补?从哪补?可想而知这对施工管理者来说是无 法承受的事实。4 4 投入与产出的平衡点在哪里投入与产出的平衡点在哪里在隧道施工中，管理者都想以少的投入换取大的回报，但往往事与愿违。目前施工单 位使用的液压凿岩台车大都实行内部租赁，独立核算，与经济效益紧密挂钩。在一些长大 隧道、控制工期隧道上为抢时间，均采用液压凿岩台车钻孔，随之而来的就是高额的支出。 下面是 TH58613 门架式台车在某隧道中的使用情况。 该隧道为单线长隧道，围岩类别为、类。台车从调运到离开工地共计 1 年 4 个月， 在此期间除台车的安装、调试、维修、退租以外，实际台车在

11、隧道内正常工作了 232 天， 完成掘进 l 300 m，综合进度指标一般，以后由于隧道围岩的变化台车就没再使用，台车的 各种费用见表 5。 表表 5 5 某隧道某隧道 TH586-13TH586-13 门架式台车费用统计（万元）门架式台车费用统计（万元）配件电料修理租金工费拆装运输其它合计170669816016061534709表表 6 6 TH586TH5861313 门架式台车单位费用统计门架式台车单位费用统计( (元元m m3 3) )配件电料修理租金工费拆装运输其它合计2912172828136122如按上述实际消耗折算每开挖立方米土石的费用见表 6。相比之下，风动凿岩机投入少，但

12、产出并不少，费用也低得多。在中短隧道掘进中风 动凿岩机还是主力设备，为提高它的使用能力，在实践中人们设计了风钻台架，其结构用 杆件拼装，全车分上、中、下三层，水、风、电管线均布置在台架上，安装了 1218 把风 动凿岩机，台架分自行和非自行式两种。在南昆线隧道施工中，采用风动凿岩机月掘进都 在百米 以上，某隧道创当时独头独面月掘进 230 n，的好成绩。由于它制造成本低廉，人工费、机 械费都较低，因此在隧道掘进中被广泛使用。缺点是，风动凿岩机转速低、噪声大、施工 环境差、劳动强度大等。当然，这种比较仅仅是相对而言，因为不同地质的隧道，不同的组织管理水平带来的 差异却很大，但在中长隧道中，风动凿

13、岩机白勺效益优势是明显的。5 5 谁来为它做嫁衣谁来为它做嫁衣液压凿岩台车技术的先进性、工作的高效性是客观存在的，之所以被束之高阁，原因 是多方面的：作为隧道施工的重型设备理应有它的优势和存在空间，如何被隧道建设者看 中，投入到隧道施工中去，充分发挥其技术优势，需要从下列方面人手。5 51 1 液压凿岩台车与风动凿岩机在隧道机械配套中各自均占优势，不可偏废液压凿岩台车与风动凿岩机在隧道机械配套中各自均占优势，不可偏废 隧道施工机械化配套是一个重要的课题，科学而合理地配置，才能充分发挥机械的效 能，实现最佳的投入，取得最大的经济效益。液压凿岩台车与风动凿岩机在不同的隧道施 工中各有不同的优势与使

14、用条件和要求。放弃液压凿岩台车是技术的后退，全采用液压凿 岩台车不合国情，同市场经济相违背。在具体工程实践中可参考表 7 来分析。 表表 7 7 液压凿岩台车与风动凿岩机的适应性液压凿岩台车与风动凿岩机的适应性液压凿岩台车风动凿岩机工期要求控制工期的隧道工程月掘进速度在 200 m 以上一般性隧道工程月掘进速度在150 m 以下隧道长度5 km 以上隧道独头掘进 2 km 以上中长隧道独头掘进2 km 以下隧道断面大断面、全断面各种施工断面隧道围岩、V、类以上围岩类以上围岩配套要求水、电、机械配套齐全设备配置较高设备配置一般5 52 2 应合理制定凿岩台车凿岩机的经济指标应合理制定凿岩台车凿岩

15、机的经济指标当前使用液压凿岩台车的积极性越来越不高的根本原因在于经济效益，如果在经济指 标不改的前提下，人们一般不会轻易去亲近它：我国目前铁路隧道所采用的定额是 1995 年 铁建199538 号文发布的，该定额只适应于长度600 m 的新建单、双线隧道及隧道改扩 建工程，而没有 6km 以上隧道的定额。该定额中所涉及的机械设备大多都已被淘汰，内容 也没有液压凿岩台车等大型设备的定额，低水平的定额同高水平现代化隧道施工装备极不 相应，这不能不让施工管理者深思而后行。 5 53 3 加强对液压凿岩台车的使用与管理加强对液压凿岩台车的使用与管理在技术与管理上，液压凿岩台车还应着手解决好以下几个问题：(1)制定合理的机械台 班费用。(2)多方面挖潜节流，降低使用成本。(3)做好维修保养工作，确保正常使用。(4)做 好配件采购工作，确保及时供应。(5)提高操作人员的专业水平和素质，确保施工质量。(6) 台车钻爆工作一体化，提高工作效率。6 6 结结 语语目前施工管理者们对液压凿岩台车有种种说法和看法， ，大有淡出之势。其实不然，作 为先进的隧道施工机械自有它存在与发展的空间，在我国隧道及地下工程界，液压凿岩台 车大有用武之地，关键是如何管理。