双臂串孔钻车

“隧洞割掘机”和“双臂串孔钻车”主要针对不能进行爆破作业；而采用传统风镐又不能保证工程进度，劳动强度太高，粉尘伤害大的各种岩石的施工作业；履带式挖掘装载机（扒渣机炮锤）挖掘炮锤碰到岩石硬度超过F4以上就用不了；分裂机和二氧化碳膨胀器又满足不了隧洞成型的要求；双臂串孔钻车的施工工艺及原理主要有以下几个方面：

岩石有三大特征：一是抗压能力强，而抗拉和抗剪切能力很低；二是岩石在大于其极限抗力能力的作用下会发生拉裂破坏；三是岩石在大于其极限抗剪切力的作用下会发生剪切破坏。双臂串孔钻车充分的利用了岩石的这三大力学特性。串孔钻法主要是采用直径一般为160mm的混凝土取芯机沿轮廓设计圆周取出高约为550mm的圆柱体岩芯，形成一圆外周临空面，然后对剩余的桩基岩芯部分采用分裂机进行分块，沿圆半径取芯分块形成内部临空面。也可以采用在分块的岩石上钻上一排小孔，然后再小孔内锥入钢楔子，捶击钢楔挤压岩石，使岩石同时受到铅锤面上的拉力和水平面上的剪切力作用，当挤压力大于极限抗拉力和极限抗剪切力之和市，岩石沿铅锤面被拉裂并从底部发生剪切破裂，取出分裂的岩块。现在压力分裂机（劈裂机）以后基本不用锥入钢楔子的方式了。依次按照分层取芯、破裂、取岩块的循环工序作用，最终达到成孔的目的。

双臂串孔钻车对岩石串连钻孔施工顺序如下：

1、钻取一个圆周岩石：沿轮廓孔壁布置依次钻取。

2、钻取中间岩石： 沿轮廓半径钻取岩芯，将芯岩体等分成三等份，每份占桩芯岩体的1/3，以便于岩体破裂。用分裂机在芯岩体上钻眼，组合使用分裂机再将桩岩石分成六等份。

3、再换插入粗分裂钎、击打分裂岩石：在水平冲击力作用下岩石沿铅锤面被拉裂，底部会发生水平剪切破裂。依次分裂岩体，直至该层桩芯岩体全部被破裂。

4、履带装渣机装渣，使用带破碎锤的履带装渣机（也叫挖掘式装载机）对大块岩石破碎装车运出洞外。

5、双臂串孔钻车岩石钻孔修正及下一循环的施工：要敲掉侵占桩基空间的岩石锯齿。

“隧洞割掘机”和“双臂串孔钻车”非爆破掘进施工是一种新型的施工方法。与石质基岩常用的爆破开挖、旋挖钻、冲击钻施工等施工不同，双臂串孔钻车施工主要是采用直径为120～150mm的混凝土取芯机沿圆周取出高约为500～600mm的圆柱体岩芯，形成一圆外周临空面，然后对剩余的桩基岩芯部分采用分裂机进行分块，沿圆半径取芯分块形成内部临空面。

相对爆破法开挖，双臂串孔钻车施工不需要爆破，对周边建筑物影响小，不需要受爆破条件的限制。和爆破施工技术在总体施工进度上略慢些，但爆破施工附带的问题较多，比如在施工过程中易因震动对周边居民影响造成纠纷或火工品供应受限问题造成停工或经济损失。

相对于地铁进口竖井和桥梁短立井中旋挖钻机的冲击钻施工，双臂串孔钻车施工不需要为钻机平整场地，不需要泥浆循环，不破坏岩体，不对地基形成冲击，对环境影响小，周边建筑物震动影响微小，更适合环保要求高的作业环境；相对于旋挖钻机，对地质和地形的适应性更好。

从实施效果中可以看出，双臂串孔钻车施工技术具有如下优越性：

1、低噪音, 扰动小。施工作业发出的声音基本上来源于钻取岩体时设备与岩体的磨切，响度有限，对附近居民的生活不会构成太大影响。 

    2、不破坏岩体，增加了安全保证。施工技术基本上不会对岩体造成扰动、破坏，增加了安全保证。 

    3、投入工作快，不受材料供应及环境的影响。施工无需使用任何材料，且不受到天气及周围环境影响，确保了施工进度。 

    4、成孔质量好，扩孔超挖系数小。施工成孔规则，超挖欠挖控制良好，所以可大大降低混凝土的超灌几率，减小了损失。 

    5、双臂串孔钻车施工技术适用于作业面小、人群密集程度高，以及对噪声、震动干扰较敏感的结构物基础的开挖施工。

6、使用双臂串孔钻车施工技术, 在隧道、矿山、地铁、水工隧洞、城市管网等地下工程随着很多施工现场距离建筑物近，在城市区域，地质构造围岩差，以及离表土较近等等不具备爆破条件；空间较小，其它掘进施工设备使用不了，且施工对象多为坚硬的岩石等因素；没有乍药或者批不到乍要的情况；还有一些特殊地质条件围岩松散条件差的地下工程隧洞不易于爆破掘进等工程中均可应用双臂串孔钻车施工技术，它既能减少混凝土的消耗量，又不受材料供应、天气及周围环境的影响。 

7、根据施工条件定制的多功能串孔钻机产品，广泛应用于市政地下管网、非开挖管道钻孔成形、公路铁路桥梁基础孔桩、中小型隧道掘进、水电站引水洞、桥梁基础孔桩、50米以内立井竖井辅助设备升降井、短、小隧洞等不能爆破的地下工程掘进施工。

双臂串孔钻车施工一般60cm为一个循环；每个循环都先在周边先钻掏出设计直径大小的圆，然后在孔中心打一个炮眼，采用二氧化碳无声爆破是一种工艺；或者采用分裂机劈裂也是一种工艺；其优点是机具设备简单，施工操作方便，占用场地小，无泥浆排出，施工质量可靠，可全面展开施工，与人工开挖相比基本上炸药用量很小，对桩孔坑壁扰动小，而且又很环保。因此特别适用于城市离居民房和公路较近的禁止爆破施工，而且也特别适合工程前期乍药缺乏的情况下使用。

隧洞串孔台车在需要开挖的岩面上钻孔取芯，通过钻孔取芯沿管径外沿钻若干个孔，孔孔相连，待所有钻孔连成一个环后，岩芯便与岩壁分离，形成一圆外周临空面，然后对剩余的岩芯部分采用二氧化碳至裂器或者分裂机进行脱离，使岩石同时受到的剪切力和水平面上的拉力作用，当挤压力大于极限抗拉力和极限抗剪切力之和时，岩石沿水平面被拉裂并从底部发生剪切破裂，最后将破裂分离的岩块利用扒渣机清除装车。全部完成一轮工序后，即可进行下一轮钻孔、取芯、分裂破碎、扒渣机或者铲运机装载，电瓶运碴车外运，如此进行反复循环掘进开挖。