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發(fā)展隧道鉆爆作業(yè)機械化的必要性

隧道施工鉆爆作業(yè)全面實現(xiàn)機械化是未來發(fā)展的必然趨勢，而且將進一步向自動化和智能化發(fā)展。就安全性而言，當前人工手持氣腿式風鉆集中在臺架上作業(yè)，緊貼掌子面，萬一發(fā)生落石、塌方或涌水等危險，極易造成群死群傷。若采用鑿巖臺車鉆孔，一方面，操作室距離掌子面較遠，操作平臺上設有安全頂棚，對落石和其他突發(fā)性危險有更好的保護作用；另一方面，鉆孔臺車操作人員僅２～３人，發(fā)生重大事故的可能性有效降低。如果采用機械裝藥，同樣可使貼近掌子面的作業(yè)人員減至３～５人；進一步發(fā)展到自動化裝藥時，可使裝藥作業(yè)人員減至２人。減少掌子面的作業(yè)人數(shù)，即相對提高了隧道鉆爆作業(yè)的安全性。

就光爆質量而言，采用鑿巖臺車鉆孔成孔速度快、不需耗費人工體力，鑿巖臺車單孔鉆鑿時間為２～３ｍｉｎ，而人工鉆孔時間為１２～１５ｍｉｎ，同時鉆孔數(shù)適當增加對于鑿巖臺車而言并無困難，且鑿巖臺車對周邊孔的角度和平行度控制更加準確，一般采用臺車鉆孔更容易實現(xiàn)密鉆孔、少裝藥，對周邊輪廓的光面爆破質量有很大改進，從而有效控制周邊超挖問題。當然，由于鑿巖臺車的液壓臂和推進梁所需操作空間與手持風鉆相比有所增大，造成鑿巖臺車鉆爆局部鋸齒狀臺階超挖偏深，但由于對周邊孔角度控制更準，整體的超欠挖可以有效控制。當然機械化裝藥對周邊孔如何實現(xiàn)更好的光爆質量，仍然需要深入研究，目前有將散裝炸藥注入聚能管中進行周邊孔光面爆破的方法。

就鉆爆效率和環(huán)保而言，在硬巖地段若無步距限制，采用臺車鉆孔單循環(huán)進尺可達４～５ｍ，單月鉆爆進度可達到３００ｍ，這是人工鉆爆作業(yè)難以達到的。另外，人工手持風鉆雖然設備便宜，但能耗高。液壓臺車鉆鑿速度一般比風鉆高５０％～１００％，能量消耗為風鉆的１／３，鑿巖噪聲可減小１０～１５ｄｂ，且在洞內無廢氣排放。若使用混裝炸藥車裝藥，一方面改善了工作環(huán)境、減輕了勞動強度，另一方面因取消了炸藥包裝儲存而更加環(huán)保。總之，機械化鉆爆更加高效、環(huán)保。

隧道鉆爆作業(yè)實現(xiàn)機械化面臨的挑戰(zhàn)

雖然機械化鉆爆作業(yè)對于提高安全和質量有重要作用，但它面臨的主要挑戰(zhàn)是成本和進度問題。目前購置一臺三臂鑿巖臺車的費用為５００萬～１０００萬元，盡管可以采用租賃或折舊辦法減少一次性投入，但所發(fā)生的臺班費或折舊費仍然較高，并且所使用的鉆桿、鉆頭、液壓油管等配件費用，以及后期使用、維護費用遠高于手風鉆。而一臺氣腿式風動鑿巖機僅需３５００元左右，一次性購置１０臺風鉆僅３５０００元。從鉆孔成本上考慮，尤其對于掘進距離較短的隧道，使用鑿巖臺車成本偏高。通常獨頭掘進２５００ｍ以上的隧道采用鑿巖臺車鉆孔才有經濟優(yōu)勢。

鑿巖臺車在鉆孔成本上沒有優(yōu)勢，考慮到它的鉆孔速度快，是否在進度上有優(yōu)勢呢？由于人工手持風鉆可采用“人?！睉?zhàn)術，最終鉆孔時間與臺車機械鉆孔時間相當；并且，人工手持風鉆鉆孔布局靈活，幾乎適用于任何開挖斷面，特別在小斷面、短隧道、圍巖地質較差的施工條件下優(yōu)勢突出；因此，機械化、自動化鉆孔只在硬巖段有優(yōu)勢，在整體進度上尚未顯示出優(yōu)勢。

進一步提高國產鑿巖臺車質量、降低造價

近年來，全電腦鑿巖臺車或液壓鑿巖臺車已經實現(xiàn)國產，但臺車質量尚有待提高，常有操作不當或出現(xiàn)故障時發(fā)出警報甚至停機的情況。如果維護人員和操作人員一時難以對故障正確判斷并快速處理，就會造成停工。為保證不停工，如備用一臺鑿巖臺車，則成本壓力更難以接受。此外，由于鑿巖臺車產量和銷售量有限，盡管相比進口臺車，國產臺車已有大幅度降價，但仍然屬于價格不菲的大型設備。所以，今后的努力方向是：減少鑿巖臺車故障率，繼續(xù)降低設備價格，提升耗損配件質量，培訓操作工匠。

加強隧道鉆爆專業(yè)隊伍人才培養(yǎng)

隧道鉆爆作業(yè)若采用人工鉆孔裝藥，一定是體力繁重、環(huán)境艱險的工作，如今低薪人口紅利時代快結束了，年青人不愿從事這類工作。只有發(fā)展機械化、自動化鉆爆設備，減輕操作體力，改善施工環(huán)境，才能吸引高素質的專業(yè)人員加入。隧道掘進需要集爆破、巖土、機械等專業(yè)為一體的綜合性技能人才。先進的鑿巖臺車價格昂貴，對操作人員提出了非常高的要求，必須經過專業(yè)培訓，且要有工程機械相關知識，還要對計算機控制、液壓系統(tǒng)、爆破原理等專業(yè)知識有廣泛深入的了解。同樣，對現(xiàn)場炸藥混裝車操作人員，也必須培訓機械、炸藥制造、爆破原理等相關知識和技能。這些人才的培養(yǎng)不僅成本高，而且周期長。沒有人才談不上實現(xiàn)機械化、自動化施工。現(xiàn)在只有靠鉆爆工人招聘難來倒逼機械化鉆爆施工發(fā)展的道路了，這是市場經濟的選擇。減少人工的機械化施工符合社會生產力發(fā)展方向，一定會有生命力。將來一定是少量高素質、高收入的專業(yè)人才從事隧道鉆爆掘進，鉆爆質量和安全會大幅度提高。

結語

綜上所述，隧道掘進鉆爆工序要想實現(xiàn)機械化，道路仍很漫長，需要克服的障礙較多，如施工工法、鑿巖臺車性能和專業(yè)人才等技術性的障礙相對容易解決，最難解決的還是理念和制度障礙。近年來通過參觀、學習國外的先進經驗，特別是對施工安全問題的突出重視，實現(xiàn)機械化鉆爆施工的理念已經開始被廣泛接受，反對的聲音逐漸減弱。但是，文中提及的標準修改、建設管理體制的改進、爆炸物品使用行政審批制度的調整等制度性障礙需要更長時間、更大努力才能攻克。希望通過不同渠道發(fā)聲，從不同角度提問題、想對策，加快實現(xiàn)隧道鉆爆施工全面機械化，使我國隧道施工技術向更高水平發(fā)展。只有實現(xiàn)了隧道機械化施工，才能徹底改善隧道施工的安全性，近看可避免掌子面發(fā)生群死群傷重大事故，遠看可向更安全的智能化施工發(fā)展。

(文章來源網絡)