隧道施工神器———中鐵裝備三臂鑿巖臺車

鑿巖臺車也稱鉆孔臺車，是隧道及地下工程采用鉆爆法施工的一種鑿巖設備，它能移動并支持多臺鑿巖機同時進行鉆眼作業。主要由鑿巖機、鉆臂、行走機構以及其他必要的附屬設備組成，并可根據工程需要添加相應配置。應用鉆爆法開挖隧道時，為鑿巖臺車提供了有利的使用條件，鑿巖臺車和裝渣設備的組合可加快施工速度、提高勞動生產率，并極大改善勞動條件。

DJ3系列三臂鑿巖臺車是由中鐵工程裝備集團研發的一種采用鉆爆法施工的隧道鑿巖設備，包含全液壓版DJ3A/DJ3B、電腦導向版DJ3C/DJ3D、全電腦版DJ3E五種機型，其最大覆蓋面積為170-189m2（視機型而定），最大鉆孔高度為12.4-13.1米（視機型而定），鉆孔直徑φ43mm至φ102mm。主要用于山嶺隧道鉆爆法全斷面或微臺階法鉆孔開挖，還可用于超前地質鉆探、超前管棚鉆設、超前注漿鉆孔、徑向錨桿鉆設以及輔助裝藥、撬毛等方面的作業。

DJ3A三臂鑿巖臺車

DJ3C三臂鑿巖臺車

DJ3D三臂鑿巖臺車

DJ3B三臂鑿巖臺車

DJ3E全電腦三臂鑿巖臺車

產品性能更優源于精益設計

中鐵裝備集團設備公司擁有雄厚的研發實力，下設專用設備研究院和采礦裝備研究分院兩大研發中心，擁有機械、液壓、電氣、控制、工藝等方面設計師百余人，致力于“讓隧道施工更好、更快、更安全”的隧道專用設備研發，不斷優化、改進，系列化產品設計，以適應不同工況和地質條件的隧道施工。

擁有一支技術力量雄厚的研發隊伍

以DJ3A為代表的自主研發三臂鑿巖臺車技術特點

■?整機總體功能集成，結構緊湊，可滿足多種使用需求

■?低壓大流量鑿巖系統

DJ3A/C三臂鑿巖臺車使用蒙特貝HC109鑿巖機，采用低壓大流量鑿巖系統設計（釬具和管路損耗小，維修相當簡單，硬巖層適應性好），細節設計中考慮了沖擊能吸收、活塞形狀和進尺的動態平衡，可實現沖擊、鉆進、旋轉、卡釬等動作與復雜地層的自動調節和功率匹配。

蒙特貝HC109鑿巖機

■?鉆孔自動調節及防卡釬保護

DJ3A/C三臂鑿巖臺車采用鉆孔自動調節及防卡釬保護設計，鑿巖回轉壓力高于設定值時，鑿巖機回退，防止卡釬，降低鉆桿與鑿巖機的損壞；鉆進達到設定鉆深之后，觸碰行程閥，鑿巖機自動退回，有效防止空打；鑿巖回轉油路集成流量控制和壓力補償功能，保證鉆深孔、探孔時流量自動調節，鑿巖機鉆速自動調節，提高鉆孔自動適應性，達到快速施工和降低釬具損耗的雙重效果。

■?鉆臂雙三角自平行機構數學模型及分析理論

自主建立了雙三角自平行機構數學模型及分析理論，設計外插角定位精度達到千分之三。經過實際驗證，周邊孔超欠挖均控制在10cm以內，滿足施工要求。液壓控制系統采用恒壓和負載敏感控制系統，配合遠程先導控制系統，臂動作可及時精確響應。

■?鑿巖水氣系統自由切換功能（可選配）

設計了鑿巖水、氣系統自由切換功能，可額外實現斜坡鉆孔氣排水、嚴寒期管路內水吹凈功能，減少自然環境對設備使用的影響，延長相應配件的使用壽命。

■?鉆桿自動夾持裝置（可選配）

設計了鉆桿自動夾持裝置，使鑿巖臺車打探孔時，連接/拆卸鉆桿更為方便、快捷，有效縮短鉆桿連接/拆卸時間，大大提高了打探孔的工作效率。同時鉆桿夾持裝置還可以與普通推進梁使用的前部扶釬裝置互換，在臺車打普通炮眼時不需要更換前扶釬裝置，通用性較強。

以DJ3B為例的合作版三臂鑿巖臺車主要技術特點

■?整機總體功能集成，結構緊湊，可滿足多種使用需求

■ 控制系統

采用直控式鉆進系統，擁有極佳的自動防卡釬功能RPCF，沖擊、定位/緩沖和回轉分別采用各自的液壓泵，獨立的控制回路，確保最大的輸出功率。鑿巖系統采用Altlas久經市場考驗的先進的高壓高頻鑿巖控制技術，有效地提高了硬巖及超硬巖的鉆進效率。

液壓控制回路

■ 鑿巖機

DJ3B/D三臂鑿巖臺車采用COP1838HD+液壓鑿巖機，擁有獨特的雙減震緩沖系統，真正兼顧了高速鉆進和低釬具消耗的特點。新型的潤滑系統分別進行四棱套、轉動套、邊螺栓和各結合面的潤滑，可靠性高，維修成本低，大修時間間隔長。

COP1838HD+液壓鑿巖機

■ 鉆臂

BUT35重型鉆臂采用全方位平行保持技術，恒壓液壓控制技術，配合遠程先導控制系統保證了鉆臂在鉆孔之間的移動和定位直接、快速、準確。鉆臂采用鑄造成型，結構合理、強度高、壽命長。

BUT35重型鉆臂

■ 推進梁

重型雙底結構鋁合金推進梁，具有較高的抗彎、抗扭強度，推進梁表面覆有不銹鋼滑條，運動部件采用可調式高強度塑料耐磨板，使用壽命長，維修成本低。

重型雙底結構鋁合金推進梁

■ 模塊化通用系統

為保證DJ3系列產品通用性、模塊化，DJ3B的底盤系統、電氣系統、駕駛室、水沖洗系統等采用DJ3A相關系統。

DJ3C、DJ3D三臂鑿巖臺車獨有的智能化電腦導向系統

結合市場發展趨勢，針對客戶需求，中鐵裝備在全液壓三臂鑿巖臺車DJ3A/DJ3B的基礎上，引入智能化電腦導向系統，開發出升級版產品DJ3C/DJ3D，DJ3C/DJ3D電腦導向版三臂鑿巖臺車配備人機交互式操作面板和彩色顯示器，能實現鉆進過程的數據檢測和信息搜集，能夠指導鉆臂和推進梁定位，并能夠人工干預及時糾正鉆進誤差。

操作臺內景

■?激光輔助電腦導向功能

激光導航原理是“沿著直線走曲線”，即沿著架在隧道內激光線（直線） 臺車的電腦導向系統，根據導入的隧道激光文件，自動計算出臺車開挖方向和角度，保障臺車按照預定的隧洞中心線開挖。

■?電腦實現斷面布孔及對點

電腦屏顯示的布孔圖與實際工作掌子面對應起來，操作人員只需要根據電腦屏上顯示的斷面布孔圖進行對點打孔就行了，省去人工畫點環節，大大提高了作業效率。

電腦實現斷面布孔及對點

■?系統自動檢測及故障報警

大臂上及鑿巖機等關鍵部件各個自由度均有傳感器做檢測，系統可以實時檢測并記錄每臺鑿巖機的推進、旋轉、沖擊、回退等壓力值，同時還記錄鉆孔各項數據。通過電腦屏可直接看到正在操作的臂是幾號臂，可以在一個頁面上看到所有傳感器的信號。當傳感器故障時，該傳感器顯示頁面給出紅色警示，快速直觀地判斷出故障點。

傳感器實時檢測

■?鑿巖數據的管理系統

電腦導向系統根據以實際施工數據形成工作日志，可以優化下一循環的鉆進參數，同時根據記錄的各項鉆孔值生成巖石硬度報告和硬度色圖，預測前方地質的破碎程度和巖石的軟硬。另外，鑿巖臺車鉆進過程中，系統具有實時數據傳輸的功能，洞外監測人員在終端機上可以隨時了解鉆進的狀態及巖層情況，方便管理人員對隧道掘進的全面了解和把控。

超前地質預報

以DJ3E為例全電腦三臂鑿巖臺車核心功能

DJ3E全電腦三臂鑿巖臺車是中鐵裝備自主研發的具有自主知識產權的智能三臂鑿巖臺車，配備人機交互式操作面板和主機電腦，依托智能化數據采集與控制系統，實現整機在隧道內精確定位與多臂同步姿態調整，自動化、智能化、高效化完成鉆孔作業。

■?布孔圖設計

利用隧道軟件以最終爆破效果進行布孔圖設計，將布孔圖和裝藥圖設計集成在同一軟件之內，可以按不同孔位孔的不同功能，設計出10種不同類型孔的鑿巖參數，鑿巖臺車內置可自定義的10種孔型，根據布孔圖的要求，自動調整鑿巖參數，達到高精度、高速度和低鉆具消耗的最優化結果。

■?自動化、智能化、高效化鉆孔

炮孔布置圖導入車載電腦

施工自動化控制

支持計算機終端（安裝布控圖設計軟件）進行炮孔布置圖的設計，并可通過WIFI/U盤導入車載主控電腦，全電腦臺車將按照炮孔布置圖自動完成鉆孔作業，實現鉆孔位置、角度、深度的精確、自動化控制，有效控制開挖面輪廓和超欠挖。可實現鑿巖鉆孔參數實時反饋自調節，自動控制鑿巖機防卡鉆、防空打、開孔模式等，并且鉆孔效率不低于3m/min。

■?數據采集、交互及傳輸

實時采集鉆機推進速度、回轉速度、回退速度、旋轉壓力、推進壓力、沖擊壓力、回退壓力，水排渣壓力、鉆進深度、鉆桿角度、鉆孔位置、鉆孔數量等一系列參數，形成記錄文檔；并可通過以太網、WIFI實時反饋給終端進行處理，能夠得到分析云圖或者波浪圖，并能在電腦上簡單顯示，實現巖石鉆進數據的可視化。

■?隧道輪廓面激光掃描

采用激光對隧道輪廓、掌子面、返光標識點進行掃描，將掃描過程中實時采集的隧道截面離散點數據，生成可視化三維點云圖，并可以通過插值和平滑濾波的方式生成連續輪廓模型，更加直觀的表示隧道工況；并可通過對比實際掃描截面與隧道預設截面模型，得出超欠挖數據。

? ? ■?超前地質預報

超前地質預報

鉆孔作業時，能夠實時監測鉆孔壓力、鉆孔速度、鉆桿旋轉速度等參數，通過MWD軟件分析復原地質情況，判斷巖石軟硬，有無水包、溶洞、斷層、裂隙等 ；并形成地質報告，尤其適用于超前地質鉆探。

■?多機群協同避碰功能，實現大斷面隧道多機并打

多機群避障主要由避碰運算主機、路由器、WiFi模塊組成。當設備進入WiFi區域時，設備自動連接上WiFi局域網，同時實時上傳自身位置與自身臂架位置信息。避碰運算主機經過一定的計算，對不同設備的臂架間距離等進行計算，實際多機作業下互不干擾，若發現異常，下發暫停指令使設備暫停。

■?安全生產保障功能

人員誤入和盲區監控

DJ3E全電腦三臂鑿巖臺車具有人員誤入探測功能，采用光柵、或者點激光等設備對區域進行安全監控，當有人或者物體進入時，系統進入報警狀態；具有視野盲區監控：采用現有的成熟的影像模塊，對視野盲區進行監控，保證操作及行車安全；

該設備具有故障自診斷：液壓系統油溫、水壓力自診斷，實現系統硬件與軟件故障的自動報警，指導售后人員或操作人員及時的進行故障排除；具有設備傾翻報警：整機姿態實時監測，提前預警整機姿態，防止設備傾翻。

產品品質源于精益制造

傳承工匠精神，堅持精益制造。中鐵裝備集團設備公司自主建立三臂鑿巖臺車生產線，采用軌道式流水線，實行標準化生產，確保質量穩定可靠，零部件全球精選優質品牌，保證產品質量更優。擁有一批優秀的工匠和高水平技術工人，堅持工藝優先，確保產品優質可靠。

精益制造

客戶信賴源于專業的管家式服務

中鐵裝備集團設備公司秉承“專業制造、專業服務”的發展理念，成立了專業從事隧道施工設備售后服務的機構——售后服務中心，目前擁有各類資深專業服務人員近百人，具備同時開展多個工點多種設備的售后和租賃服務；建立售后服務APP和24小時售后服務電話400-6786-121，依托先進的信息化網絡技術，為設備建立專有檔案和數據庫，全程保駕護航；建立易損件備件庫，確保24小時配件及時供應；積極推行專業服務、技術咨詢、狀態檢測、快速響應、技術培訓等全方位一體化服務，受到客戶的高度肯定和評價。

既懂操作又懂維護技術服務人員隨設備進駐現場

建立易損配件庫

售后服務APP

現場養護設備

產品自信源于客戶肯定

中鐵裝備DJ3系列三臂鑿巖臺車從全國鐵路、公路等50余隧道施工的成功應用中，不斷總結經驗，改進創新再提升，以安全高效運行受到了客戶認可，不斷刷新鉆爆法開挖隧道機械化施工掘進記錄。

雅康高速二郎山隧道

二郎山隧道是雅康高速的控制性工程，隧道圍巖主要以Ⅲ、IV級為主，單軸抗壓強度為40Mpa，花崗巖和泥巖交替出現，面對“軟”“硬”不均地層，DJ3A三臂鑿巖臺車表現出了良好的適應性，單月連續鉆孔掘進超過250m，每循環鉆孔150余個，鉆孔時間僅需3-3.5h，純鉆進效率穩定在1.7m-2.5m/min之間，周邊超欠挖均控制在±10cm以內，具有較強的穩定性和較高的掘進速度。

太焦鐵路天橋隧道

太焦高鐵天橋隧道全長8500米。單隧雙車道，設計時速250km/h，隧道圍巖主要以Ⅲ、IV級為主，圍巖整體性較差，且有裂縫。DJ3鑿巖臺車自9月份進場以來，表現優異，鉆爆時間在2.5h左右，具有較強的穩定性和較高的掘進速度。

鄭萬鐵路金盆隧道

中鐵上海局鄭萬鐵路重慶段金盆隧道使用中鐵裝備集團自主研發生產的、我國首臺具有完全自主知識產權的電腦導向三臂鑿巖臺車。這臺采用電腦導向系統設計制造三臂鑿巖臺車不僅能夠根據地質情況變化，優化鉆孔參數，形成地質報告，輔助建立隧道大數據地質庫；而且在駕駛室、控制系統等方面進行了優化設計，既提升了操作手的舒適度，又提高了鑿巖效率及定位準確度。

鄭萬高鐵香爐坪隧道

鄭萬高鐵香爐坪隧道位于湖北興山縣高橋鄉雙堰村境內，為雙線隧道，正洞設計時速為350km/h。隧道斜井侵蝕中低山地貌，地形起伏較大，穿越基巖為侏羅系中統下沙溪廟組(J2×s)砂巖、泥巖互層次頁巖，穿越香爐坪斷層及其支斷層交匯地帶節理裂隙較發育，巖體較破碎，斷層帶附近易富水，圍巖等級主要為IV級、V級，項目全長15154m，正洞面積110m2，最大埋深1100m，相對最大高差1284m，山高坡陡，中鐵裝備三臂鑿巖臺車自2017年12月第一臺車進場，2018年3月份第二臺車進場，至今進場以來，中鐵裝備臺車累計施工超過3000m，超欠挖平均控制在±10cm左右，配件損耗平均7.8元/m³,得到了使用單位的好評。

鄭萬高鐵干溪溝隧道

干溪溝隧道位于重慶市奉節縣境內，全長11883米，為雙線隧道，隧道跨越3處自然保護區、2處地質公園、1處水資源保護區。隧道地質為順層、順層偏壓、巖堆、巖溶。穿越砂巖夾頁巖、泥質砂巖、泥巖夾泥灰巖等地層，巖溶發育。其中V級圍巖1353米、Ⅳ級圍巖8210米、Ⅲ級圍巖2320米，施工難度大，安全風險高。干溪溝隧道采用：1號橫洞+2號橫洞+3號橫洞+出口四個工作面組織施工。中鐵裝備三臂鑿巖臺車于2018年7月進場，給客戶現場施工提供了堅實的保障。

張吉懷高速永順隧道

張吉懷高鐵永順隧道，為單洞雙線隧道，最大埋深450米，全長12.083公里，建設期間Ｉ級風險，預測最大涌水13萬方／天、可能誘發大規模突泥突水，全隧道穿過斷層7條、深埋段有中等至強烈巖爆，全隧道局部巖溶極發育，圍巖等級主要為Ⅲ、IV級、V級，斷面為148立方。中鐵裝備兩臺三臂鑿巖臺車從2018年10月份進場以來，每班穩定工作6個小時左右，每班的進尺4米左右，設備性能優越，充分保障了施工工期，得到了施工單位的一致好評。

中鐵裝備集團設備公司將繼續秉承“專業制造 專業服務”理念和“精益求精”的精神，為客戶提供優質產品和管家式服務，打造客戶信得過的隧道機械化施工裝備中國品牌。