黄岛LPG(液化石油气)地下储库位于青岛市青岛经济技术开发区，是我国北方最大的LPG地下储库，总占地面积107.5亩，距青岛港液体化工专用码头仅1.6km。工程主要建设一座容积为35万m3的液化石油气地下水封洞库、一座容积为15万m3的丙烷洞库。同时，建设3个1000m3地上液化石油气球形储罐。中铁隧道集团一处机械化施工公司承担了项目的地下开挖工程。
黄岛LPG地下储库,LPG洞库距离海平面以下80-140m；丙烷洞库在距离海平面以下约40m，洞库大多为大断面开挖，宽18m，高28m，交通巷道断面为8*7m。地下洞库储存液化石油气直接利用洞壁岩石，但不可避免的岩石上可能会有裂隙，因此，在洞库施工中同时还开挖有水幕巷道进行注水密封。水幕巷道距离洞库的高差约28m，以湿式混凝土喷射、砂浆锚固为主。通过水幕的作用，洞库周围岩石裂隙中充满水，从而起到水封作用，可防止油气经岩石裂隙逸出。
黄岛LPG地下储库工程
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由于开挖断面多，台阶多，开挖工序相对复杂，且洞室岩石大多为花岗岩，硬度较大。因此，机械化施工公司在施工过程中广泛的采用钻爆法开挖，隧道掘进采用大楔形斜眼掏槽钻爆。而整个钻爆施工用的就是两台阿特拉斯•科普柯Boomer353E凿岩台车。
中铁隧道集团一处机械化施工公司的周正华先生坦言：“自2005年12月底机械化施工公司组建以来，从最初的2台阿特拉斯•科普柯Boomer353E凿岩台车，到现在已经拥有4台凿岩台车。我们先后用过6台凿岩台车，其中4台是阿特拉斯•科普柯Boomer353E、2台其它品牌的电液式台车。经过多年的施工经验，对于钻爆法施工，Boomer353E全液压凿岩台车更具优势。其系统操作简单、维护方便、性能稳定，在有水的地方对电器元件要求不高。而电液式台车故障率高，性能稳定性较差。其通过PLC控制电磁比例阀，输入输出模块一旦损坏，非常容易造成事故，尤其是输出模块损坏后大臂会出现自动下垂。因此，在黄岛LPG项目中我们毫不犹豫的选择了阿特拉斯•科普柯Boomer353E凿岩台车。”
中铁隧道集团一处总工程师 周正华
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“施工期间，Boomer353E钻孔最深时达25m，垂直钻孔达15m。钻25m深的孔时，采用直径为76mm的钻头，包括接钎杆时间，大概需要1.5h，若操作人员熟练，则只需要1小时。而通常钻深5m的掘进孔和锚杆孔，则使用直径为48mm、45mm的钻头，从定位到钻孔完毕，一个循环大约为2-3min。”周正华先生介绍道。
整个洞库开挖分为4层，现在进行的是上导洞的开挖，，上导洞开挖之后要分为3个台阶施工，每个台阶之间都有联络通道，到2011年2月中旬已完成开挖20多万m3，开挖时间为4.5个月，整个工程预计将在2012年2月份完工。
由于地质情况千变万化，隧道开挖时，难免会遇到较大的裂隙、夹层，对开挖产生很多不利的影响。钻眼要尽量避开在一些较大的裂隙、夹层处开眼。这对钻爆技术提出了更高的要求。在开挖过程中，控制好钻机的钻眼精度，就可以有效提高爆破进尺，减少超欠挖量，加快开挖进度，有效降低开挖成本。
1.司钻技术要求
（1）控制好隧道掌子面“一个中心，五个基本点”。隧道开挖成型的好坏取决于司钻工钻眼成孔质量的好坏，针对钻眼爆破设计方案，在隧道开挖轮廓线上，突出“一个中心”，即隧道中心大楔形斜眼掏槽、大直径中空直眼掏槽或混合掏槽，精心设计，合理组织，从钻眼的位置、角度、深度高标准施钻，确保掏槽成功；“五个基本点”，即一个拱顶点、两个起拱点、两个边脚点的施钻，控制好此五点，其它炮眼参照其外插角施钻，确保隧道开挖轮廓环向曲线圆滑、平顺。
（2）强化“一条平行线，两个基本点”。钻眼成孔质量的好坏取决于推进梁定位的精度，在施钻周边眼时，应高度注意推进梁定位，要求司钻工在不影响钻机运行（即有足够钻机作业的空间）的条件下，必须尽可能保持推进梁与隧道中心线平行。为控制超欠挖，要求司钻工重点关注推进梁顶端和末端“两个基本点”。
图1 周边呈斜面或圆弧形钻进方向偏移及开眼方法示意图
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2.开眼误差控制
（1）测量人员放开挖轮廓线时，测出隧道中线的位置，在中线位置左右两侧用皮尺按爆破设计量测出各种炮眼的具体范围，用红油漆标示出来，并且将每一个炮眼的位置也标示出来，司钻工就可以根据标出的炮眼位置钻眼，减少了开眼位置的误差。
（2）开挖面周边附近往往呈弧形、斜面等，且掌子面往往凹凸不平，钻眼时钻头易沿开眼处向其它方向偏移，钻进方向及钻眼间距很难控制。开挖后，周边会出现某个或某几个炮眼向外偏，造成超挖；或许多炮眼基本在一个平面上，造成超挖或欠挖；或某几个炮眼向内偏，造成欠挖……
为了控制超挖，杜绝欠挖，施工方先是控制开眼位置与推进梁尾部与岩壁的距离，由于岩壁不平整，效果并不理想。后又采取人工在台车下边多个方向看推进梁方向，同时考虑与岩壁的距离，效果也不明显。
根据多次现场试验、观察，施工时，可沿垂直于弧形面或斜面的方向先开出一个深3～5cm的浅孔，再沿该孔以正确的钻进方向钻眼，实施方法见图1。
图2 阿特拉斯•科普柯凿岩台车开挖成型效果图
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（3）由于地质情况千变万化，隧道开挖时，难免会遇到较大的裂隙、夹层，对开挖产生很多不利的影响。钻眼要尽量避开在一些较大的裂隙、夹层处开眼，可适当改变爆破设计要求的钻眼位置，根据裂隙、夹层的产状，移开一定的距离，但不能使抵抗线过大，造成爆破效果差或“挤死”现象。如果掌子面有较大的裂隙、夹层，可用炮泥将其填塞，以减少爆生气体的损失。
（4）如果开眼位置的岩层产状比较复杂，要用低冲击低推进慢慢钻进10～15cm，直至钻出的浅眼易于钻进，易于控制钻进方向为止，切不可图快，随意钻进，造成较大的超挖或欠挖。钻眼时，更要谨慎，密切关注钻进方向的变化，如发生严重坍孔或卡钻时，就要停钻，废弃该眼，在别处重新钻眼。
（5）辅助眼钻眼时，要根据掌子面具体情况，选择易开眼的位置钻眼，可根据围岩的坚硬程度，节理裂隙的发育情况，岩层产状等适当调整炮眼间距，但不要造成抵抗线太大，影响了爆破效果，甚至无法爆下来或爆出大石块，很难装渣。
3.钻眼角度控制
（1）周边眼钻眼角度严重影响隧道开挖超欠挖，影响经济效益，掏槽眼钻眼角度决定开挖进尺，影响爆破效果，是施工方控制钻眼角度的重中之重。其它炮眼，在不影响爆破效果的前提下，钻孔角度可适当放宽。为了提高钻眼质量，要求加强对司钻工的技术培训和思想教育，使他们认识到钻眼对控制超欠挖、爆破效果的重要性。
施工中可采取先钻一个标准炮眼，插入炮棍，其它炮眼按此标准进行平行钻眼的方法，或为凿岩台车安装角度控制仪。对于不平整岩面（斜面开眼），可参照开眼误差控制的相关内容，以此来控制台车开挖成型和超欠挖。
（2）底板眼钻进时，钻杆易弯曲，钻头钻进方向易向上倾，钻进方向不易控制，成眼往往是弧形，对控制超欠挖不利。因此，钻眼时，施工方采取用卷尺量推进梁尾部高度，然后与测量给出的底板超欠挖值相比较，最终得出凿岩台车推进梁尾部高度控制在0.3～0.4m。
图3 掏槽眼钻眼深度、角度控制示意图
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（3）掏槽眼角度控制。确定钻眼角度时，需要考虑开眼的位置与台车推进梁尾部离隧道中线的距离的关系。事先在办公室依爆破设计算好钻每个炮眼时台车推进梁尾部与隧道中线的距离，在现场由测量人员在隧道底板测出隧道中线的位置，由红油漆标示出来，然后在标出的隧道中线左右两侧用皮尺量出在办公室算好的钻每个炮眼时台车推进梁尾部离隧道中线的距离，用炮棍在该处沿平行隧道轴线方向标示出来，以作为控制掏槽眼钻眼角度的参照。
在实际钻眼时，也要考虑掌子面的平整度对钻眼精度的影响，要求司钻工在现场根据掌子面的不同平整度，灵活调整钻眼角度，总结经验，不能死搬硬套理论数据。
（4）如果岩层层理明显，辅助眼方向应尽量垂直于层理面；如果岩层节理、裂隙发育，炮眼位置应适当避开节理、裂隙，以防起爆后爆生气体大量漏出，影响爆破效果。当由于改变钻眼方向，造成炮眼孔底抵抗线过大时，要适当增加炮眼数量。
4.钻眼深度控制
炮眼的深度对于掌子面平整度、开挖进尺起着重要作用。掌子面不平整时，钻眼深度要根据掌子面的平整度适当调整，凹处钻眼时要适当浅一些，凸处钻眼时要适当深一些。钻眼时，要考虑凹凸不平处与要求的眼深的差距，尽量使眼底在同一个垂直面上，以保证爆破后掌子面的平整度，但掏槽眼眼底要比其它各炮眼稍深20～30cm，这样才能保证爆破后掌子面比较平整，有利于下一个循环钻眼。如果掌子面很不平整，下一个循环是很难钻眼的，势必造成较大的超挖或欠挖，造成一种恶性循环，严重的会影响开挖进度。钻眼前，要求司钻工去掌子面观察施钻位置的围岩情况、平整度情况、超欠挖情况等，司钻工之间也要相互交流钻眼深度，根据爆破设计要求的进度，确定将要施钻的每个炮眼的钻眼深度，做到钻眼时心中有数。
5.钻机尺寸的影响
推进梁尾部与周边岩壁的距离对于控制隧道周边超欠挖起着至关重要的作用，合理的距离往往使周边平顺、圆滑，超欠挖控制在允许范围内。
施工中，施工方发现有个特点，即调整台车推进梁与隧道轴线平行，呈水平状态后，只移动台车大臂，不调整推进梁，推进梁仍保持与隧道轴线平行，仍呈水平状态。钻眼前，施工方要求测量人员在底板上测出隧道轴线，并用红油漆标示出来，然后调整推进梁，使其与标示出的隧道平行，且呈水平状态，接着移动台车大臂将定顶盘顶在掌子面开眼位置后，调整好外插角后就可开始钻眼。
开挖时，要控制好钻进方向，杜绝大的欠挖，欠挖太大容易造成更大的欠挖或造成下一循环钻机的“作业净空（指凿岩台车钻机作业时，占据的位置）”不够。
阿特拉斯.科普柯Boomer 353E凿岩台车在工作现场
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6.钻眼质量要求
施钻前由测量人员根据爆破设计在掌子面布眼，必须标出掏槽眼位置和周边开挖轮廓线，严格按照炮眼的设计位置、深度、角度和孔径，分工定点、定位、定机进行，多台钻机同时作业。钻眼时，要做到准（位置）、平（平行）、直（方向）、齐（孔底）。应注意防止炮眼交叉打穿，炮眼总数不小于爆破设计炮眼总数的90%，掏槽眼眼口间距误差和眼底间距误差不得大于5cm；辅助眼深度、角度按设计施工，眼口排距、行距误差均不得大于10cm；周边眼位置在设计开挖轮廓线上，允许沿轮廓适当调整，间距均匀，眼口位置误差不得大于5cm，眼底不得超出开挖断面轮廓线10cm；当开挖面凹凸不平，相差较大时，应按实际情况，适当调整炮眼深度，力求所有炮眼（除掏槽眼和底板眼外）在同一个垂直面上。如果出现较大的偏差，应废弃该炮眼重钻，切实保证钻眼质量。
这6点是机械化施工公司在常年施工中积累的宝贵经验，当然，这些技术得以充分应用更需要一台性能优良的钻孔设备，以期达到“人机合一”。从人员配备上，机械化施工公司在每个凿岩台车上做到定臂定人，每个臂配备操作工3人，爆破工6人。他们熟练的操作技能更使得Boomer353E如虎添翼，很好的完成了施工任务。在结束采访时，我们也获悉中铁隧道集团一处机械化施工公司将准备再次购买阿特拉斯•科普柯凿岩台车。（供稿人：贺彩宏）
注：本文改编自周正华《凿岩台车钻眼精度的控制》。
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