楊朝

摘 要：隨著我國經(jīng)濟與科技的不斷進步，隧道工程建設技術(shù)也取得了長足的發(fā)展，其中長隧道施工技術(shù)的應用尤為廣泛。文章主要對長隧道施工機械配套以及快速施工技術(shù)進行闡述，并就長隧道無軌運輸、快速安全施工機械配套總結(jié)出幾點原則，希望對今后的隧道快速施工有所貢獻。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；機械化配套；快速施工

中圖分類號：U455.4 文獻標識碼：A 文章編號：1006-8937（2013）23-0157-02對于長隧道快速施工而言，在施工方法以及掘進距離確定的前提下，機械設備選型與配套是重要保障。本文結(jié)合花培嶺隧道快速掘進施工實例對特長隧道快速施工機械選型與配套進行探討和分析，總結(jié)出一套長隧道無軌運輸、安全快速施工機械配套的總原則，希望有所指導和幫助。

1 工程概況

花培嶺隧道位于廣東與廣西兩省交界處，橫穿兩省省界，隧道起訖里程IDK252+657～IDK258+575，全長5 918 m，最大埋深307 m。隧道穿越丘陵區(qū)，地面高程78～397 m，相對高程20～200 m，地形起伏大，丘坡自然坡度較陡，坡角25～48？觷。IDK258+488.5～IDK258+575隧道洞身淺埋。隧道范圍無大的區(qū)域性斷層通過；IDK255+505處深94～112 m（洞身）受區(qū)域性構(gòu)造影響，巖體破碎，節(jié)理裂隙面可見綠泥石化現(xiàn)象，推測為傾向北面斷層；隧道洞身范圍燕山期花崗巖兩次和寒武系地層侵入接觸，受侵入作用影響，接觸帶處巖體破碎，風化作用強烈。區(qū)內(nèi)地表水主要為溝谷小溪流及人工填筑的堤壩和水庫。

2 施工設備與機械選型配套

在長隧道快速施工過程中，無軌運輸在近年來以其日益凸顯的優(yōu)勢得到廣泛應用，其靈活性強、組織管理方便、無需軌道鋪設、具有較強地形適應性。

根據(jù)花培嶺隧道洞口場地環(huán)境、工期要求以及施工前地質(zhì)勘探資料為依據(jù)，經(jīng)研究分析和比選后確定為無軌運輸方式，其總體施工方案如下：①施工前先進行超前地質(zhì)預報，根據(jù)超前地質(zhì)預報工作獲取的地質(zhì)信息調(diào)整隧道的施工方案，以確保施工安全。②明洞及洞門安排在枯雨季節(jié)施工，明洞采用明挖法施工，短段落、分臺階、敞開式開挖，開挖完畢后及時進行砼澆筑。③隧道按照新奧法原理組織施工，V級淺埋地段采取雙側(cè)壁導坑法開挖，V級深埋地段和部分軟弱段Ⅳ級圍巖采用三臺階七步開挖法施工，Ⅳ級及附近部分Ⅲ級圍巖采用臺階法施工，Ⅲ級和Ⅱ級圍巖采用全斷面開挖。簡易臺車配合風動鑿巖機鉆孔，非電毫秒雷管微差起爆，側(cè)卸式裝載機裝碴，自卸車運送至棄碴場。④開挖完畢后及時進行初期支護及二襯施工，噴射砼采用濕噴，二襯采用4臺12 m液壓襯砌臺車進行二襯施工，進出口各2臺。各作業(yè)線綜合機械化配套方案詳見表1。

3 施工機械化選型的配套原則

①符合總體施工方案。

②動力選型應首選電-液。

③對于單機選型，應首先考慮其高效性、經(jīng)濟性及其維修便捷性，且機械設備的生產(chǎn)能力應與工程需要相匹配。

4 在機械選型配套時應綜合考量各項技術(shù)要求

4.1 安全性

安全性能是整個施工過程的基本保障，在進行機械選型配套時應對機械設備自身的安全運轉(zhuǎn)能力進行評估，所以機械設備都應配備自動控制裝置和過載保護。且應在設備上裝置各種防護設備，以便在機械運轉(zhuǎn)時，給施工人員和操作人員以基本的安全保障。

4.2 可靠性

在單機運轉(zhuǎn)的過程中，除了要保持足夠的額定功率，還應具備良好的穩(wěn)定性能，以便在規(guī)定作業(yè)條件和規(guī)定時間內(nèi)完成預期工程量。每個施工工序的單個機械設備除了具備高速生產(chǎn)能力，還應具有整體的均衡性，在評價機械設備完好率時，應綜合同期整套設備的生產(chǎn)力、穩(wěn)定性來判定。

4.3 生產(chǎn)力

由于長隧道地形相對復雜，施工作業(yè)線較長，工程量大，因此對機械設備的生產(chǎn)能力提出了更高的要求，良好的生產(chǎn)性能不僅能確保工程進度，減少窩工等不良現(xiàn)象，還能更多地代替人工，不但節(jié)省了人工費，還能減少由于人工誤操作或意外造成的工程事故。在選擇機械設備時，不能片面追求單機的產(chǎn)量、性能、技術(shù)能力，而應從整套機械的綜合性能著手，使各個單機的生成能力相互協(xié)調(diào)和匹配，充分發(fā)揮配套作用，滿足生產(chǎn)力的同時也減少了投入。

4.4 經(jīng)濟性

首先應考慮節(jié)能設備，同時結(jié)合我國的基本國情和市場，選擇與長隧道工程施工相匹配的機械設備，而不應片面選擇進口、價格高昂的設備。

此外，還應綜合考慮配套設備的耐久性和維修性，與長隧道工程條件和要求相適應，實現(xiàn)安全、可靠的快速施工。

5 影響機械設備選型配套的關(guān)鍵因素

①施工機械應與施工環(huán)境保持配套。本文所說施工環(huán)境主要包括隧道通風要求、斷面尺寸以及洞內(nèi)不同工序布置等。施工方在單機選型方面首先應考慮高效、質(zhì)量可靠，且便于維修；而在組合配套方面則應注重設備外形、體積應適應隧道斷面尺寸，同時不同種類機械的尺寸和外形、生產(chǎn)能力也要相互保持匹配。

②施工機械應與隧道土木作業(yè)保持配套。隧道內(nèi)土木作業(yè)主要涵蓋了通風、排水以及水電供應。要確保隧道土木作業(yè)設備與施工機械設備相互銜接和配套，使大型機械設備順利進洞，施工方應鋪設重型以及中型運輸軌道。

③通風設備應與通風方式保持配套。對于長隧道無軌運輸方式而言，通風問題是其最為關(guān)鍵的一環(huán)?，F(xiàn)階段長隧道無軌運輸主要通風方式包括巷道式、壓入式以及混合式等等，施工方同時應注意在風管、風機選型以及風機布置方面都應保持與通風方式相互匹配。

④易損件和零配件都應保持與主要機械配套。當施工方確定了施工機械設備中的主要部分后，與之相應的易損件和零配件應保證配套。應重視整機壽命與零配件壽命的相互匹配問題，特別是一部分部件的備品，在準備過程中應具備一定預見性，同時為施工現(xiàn)場準備足量配件，以免機械故障得不到及時維修而拖延整個施工進度。

6 體 會

①鐵路長隧道施工機械配套以及快速施工技術(shù)取得較大突破，并實現(xiàn)了預期目標，因而是成功的。其中強化施工組織管理，降低運輸干擾有利于設備綜合效能的綜合發(fā)揮，也是整個施工管理過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

②對于隧道施工作業(yè)而言，機械化是最終出路，我們應基于不同作業(yè)模式下研究與之相應的機械配套方案，以此來滿足不同長度隧道的個性化需求，為隧道快速施工的實現(xiàn)奠定堅實基礎，并為工程質(zhì)量和施工安全提供重要保障。

7 結(jié) 語

當前隨著建設標準與要求的逐步提高，越嶺地段的鐵路選線設計不再青睞于以往的展線方案，而更多情況下以長隧道方案取而代之。對于隧道快速施工而言，在確定具體施工方法以及掘進距離的前提下，機械設備配套是其重要保證。本次施工中的機械配套充分發(fā)揮了傳統(tǒng)鉆爆法的均衡性，同時無軌運輸?shù)撵`活性也得以凸顯，從而為快速掘進節(jié)約了足量時間。相信在不斷實踐和探索中，長隧道施工機械配套和快速施工技術(shù)會日臻成熟，為我國鐵路建設事業(yè)的發(fā)展創(chuàng)造有利前提。

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