趙克寧

（中鐵十二局集團(tuán)有限公司，山西 太原 030024）

在傳統(tǒng)的高速鐵路隧道施工過程中，鉆爆法，尤其是人工鉆爆法是其主要的作業(yè)方式。但是，鉆爆法在長期的施工過程中卻暴露出了很多的不足，例如施工速度較慢、危險(xiǎn)系數(shù)較大和超欠挖現(xiàn)象嚴(yán)重等。

機(jī)械化施工配套技術(shù)對(duì)于高速鐵路的建設(shè)來說，尤其是在隧道方面，有著舉足輕重的作用。無論是在隧道的開挖、還是混凝土的澆筑方面，利用機(jī)械化配套技術(shù)在施工過程中提高施工的效率和質(zhì)量，都具有較好的應(yīng)用意義。因此，為了有效提高高速鐵路隧道施工的速度，在高速鐵路隧道施工中應(yīng)用緊跟時(shí)代發(fā)展趨勢和具備時(shí)代科技力量的機(jī)械化施工配套技術(shù)就顯得尤為重要。

1 機(jī)械化施工配套的簡述

在隧道的施工過程中，運(yùn)用機(jī)械化施工配套來提高施工機(jī)械化的程度和作業(yè)水平已經(jīng)成為隧道施工中的發(fā)展趨勢[1]。而機(jī)械化施工配套技術(shù)指的就是在隧道的開挖、支護(hù)和仰拱的三條作業(yè)上使用機(jī)械化配套作業(yè)線來達(dá)到迅速施工的目標(biāo)，主要的目的是提高施工的速度和作業(yè)的水平，在一定程度上降低施工人員工作的強(qiáng)度和難度。在這過程中，隧道出口的開挖設(shè)備主要采用的是液壓式的三璧鑿巖臺(tái)車，而支護(hù)選擇的設(shè)備是濕噴機(jī)械手，仰拱實(shí)施的是移動(dòng)棧橋配合移動(dòng)仰拱模架進(jìn)行施工。

1.1 機(jī)械化施工配套的要點(diǎn)

機(jī)械化配套對(duì)于隧道施工的進(jìn)度和作業(yè)的質(zhì)量具有重要的影響。在此情況下，必須注重機(jī)械化配套的科學(xué)性、合理性與實(shí)用性。第一，在機(jī)械化配套中，無論是開挖、支護(hù)，還是仰拱施工，其選擇使用設(shè)備的型號(hào)和數(shù)量都要符合機(jī)械化施工的標(biāo)準(zhǔn)和要求，根據(jù)工程的實(shí)際情況對(duì)機(jī)械化設(shè)備進(jìn)行一定的選擇。第二，在進(jìn)行機(jī)械化配套之前，要對(duì)機(jī)械化施工配套技術(shù)即將作用的施工現(xiàn)場進(jìn)行仔細(xì)的考察，要確保機(jī)械化的施工能夠滿足施工的現(xiàn)實(shí)要求和預(yù)期質(zhì)量。第三，機(jī)械化施工配套的作用高低，在一定程度上取決于所選擇機(jī)械化設(shè)備的質(zhì)量高低，也就是說，機(jī)械化設(shè)備質(zhì)量是影響機(jī)械化施工速度的重要因素。在這種情況下，選擇價(jià)格合理、質(zhì)量過硬、維修便捷的機(jī)械化設(shè)備就顯得非常重要。

1.2 機(jī)械化施工配套在高速鐵路隧道施工中的注意事項(xiàng)

從我國高速鐵路隧道施工的現(xiàn)狀來看，施工過程面臨著巨大的問題，比如施工環(huán)境較為惡劣、施工難度較大、危險(xiǎn)性較大和易發(fā)生突發(fā)事故等。在這種情況下，運(yùn)用功能多樣化、自動(dòng)化程度較高和高效率的機(jī)械化施工配套技術(shù)進(jìn)行施工，能夠在一定程度上降低隧道內(nèi)作業(yè)人員的施工難度和勞動(dòng)強(qiáng)度。但是，機(jī)械化施工配套的使用對(duì)施工人員的技術(shù)要求較高，因此，提高施工人員的機(jī)械化設(shè)備操作水平就顯得尤為重要，在一定程度上影響甚至決定了機(jī)械化配套技術(shù)在高速鐵路隧道內(nèi)的施工作用。與此同時(shí)，由于機(jī)械化施工配套技術(shù)中設(shè)備類型的復(fù)雜性和較大的難度系數(shù)，就要求機(jī)械化施工配套在實(shí)際的隧道施工中，要有嚴(yán)格的管理制度和把控要求，對(duì)施工現(xiàn)場和設(shè)備都要進(jìn)行全方位的管理，提高設(shè)備的作用率，在一定程度上加快隧道施工的進(jìn)程。

2 機(jī)械化配套施工在高速鐵路隧道施工中的必要性

在高速鐵路隧道施工中進(jìn)行機(jī)械化配套施工的必要性主要體現(xiàn)在傳統(tǒng)鉆爆法的不足。在我國高速鐵路的隧道開挖過程中，主要采用的方法有新奧法、盾構(gòu)法和鉆爆法。而鉆爆法由于其成本低廉、操作簡單和實(shí)用性強(qiáng)的優(yōu)勢，成為了我國在隧道開挖中主要采用的方式。但是，在長期的隧道開挖中，運(yùn)用鉆爆法進(jìn)行作業(yè)也出現(xiàn)了不少的問題：第一，雖然鉆爆法已在隧道開挖中持續(xù)使用，但是長期以來并未形成以鉆爆法為基礎(chǔ)的機(jī)械化施工體系，導(dǎo)致施工作業(yè)在實(shí)際的施工過程中，無法對(duì)環(huán)境進(jìn)行控制和預(yù)估施工的風(fēng)險(xiǎn)，導(dǎo)致施工的進(jìn)度緩慢，并在一定程度上增加了施工現(xiàn)場的安全隱患。第二，進(jìn)行鉆爆法的設(shè)備要想實(shí)現(xiàn)快速化施工，其必須在巖石穩(wěn)定性較好的前提下進(jìn)行。而且，以鉆爆法為基礎(chǔ)的機(jī)械化設(shè)備的質(zhì)量過硬程度不高、故障發(fā)生機(jī)率大等不足，也會(huì)影響高速鐵路隧道在開挖、支護(hù)和噴錨等施工過程當(dāng)中的質(zhì)量和效率。

3 機(jī)械化施工配套在高速鐵路隧道施工中的具體應(yīng)用

3.1 隧道開挖作業(yè)線

在高速鐵路的隧道開挖中，傳統(tǒng)施工主要采取的是以風(fēng)動(dòng)式鑿巖機(jī)為基礎(chǔ)設(shè)備的人工鉆爆法，不僅鉆孔的精確度不高、耗費(fèi)時(shí)間長，而且還嚴(yán)重影響光面的爆破效果。而三璧鑿巖車作為機(jī)械化施工配套中針對(duì)開挖作業(yè)線選擇的設(shè)備，其優(yōu)點(diǎn)眾多，不僅能夠自動(dòng)作業(yè)，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制多臂同鉆，而且還能夠通過電液自動(dòng)調(diào)節(jié)微動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)鉆孔的精確定位。與此同時(shí)，其還能夠封閉的進(jìn)行作業(yè)，實(shí)現(xiàn)降噪防塵，在一定程度上保護(hù)了施工現(xiàn)場的生態(tài)環(huán)境。更重要的是，三璧鑿巖車還能夠?qū)崿F(xiàn)三十米超前鉆探和注漿加固，并且根據(jù)施工現(xiàn)場的地質(zhì)情況，在線判斷并設(shè)計(jì)不同的爆破支護(hù)方案。由此可見，運(yùn)用機(jī)械化施工配套技術(shù)，采用三璧鑿巖車對(duì)隧道進(jìn)行鉆爆，不僅能夠節(jié)約人力的資源，還能夠有效保證施工人員的生命安全，具有較大的推廣性和實(shí)用性。不過，在三璧鑿巖車施工過程中，也一定要根據(jù)圍巖的情況，適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)鑿巖車的沖擊和推進(jìn)。當(dāng)鑿巖車到達(dá)鉆進(jìn)方向容易偏移的位置時(shí)要注意控制鑿巖車的速度，實(shí)施低沖壓、低推進(jìn)的方式，慢慢的進(jìn)行隧道開挖。當(dāng)鑿巖車到達(dá)圍巖情況較好的位置時(shí)，就可采取高沖壓和高推進(jìn)的方式進(jìn)行鉆孔。與此同時(shí)，在三璧鑿巖車進(jìn)行施工時(shí)，要注意控制好推進(jìn)的高度和鉆孔的位置，保證開孔的位置在設(shè)計(jì)的標(biāo)高上，從而解決傳統(tǒng)施工的超欠挖問題。

3.2 支護(hù)作業(yè)線

在支護(hù)作業(yè)線上，選用噴射質(zhì)量較好的濕噴機(jī)械手或者濕噴臺(tái)車，采用預(yù)攪拌混凝土，自帶穩(wěn)定風(fēng)壓空壓機(jī)噴射，提高混凝土的密實(shí)度和勻質(zhì)性，在一定程度上彌補(bǔ)傳統(tǒng)人工噴射空洞、強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)的不足。但是在使用濕噴機(jī)械手或者是濕噴臺(tái)車時(shí)，要在噴射過程中隨時(shí)注意和控制噴射的速度、距離和角度等，在一定程度上降低混凝土的回彈率。一般來說，噴射距離在1米是采用噴射速度小于12m/s或者是大于22m/s，混凝土的回彈率可能會(huì)超過35%。而約17m/s的噴射速度可以將混凝土的回彈率控制在7%～15%的范圍內(nèi)。而且，當(dāng)噴射的速度達(dá)到一定程度時(shí)，還要保持恰當(dāng)?shù)膰娚渚嚯x，只有這樣，才能讓噴射質(zhì)量達(dá)到最好的效果。

3.3 仰拱作業(yè)線

傳統(tǒng)仰拱作業(yè)線中使用的拱弧形模板，需要挖掘機(jī)配合施工的特質(zhì)，導(dǎo)致施工過程中安全隱患較大，在一定程度上降低了施工的進(jìn)度。而移動(dòng)棧橋配合移動(dòng)仰拱模架，因?yàn)槠渥孕幸苿?dòng)的特質(zhì)，減少了人工鉆孔和焊接定位鋼筋施工的工序，只需要兩個(gè)人就可以拆模的工作，減少了設(shè)備的投入，降低了施工的強(qiáng)度難度。與此同時(shí)，這種自行移動(dòng)的模架投入使用之后，不會(huì)影響到棧橋上各種車輛的正常通行和設(shè)備的正常運(yùn)行，橋下還可以同時(shí)進(jìn)行隧道的仰拱初期支護(hù)、鋼筋的綁扎和混凝土澆筑等作業(yè)，極大的提高了施工的工效，保證了施工的質(zhì)量。

4 結(jié)語

在高速鐵路隧道的施工過程中，機(jī)械化施工配套的應(yīng)用不僅能夠很好的加快施工的進(jìn)程和提高作業(yè)的質(zhì)量，還能夠降低施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度和難度，保證施工人員的生命安全。但是，要想充分實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工配套在高速鐵路隧道施工中的作用，就必須從施工管理、設(shè)備管理和人才培養(yǎng)等多個(gè)方面入手，建立完善的施工流程。只有這樣，才能真正實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工配套技術(shù)在隧道施工中的作用。