張城瑞,劉博文

（中交哈密交通建設(shè)有限公司，新疆 哈密839000）

1 長(zhǎng)大隧道機(jī)械化施工技術(shù)概述

就長(zhǎng)大隧道施工來說，主要采用掘進(jìn)機(jī)法、鉆爆法兩種方法，其中，鉆爆法應(yīng)用較多。就隧道鉆爆法施工而言，其首先是通過鑿巖機(jī)或者鑿巖臺(tái)車完成鉆眼工作。其次，通過人工方式來完成裝藥，待一切準(zhǔn)備就緒后，進(jìn)行爆破工作。其中，通過裝載車、自卸汽車配合運(yùn)作，將爆破產(chǎn)生的礦碴運(yùn)出施工現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)至棄碴場(chǎng)，這種方式被稱為無軌運(yùn)輸方式?，F(xiàn)階段，無軌運(yùn)輸是長(zhǎng)大隧道常用的一種運(yùn)輸方式，尤其是公路隧道工程，因該類工程存在較大的斷面，為了保障施工現(xiàn)場(chǎng)的有效空間，則需要通過無軌運(yùn)輸將礦碴運(yùn)輸?shù)綏壊陥?chǎng)。對(duì)于一些斷面較小的隧道工程，可能存在裝載機(jī)裝車?yán)щy的問題，此時(shí)可采用有軌運(yùn)輸，即通過電動(dòng)或者風(fēng)動(dòng)的裝碴機(jī)，將礦碴裝入梭式礦車、入斗車內(nèi)，在電瓶車的牽引下，實(shí)現(xiàn)出碴的目的。

通常情況下，隧道會(huì)采用復(fù)合襯砌的方式，從而保障隧道工程的安全性。就復(fù)合襯砌來說，初期支護(hù)是由多種材料、構(gòu)件（鋼架、鋼筋網(wǎng)、錨桿、噴射混凝土等）組合完成，二次襯砌是通過模板臺(tái)車來澆筑混凝土，最終形成襯砌結(jié)構(gòu)。需要注意的是，初期支護(hù)與二次襯砌間要設(shè)置一道防水層，從而保障混凝土的最終質(zhì)量。對(duì)于一些全斷面的隧道工程，襯砌施工應(yīng)采用模板臺(tái)車，混凝土的拌合是在附近的攪拌站完成，由混凝土輸送車或者輸送泵運(yùn)至襯砌工作面，之后進(jìn)行混凝土的施工。

在長(zhǎng)大隧道工程施工中，一些排水、供電、供應(yīng)壓縮空氣等輔助工作，是由通用機(jī)械來完成的。比如，采用軸流式通風(fēng)機(jī)來實(shí)現(xiàn)隧道的通風(fēng)，通過發(fā)電站來實(shí)現(xiàn)隧道的照明。另外，不同的隧道段還要采取不同的措施，以確保隧道施工的順利進(jìn)行，比如隧道工程中含有瓦斯地段，不僅要加強(qiáng)通風(fēng)，而且要采用防爆型機(jī)械施工，從而保障施工的安全性；對(duì)于反坡排水的隧道工程，需要采用較大動(dòng)力的抽水設(shè)備，以保障水資源的供應(yīng)和使用。

2 鉆爆法長(zhǎng)大隧道的機(jī)械設(shè)備配置與施工

對(duì)于長(zhǎng)大隧道工程來說，其需要機(jī)械化施工，在保障施工質(zhì)量的同時(shí)，能夠最大程度地提高施工效率。通常情況下，較高的機(jī)械化程度能夠促進(jìn)生產(chǎn)效率提高，加快施工進(jìn)度，所以在工程項(xiàng)目施工時(shí)，應(yīng)根據(jù)工程實(shí)際情況選擇適宜的設(shè)備，從而提高施工的水平和效率。在對(duì)長(zhǎng)大隧道工程進(jìn)行施工機(jī)械配置時(shí)，需遵循以下原則：滿足要求、技術(shù)先進(jìn)、性能可靠，從而符合隧道施工要求。采用性能好、質(zhì)量高的施工設(shè)備，并做好機(jī)械設(shè)備的匹配工作，從而充分發(fā)揮設(shè)備的效能。就隧道施工來說，其主要包括開挖、裝運(yùn)、初期支護(hù)、二次襯砌等工作，相應(yīng)的設(shè)備配置圍繞這些工作進(jìn)行。

2.1 開挖施工的機(jī)械設(shè)備配置與施工

現(xiàn)階段，鉆爆法隧道施工主要采用自制多功能臺(tái)架設(shè)備。依據(jù)隧道斷面的高度，臺(tái)架會(huì)進(jìn)行不同的分層，從而為人工鉆孔、噴錨支護(hù)提供便利和保障。通常將多臺(tái)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)安置于臺(tái)架上，從而完成隧道的鉆眼作業(yè)，采用液壓鑿巖臺(tái)車進(jìn)行鉆孔工作，之后再由人工進(jìn)行裝藥，最終進(jìn)行爆破、開挖。

2.2 裝運(yùn)工作的機(jī)械設(shè)備配置與施工

在鉆爆法施工中，出碴運(yùn)輸工作是隧道施工的重點(diǎn)工作，為了提高該工作的效率，則需要做好設(shè)備的配套選擇。有軌運(yùn)輸、無軌運(yùn)輸是現(xiàn)階段隧道工程施工運(yùn)輸采用的主要方式，其中有軌運(yùn)輸需要配備多類專業(yè)設(shè)備，具有洞內(nèi)污染少的優(yōu)點(diǎn)，但因設(shè)備種類多，設(shè)備的日常養(yǎng)護(hù)與維修工作比較復(fù)雜，管理存在一定難度；與有軌運(yùn)輸相比，無軌運(yùn)輸配備的設(shè)備較少，管理相對(duì)比較容易，但采用該種方式時(shí)，部分設(shè)備屬于內(nèi)燃機(jī)械，會(huì)在洞內(nèi)產(chǎn)生較為嚴(yán)重的尾氣污染，因此要做好隧道的通風(fēng)工作。另外，采用有軌運(yùn)輸方式時(shí)，一般會(huì)在洞內(nèi)鋪設(shè)輕型鋼軌，在開挖面配備自動(dòng)裝巖設(shè)備，并在電瓶車的牽引下，自卸礦車完成洞碴運(yùn)出洞外棄碴場(chǎng)的任務(wù)；采用無軌運(yùn)輸方式時(shí)，一般會(huì)配備側(cè)翻式裝載機(jī)，用于礦碴的裝載，并由自卸汽車直接將洞碴運(yùn)至棄碴場(chǎng)。受施工工期限制，長(zhǎng)大隧道施工多采用斜井、橫洞等輔助坑道。輔助坑道施工與正洞相似，多采用無軌運(yùn)輸將礦碴運(yùn)出，但由于斜井存在較大的坡度，常常會(huì)采用有軌運(yùn)輸?shù)姆绞?，即采用?cè)卸式礦車裝載洞碴，在絞車的牽引下，將礦車運(yùn)至井口車場(chǎng)，之后再進(jìn)行洞碴的卸載和倒運(yùn)。

2.3 初期支護(hù)的機(jī)械設(shè)備配置與施工

錨噴支護(hù)是隧道初期支護(hù)的一種常用方式，一般一個(gè)工作面需配備3 臺(tái)或4 臺(tái)混凝土噴射機(jī)，從而滿足噴射混凝土施工要求。通常采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)來進(jìn)行噴射混凝土的拌合，其運(yùn)輸可通過有軌運(yùn)輸方式——軌行式罐車，或者無軌運(yùn)輸方式——自卸汽車、混凝土罐車來完成。錨桿支護(hù)施工采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)進(jìn)行鉆孔，再由人工進(jìn)行安設(shè)工作，從而發(fā)揮其支護(hù)的重要作用。

2.4 二次襯砌的機(jī)械設(shè)備配置與施工

就隧道二次襯砌施工來說，通常將自動(dòng)計(jì)量拌和站設(shè)置于洞外，用于混凝土的拌合，再由混凝土罐車或者軌行式輸送車進(jìn)行混凝土的運(yùn)輸。在混凝土二次襯砌施工時(shí)，采用的是液壓式整體模板臺(tái)車（9m 或12 m），并給模板臺(tái)車配備混凝土輸送泵和輸送管，模板臺(tái)車按照鋪設(shè)軌道前行，并進(jìn)行相關(guān)的混凝土的澆筑。需要注意的是，要給每臺(tái)模板臺(tái)車配備一個(gè)簡(jiǎn)易臺(tái)架，用于安裝防水板，該工作應(yīng)在混凝土灌注前完成，避免雨水或者地下水影響隧道工程的施工質(zhì)量。

2.5 風(fēng)、水、電保障系統(tǒng)配置和運(yùn)作

2.5.1 通風(fēng)系統(tǒng)的配置和運(yùn)作

通風(fēng)對(duì)于隧道工程來說是十分重要的，特別是長(zhǎng)大隧道。該隧道施工通風(fēng)一般選擇長(zhǎng)管路機(jī)械混合通風(fēng)或者壓入式通風(fēng)，并構(gòu)建相應(yīng)的通風(fēng)系統(tǒng)，其組成部分包括PVC 軟風(fēng)管、軸流風(fēng)機(jī)。具體來說，在凈空允許的條件下，應(yīng)盡可能選擇直徑較大的風(fēng)管，從而滿足施工通風(fēng)的需求；軸流風(fēng)機(jī)的選擇，需根據(jù)施工的需求進(jìn)行風(fēng)機(jī)的各種參數(shù)（風(fēng)壓、風(fēng)量等）計(jì)算，從而實(shí)現(xiàn)隧道的有效通風(fēng)，給隧道的安全施工提供保障。

2.5.2 供水系統(tǒng)的配置和運(yùn)作

供水系統(tǒng)是滿足隧道施工中水資源需求的一項(xiàng)重要系統(tǒng)，從而為隧道工程的施工提供保障。通常將蓄水池設(shè)置在洞外的水源處，并安設(shè)高壓水泵，使得水資源在高壓的作用下，進(jìn)入高位水池，再由鋪設(shè)的水管將水池中的水引入洞中，從而滿足隧道施工用水需求。

2.5.3 供電系統(tǒng)的配置和運(yùn)作

在進(jìn)行長(zhǎng)大隧道施工時(shí)，通常將變壓器（630kVA、800kVA）設(shè)置于洞外，并由高壓線將電壓引入各個(gè)生產(chǎn)生活區(qū)域以及隧道內(nèi)，從而滿足隧道工程施工的用電需求。在進(jìn)行隧道掘進(jìn)的過程中，當(dāng)掘進(jìn)距離在1000m 以上時(shí)，電壓會(huì)出現(xiàn)較大的降幅，為了保障電力的正常應(yīng)用，通常會(huì)采用鎧裝電纜高壓進(jìn)洞，并分為照明和動(dòng)力兩個(gè)分路，實(shí)現(xiàn)洞內(nèi)的雙回路供電[1]。為了保障洞內(nèi)施工設(shè)備的正常運(yùn)作，通常會(huì)將移動(dòng)式變壓器設(shè)置在離挖面較近的附屬洞室內(nèi)，為掌子面周圍的施工提供電力。另外，還要配備一臺(tái)超過200kW 的發(fā)電機(jī)，作為隧道施工的應(yīng)急電源備用，從而保障長(zhǎng)大隧道工程的用電施工。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，在長(zhǎng)大隧道工程機(jī)械化施工過程中，應(yīng)根據(jù)隧道工程的實(shí)際情況，選擇適宜的機(jī)械設(shè)備，從而提高隧道工程施工的質(zhì)量和效率。同時(shí)，還要保障通風(fēng)、供水、供電等系統(tǒng)的運(yùn)行，為長(zhǎng)大隧道工程施工提供保障。