高速公路施工機械合理選擇與組合研究

郝朝旭

(山西路橋集團國際交通建設工程有限公司)

0 引 言

機械設備管理是高速公路建設施工管理的重要內容，也是確保高速公路項目施工作業順利實施開展的關鍵。只有系統、科學、合理的選擇、配置組合并組織管理施工機械，才能充分發揮高速公路施工作業的機械化優勢，進而確保施工質量，降低施工作業成本，加快施工作業進度。這就要求高速公路施工作業人員必須系統分析高速公路施工中路基工程、路面工程以及橋梁工程等主體工程施工對于機械設備的相關要求，進而合理的配置，并按照施工作業工序科學的組織管理，以提高施工作業效率，確保高速公路項目建設的順利完成。

1 高速公路施工機械選擇的基本原則

(1)與高速公路施工項目施工實際情況相適應。對于高速公路施工機械的選擇應當充分考慮高速公路項目建設的實際情況，根據施工作業條件、施工作業內容以及工程量合理的確定施工作業機械設備的規格、數量。要確保施工作業機械設備能夠適應施工作業區域的地形、場地大小、運輸距離的要求，而且機械設備的作業性能能夠滿足施工質量要求，機械的作業效率滿足施工進度的要求。

(2)施工作業的機械化水平高。要充分利用所選擇的施工機械設備形成真正高效的機械化施工作業流程，而且便于進行施工機械設備的組織管理與協調調度，能夠確保高速公路整體施工組織的科學合理，確保施工作業工序的有效銜接。

(3)機械設備技術經濟效益好。在高速公路工程施工機械設備的選擇上，應當盡可能的選擇技術先進、經濟性較好的設備類型。在組織安排上，對于工程量與施工作業強度大、施工進度緊張的情況應盡可能采用大型施工機械。對于工程量不大或者是施工進度較為寬裕的條件下則可以選擇使用小型設備，以提高機械設備的技術經濟性。

(4)應該合理的處理機械設備租賃與購置的關系。對于施工單位無法內部調撥的機械設備，應當充分考慮項目結束后期的應用情況，如果后期應用較為頻繁，項目中可以回收成本投入則應當考慮購置。如果作業工程量較小或者是施工作業不連續，則應當采取租賃的方式進行機械的配置。

2 高速公路施工機械的組合研究

對于高速公路施工機械的組合配置，主要是指施工機械配置的類型、配置的數量、技術性能要求、環境適應性以及施工作業管理要求等幾方面進行分析確定，具體的施工機械組合配置方式如下所示:

2.1 高速公路施工機械設備類型的組合

(1)路基路面施工機械。高速公路施工機械設備選配最基本的方式就是根據施工作業的內容以及工序組合配置施工機械設備。對于高速公路路基工程施工，主要是完成土石方的挖運、路基的填筑壓實，因此所需要組合配置的施工機械主要有挖掘機、油錘、裝載機、自卸汽車、平地機、壓路機，對于不良路基的處理等通常還需要配備沖擊碾壓壓路機、強夯設備或者是深層攪拌機等。對于巖體開挖等施工作業還需配備空壓機、鑿巖機等設備。高速公路路面施工主要是完成基層以及面層的施工，因此所需要配備的施工機械主要有拌和設備、運輸車輛、攤鋪機、壓路機或者是滑膜攤鋪機等作業機械設備。

(2)橋梁隧道施工機械。橋梁工程施工機械設備則主要包括混凝土機械、鋼筋加工機械、起重吊裝機械、預應力張拉設備、模板、裝配式支架等通用機械;預制基礎樁、泥漿系統及其設備、樁工設備、鉆孔設備等基礎施工機械設備;橋梁施工機械、拱橋施工機械、斜拉橋施工、懸索橋施工機械等上部結構施工機械。隧道工程施工常用的機械設備則主要有盾構機、鉆孔機、攪拌機等大型設備，以及空壓機，挖掘機，注漿機，風動鑿巖機，運輸車，裝載機，通風機，混凝土噴射機等機械設備。

2.2 施工機械設備規格以及數量的組合配置

對于高速公路施工機械設備規格的確定，應該根據施工作業任務對于機械設備技術性能以及作業效率的要求來確定，選擇小型或者大型作業設備。在施工作業中，如果技術經濟效益相差不大，則應該盡可能的選擇使用大型設備來提高施工作業質量。對于高速公路施工作業機械設備數量的配置，則應該綜合分析工程量、施工進度、成本控制目標進行確定，重點在確保作業順利完成的情況下提高配置方案的技術經濟指標。同時，在高速公路施工作業過程中，由于難以避免會出現機械故障，因此在工程施工機械的整體配套上，除了強化維護管理以外，對于影響施工作業進度的關鍵設備應該提前準備或聯系備用設備。此外施工作業環境經常變化，因此應該確保工程施工機械的整體工程容量能有一定的富裕，以減少停工問題。對于配套施工機械設備，應該注意確保其作業能力以及作業效率應高于主要施工作業機械設備，以免由于配套設備的問題影響主要機械的施工作業能力。

2.3 按照外部作業環境以及施工管理要求組合

遵循適用性的原則，是高速公路工程施工機械設備配置的基礎，所以在高速公路施工機械設備的配置上必須結合外部環境條件進行確定。例如，對于運距遠、運輸成本高的區域，如果采用小噸位運輸設備則會造成運輸成本提高，因此應該盡量選擇大噸位的運輸車輛。對于施工作業區域氣候多雨潮濕、道路泥濘的項目中，如果仍然采用大量輪式工程機械很有可能造成機械陷入泥沼，難以正常作業，因此應當盡量選擇使用履帶式作業機械。在施工作業的實際過程中，應該充分考慮到外部施工環境中的影響因素，以技術經濟性作為控制指標對配置方案進行優化。此外，在高速公路工程施工機械設備的配套管理上，還應當充分考慮施工管理的相關要求，特別是充分考慮到施工工藝、施工質量、施工進度、新技術與新材料的使用對于施工作業機械設備的相關要求，進而有針對性的進行施工作業機械的配置。例如，對于高速公路施工中較為常見的SMA 上面層施工，在壓實機械的配備上就不能使用膠輪壓路機以免造成瀝青馬蹄脂的擠出。

3 高速公路施工機械設備組織管理

當前在高速公路施工中，對于機械的施工組織管理方法主要有流水作業法、平行作業法、網絡計劃法和順序作業法，其各自的特點如下所示。

(1)流水作業法。流水作業法主要是指在高速公路施工過程中按照施工工藝以及施工工序的不同將某標段分為多個施工段，然后組建施工隊伍以及配套的施工機械進駐進行施工。這種施工方式能夠確保高速公路施工在空間和時間上連續、快節奏的進行。具體的運用方法就是將施工隊伍劃分為路基施工隊、路面施工隊、橋梁施工隊以及隧道施工隊等，分別按照各自的配套內容進行施工作業，這種組織方法是高速公路機械化施工首選方法。

(2)平行作業法。則主要是指將施工作業段落分段，然后根據分段情況組織施工隊，各自在不同的施工段進行施工作業。平行施工作業法的優點在于有助于節省施工時間，加快施工進度，但是施工現場組織較為復雜，也容易造成不同分段施工質量的不均勻性，而且由于分段較多，對于物資供應要求較為嚴格。主要是適用于施工單位標段公里數較長、有多支施工隊伍以及機械設備充足的情況。

(3)網絡計劃法。網絡計劃法是以施工作業網絡圖作為基礎進行施工機械的配備管理，由于網絡計劃法中對于決定工程施工總工期的關鍵線路較為清晰，因此有助于機械設備的協調配置，提高設備的利用率，而且在提前制定的網絡圖中對施工中各工序、作業節點的制約關系較為清晰，可以提前準確的制定施工機械配置情況，對于降低機械配置費用投入以及加快施工進度十分有利。

(4)順序作業法。順序作業法是作為簡單的施工作業方法，即將由一支施工隊在一個工作面上進行施工作業，施工作業現場組織管理較為簡單，優點在于施工作業按照施工工序順序推進，無需在短時間內大量配置施工機械，缺點在于施工作業周期較長，主要適用于工期要求不嚴格的邊坡、交通工程等項目施工。

4 結 語

對于高速公路施工機械的配置選擇與組織管理，必須以確保施工質量作為前提基礎，以保證高速公路項目建設進度和項目的經濟效益作為出發點，結合高速公路不同施工分部分項工程的工程量、工程進度，分析機械設備的性能、費用、效率以及安全可靠性，進行優化組合，進而確保高速公路機械化施工作業的有力推進。

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