公路隧道機械化施工設備配置

張 錚

（中鐵十九局集團第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

施工工作開展過程中，機械設備配置的合理性不僅關系到施工工作能否順利展開，還直接關系國家財產以及施工人員的生命安全。因此，公路隧道施工過程中，一方面需要保證機械化施工設備配備的完備性，另一方面需要保證機械化施工設備自身性能，確保其在施工過程中能夠順暢運轉，避免發生故障。在施工設備選擇方面，還需要考慮不同類型的施工設備之間能否實現協同配合，在充分發揮機械化施工設備作用的基礎上，為高質量的施工工作打下良好基礎。

1 公路隧道機械化施工中設備配置的基本原則

1.1 符合項目施工實際情況

選擇公路隧道機械化施工設備的過程中，需要充分考慮工程項目的實際情況，具體考量的內容包括施工計劃，施工機械設備的規格以及數量，施工場地的環境以及施工的進程等。要根據施工場地的環境，合理選擇機械設備的類型，控制好機械設備的體積。在機械設備選擇方面，還需要充分考慮施工工作的開展需要，確保機械化施工設備的性能能夠保證施工工作的順利開展。在此基礎上，有效避免施工進程受機械化施工設備自身性能影響的情況出現[1]。

1.2 設備之間具有較高的協調度

在正式開始施工作業之前，要研究不同種類機械化施工設備的性能，確保不同類型的施工設備之間能夠實現協調配合。在此基礎上，提升施工作業的機械化水平，降低相關人員對機械設備進行整體協調與管理的難度，確保公路隧道施工過程具有較強的科學性，施工工作開展的不同環節能夠實現順利銜接。

1.3 使用過程具有較好的經濟效益

在實際配置公路隧道機械化施工設備過程中，需要遵循的兩項最基本原則是技術的經濟性和先進性。實際施工工作開展過程中，在項目施工時間較短，施工量較大情況下，往往作業強度也會相應提升。在這種情況下，施工作業過程中就需要盡量選擇旋轉型機械設備[2]。在工程量較小，施工時間相對充裕情況下，可適當降低機械化施工設備的規格，在此基礎上，切實保證機械化施工設備在實際使用過程中的經濟性。從現實角度講，若施工項目管理單位沒有為施工單位調撥施工機械設備，機械設備的后期選擇需要充分考慮施工過程的使用情況。若后期需要頻繁使用某設備，在成本允許情況下可選擇購置設備。若施工項目為小型工程，且后期無需應用到相應設備，則設備租賃是最合理方式。

2 隧道施工中機械化施工設備配置

2.1 開挖作業常用機械設備

對隧道進行開挖作業過程中，在進口作業面至少需要配置2 臺三臂液壓鑿巖臺車，還需要根據施工實際需要，配置鑿巖鉆機以及移動變壓器[3]。從時間角度講，根據施工的實際需要對設備進行改型配置，能夠有效提升鉆進速度。從施工測量工序開始，到最后進行施工爆破，最短只需3 h，與以往采用風動鑿巖機進行鉆孔相比，效率有了較大幅度提升。在針對完整性較好、堅硬程度較高的圍巖進行施工的過程中，鑿巖臺車發揮了十分重要的作用，不僅能夠有效提升鉆口速度，而且能夠有效減少人工作業，控制施工成本，保障施工安全，這也是今后隧道施工工作開展過程中一個十分重要的技術發展趨勢。

（1）從三臂鑿巖臺車應用角度講，做好鉆桿定位工作后，推進過程一方面可以依照固定傾角，另一方面可以依照水平傾角。相比于以往推進過程中采用的人工控制鉆桿方式，既減少超挖量，又提升鉆孔質量。在日常開挖作業基礎上，三臂鑿巖臺車還能實現隧底釬探、超前水平鉆、加深炮孔、錨桿等方面的操作，根據實際需要進行鉆頭更換，還能夠實現小導管施工操作，適用范圍廣泛。

（2）從鑿巖臺車應用的角度講，與人工開挖的方式相比，能夠有效降低掌子面落石傷人問題的發生概率，保障施工安全。

2.2 裝運作業常用機械設備

在針對隧道進行施工過程中，出碴作業是必不可少的一個工序，其對隧道開挖的整體進度產生直接影響[4]。通常情況下，在進行出碴作業過程中需要配置裝載機，鏟斗容量需要根據實際施工需要而定。為提升出碴作業速度，在正式開始爆破之前，需要在規定位置安排車輛等待，爆破通風工作結束之后，第一時間開始掌子面出碴工作。在此過程中，往往需要用到大型裝運設備，有效提升出碴作業速度，保證隧道施工工作順利展開。相比于傳統的出碴作業方式，采用機械化設備輔助開展裝運工作，能夠較大幅度提升裝運的時效性，達到節約裝運成本的目的。

但是在實際操作過程中需要注意這樣一個問題。由于現階段隧道施工過程中，在針對仰拱進行施工的環節，為保證施工質量，需要同時使用自行式液壓仰拱弧形模板以及自行式液壓仰拱棧橋等先進設備。在針對下臺階以及仰拱進行施工的過程中要保證協同性，有效控制爆破輪廓線尺寸，保證仰拱施工的速度。除此之外，采用這一方式進行施工還能有效控制混凝土成本，但是，個別情況下會影響出碴的速度，實際應用過程中還需要充分考慮施工情況。

2.3 噴錨支護作業常用機械設備

以往進行噴錨支護作業過程中，小型濕噴機是最常用的手段。但是采用這種方式進行施工，普遍存在回彈率高、施工作業環境差、人員勞動強度大、外加劑摻量偏差大的情況。為有效解決上述問題，可在常規作業基礎上加入芬蘭挪曼爾特混凝土濕噴機械手，在此基礎上，合理改進低壓系統穩壓器。

在實際操作過程中，混凝土工藝參數以及配合比的確定是最重要的操作環節。從濕噴機械手自身工作特點來看，其不僅能夠達到降低回彈率的目的，還能有效控制噴錨支護作業施工的綜合成本。

從施工效果看，使用濕噴機械手進行施工能夠有效提升整體施工環節的機械化程度，節約大量人力成本，只需兩人即可完成所有施工操作。施工人員通過遙控方式進行作業，距離受噴面較遠，能夠有效保障施工人員自身安全。與普通濕噴機相比，濕噴機械手具有更高的作業效率。經過現場實測，使用濕噴機械手作業不會產生較大的回彈問題，應作為后續施工工作中一個重要的發展方向。

2.4 防水層作業常用機械設備

在針對隧道防水層進行施工過程中，以往多采用人工掛設防水板掛的方式，費力費時，施工效率提升困難，施工過程機械化程度較低，還會加大施工環節的安全隱患。為有效解決上述問題，切實達到提升施工效率，控制作業人員勞動強度的目的，在相關作業過程中，需要引入防水板鋪掛臺車，該設備能夠輔助施工人員完成相關施工操作，施工效果較好。

新型的防水板鋪掛臺車表面特別安裝了兩條滑軌，在實際運行過程中能夠實現自動提升。在防水板掛設作業過程中，施工人員只需發揮輔助作用，不僅能夠減少作業人員數量，還能有效控制施工人員的作業強度。與此同時，在對墊片以及防水板進行熱熔焊過程中，超聲波焊機的應用越來越普遍，能夠有效減少以往焊接過程中出現的焊穿、焊焦等問題。

3 公路施工中機械化施工設備配置

3.1 公路路基路面施工常用機械

公路施工過程中，往往需要用到多種類型的施工機械設備，不同型號的施工機械設備進行組合也會產生不同效果。對施工機械設備進行組合過程中，一方面需要考慮施工各個環節的連接問題，一方面需要考慮到施工作業的內容特點。對公路路基以及路面進行施工過程中，通常情況下包含對土石方進行挖掘以及對路面進行填充兩個環節。在這兩個環節施工中，需要使用到的設備主要包括裝載機、挖掘機、平地機、運輸汽車以及壓路機。若在路基施工存在問題的情況下，施工過程中還需要用到沖擊碾壓壓路機[5]。對路基施工過程中若存在巖體問題，還需要用到鑿巖機以及空壓機。公路施工中，針對路面面層以及路基的施工質量會直接影響公路整體質量。除了上述設備，對公共路面進行施工的過程中還需要使用到拌合設備、壓路機以及運輸車等。

3.2 公路橋梁施工常用機械設備

對公路橋梁進行施工過程中，最常用的設備包括起吊設備、混凝土機、模板、鋼筋加工設備和裝配支架等。針對橋梁上部進行施工的過程中，使用到的施工機械設備還包括拱橋施工作業設備、懸索橋作業設備以及斜拉橋作業設備等。針對公路橋梁的隧道部分進行施工的過程中，鉆孔機、盾構機等大型設備最為常用，還會用到混凝土噴射機、空壓機等設備。

4 結語

公路隧道施工過程中，合理選擇機械化施工設備是保障工程質量的前提條件，一方面需要保證所選擇的機械化施工設備能夠滿足實際施工的需要，另一方面還要保證不同類型的設備之間能夠實現協調配合。在此基礎上，實現加快施工進程，保證施工效益，提升施工質量的工作目標。針對公路隧道施工過程中常見的問題，需要在常規設備配置的基礎上進行合理有效調整，做到特殊情況特殊分析，有效提升施工過程中的機械化程度。