機械化施工配套在高速鐵路隧道施工中的應用

劉兵

（中交一公局西北工程有限公司，陜西 西安 710000）

0 引言

為了能夠滿足人們對于交通出行的質量以及安全要求，相關人員在開展對應的高速鐵路隧道工程施工時就應當采取一系列優良的技術來進行施工，通過此類良好的技術來有效地提升整體工程的質量，從而推動行業的良好進步。目前機械化施工配套是一種較為先進的施工技術，但是此類技術在傳統的施工過程中存在一定的注意事項，相關人員應當在施工的過程隨時注重此類注意事項，以此來提高施工技術的質量以及有效性。本文也就側重于對當前機械化施工配套在高速鐵路隧道施工中的應用進行分析，希望能夠幫助到有需要的人。

1 注意事項

為了能夠有效地提高當前機械化施工配套在高速鐵路隧道施工中的應用效果，相關人員首先需要了解和掌握的一個重要內容就是在施工中所需要注意的一系列事項，只有對此類注意事項進行了了解和掌握才能夠方便后續施工過程中避開此類問題，從而確保施工的質量以及效率。在機械化施工配套應用的過程中工作人員需要注意的事項主要有以下幾個方面的內容：

第一，對于機械施工設備的選擇過程，由于機械化施工配套是一種較為復雜以及繁瑣的施工流程，因此在施工的過程中為了能夠提高其施工的效率就需要應用到一系列機械設備，若是此類機械設備的質量以及性能不達標那么自然也就無法有效提升施工效率，反而可能帶來一系列副作用。因此相關人員首先需要對機械設備進行選擇，在選擇的過程中應當嚴格在保障高速鐵路隧道機械施工相關要求以及標準的基礎之上來選擇對應的機械設備，并且根據工程的規模以及數量來確定對應機械設備的數量以及型號[1]。同時還需要根據工程施工的具體情況來分配對應的機械設備，以此來確保機械設備的作用能夠達到最大化。第二，在開展施工之前相關工程人員應當先對施工現場的實際情況進行掌握和了解，在傳統的部分工程施工過程中工程施工人員在施工之前沒能夠對施工現場的實際情況進行掌握和了解，在施工的過程中就會存在一些錯誤的操作，針對于部分較為特殊的地形情況來說此類錯誤操作可能會導致整體工程出現塌方等一系列情況，若是產生此類情況不僅會拖延了整體工程施工的進度，同時還會對施工人員的生命安全造成威脅。除此之外，相關施工人員也需要對相關機械設備的使用方法進行掌握和了解，若是沒能夠提前對設備的使用方法進行掌握，那么在實際的運行過程中就可能會出現錯誤操作，從而無法有效提升整體的施工質量以及效率。第三，對于機械設備的質量把控，對于工程施工來說機械設備的運行質量也將會從很大程度上直接影響和決定了整體的施工效率以及質量，因此在這樣的背景之下相關企業中的采購人員也應當在采購設備時按照對應的標準以及規范來進行采購，并且同時也需要對此類機械設備的相關資質以及證明進行檢查和判斷，若是存在質量不過關的機械設備就需要及時更換以及處理，以此來防止質量不達標的設備進入到施工現場[2]。通過這樣一系列的操作能夠有效地將整體工程施工的質量進行提升，并且同時也能夠確保工程施工的安全性以及穩定性。

2 應用策略

2.1 隧道開挖環節

機械化施工配套在高速鐵路隧道工程施工中的應用可以分為幾個環節的內容，首先就是針對于隧道開挖的環節進行分析和探討。隧道開挖環節在整體工程施工中都占據了非常重要的一個部分，在傳統的開挖過程中人們所采用的方法基本上都是人工鉆爆法。如圖1所示。此類方法在應用的過程中所使用的設備基本上都是對應的風洞鑿巖機（風動鑿巖機），但是此類設備在應用的過程中具備的精度較低，同時施工的效率較低，因此使用此類設備進行隧道開挖所帶來的效率以及質量相對來說較為低下。而若是能夠在這樣的一個環節中使用機械化施工配套的方式來進行開挖那么可以從一定程度上解決此類問題。在應用該技術時相關人員就可以采用全電腦三臂鑿巖臺車來進行隧道的開挖工作。如圖2所示。而其具體的應用措施可以從以下幾個方面入手。

圖1 鉆爆法施工流程

圖2 全電腦三臂鑿巖臺車

首先是可以利用定位與掃描一體式的裝置，該裝置的主要作用以及目的就是為了能夠幫助鑿巖臺車在工作的過程中準確地進行定位，之后就可以利用電腦來將對應地爆破設計圖進行導入，那么相關機械設備在接受到對應的指令以及設計圖之后就可以根據其包含的內容來進行鉆孔工作，并且由于此類鑿巖臺車所具備的效率較高，因此在這樣一個鉆孔的過程中基本上不需要花費太多的人力，以此來實現一個全自動的鉆孔效果。在鉆孔的過程中其所使用的鉆孔角度、位置以及深度等一系列參數都可以通過電腦來進行設置，后續電腦也能夠對其進行實時監控，從而對其鉆孔壓力、速度等參數進行控制，從而不斷地對爆破方案進行優化。

全電腦三臂鑿巖臺車自身也具備了良好的記錄、存儲3D掃描日志的功能，工作人員可以借助此類參數來對超挖以及欠挖等情況進行觀察，后續也能夠對此類情況所對應的土石方量進行計算。

2.2 初期支護環節

其次就是對應的初期支護環節，在該環節中同樣也可以充分地利用機械化施工配套來進行施工，在開展對應的施工環節之前相關人員首先需要對其使用的機械設備進行選擇，一般來說可以選擇拱架拼裝機或者雙臂混凝土濕噴機。如圖3所示。

圖3 隧道用拱架預拼裝臺車

在初期支護環節中也分為兩個不同的環節，首先是針對于支護環節，在進行該環節的工程施工時相關人員就可以采用對應的拱架拼裝機。在傳統的施工過程中人們基本上都會采用較為傳統的人工配備開挖臺車立架施工的方法，此類方法在實際的應用過程中所需要的人力以及資源較多，并且整體的施工過程也需要人工進行干擾和處理，因此整體的施工效率以及質量并不高。而利用拱架拼裝機可以從一定程度上解決此類問題[3]。而其在實際應用的過程中首先時需要對其自身進行定位的工作，定位之后就可以通過與之配備的電腦來對斷面進行掃描，經過掃描之后就可以根據其實際的情況來選擇對應的架立位置。之后機械臂能夠自我進行調控以此來對拱架進行精準的拼裝工作，拱架連接法蘭孔精準定位之后拱架的連接就會形成非常牢固可靠的狀態。鋼拱架的施工過程相比較于傳統的施工來說其所花費的人員可以減少4-5人左右，人員所需要面臨的施工安全風險以及勞動強度相比較于傳統來說也可以大大降低，整體施工所花費的時間也能夠減少50%左右，整體的施工質量大大增加。

其次是對于噴射混凝土環節的應用，在該環節之中則是可以充分地利用雙臂混凝土濕噴機，該機械設備相比較于傳統的設備來說最為明顯的一個優勢就是其噴射的速度能夠達到50m3/h。在實際的應用中需要配備對應的操作手，而操作手可以通過遠程控制的方式來對濕噴機進行控制，在工作的過程中可以隨時地對其噴射角度、距離以及速度等進行調整，并且同時也能夠對車載液體速凝劑摻量進行調整，那么這樣在混凝土噴射的環節中大部分的行為都能夠得到控制，從而有效地提高了整體的施工效率以及質量。

3 基于工程特點及巖爆特征的施工方法

為了能夠更加有效地提高機械化施工配套與高速鐵路隧道工程施工中的應用，相關人員也應當采取對應的方法來進行施工。在實際的施工過程中，相關施工人員需要對施工的實際情況進行調查和分析，同時也需要對巖爆的特征進行分析，而能夠同時滿足上述兩個條件的方法就是采用地質綜合分析法。該方法的實際應用步驟為以下幾個環節：

首先利用地質調查法，通過地質調查法能夠對施工先擦汗給你的掌子面以及附近圍巖進行地質的素描，通過素描的方法能夠初步對地質的情況進行掌握，其中包括了一系列結構面以及地下水等條件[4]。其次利用加深炮孔的方法來對掌子面前方3m左右尚還未開挖的地區進行分析和調查，以此來進一步確認周邊的地質情況。再次是利用地震波反射法來對掌子面前方區域進行深入的調查，通過地震波的作用能夠對前方地質情況中是否存在空洞、大型結構以及地下水等情況進行分析和判斷。最后通過以上分析的情況來對當前區域內的地質情況進行掌握，綜合確認區域內的圍巖地質情況。

在這樣的一個過程中同樣也存在對應的預判別標準。首先是針對于地質調查法，在該方法的實際應用過程中主要是通過了素描的方式來對掌子面以及兩側邊墻附近的地質條件進行初步的調查以及分析，并且利用素描來進行繪制，方便觀察以及判斷[5]。在這樣的一個過程中可以對其開挖區域的巖性、風化程度以及地下水情況等一系列條件都進行一個較為清晰的分析和觀察，從而判斷此類情況的穩定性是否能夠達標。其次是對應的加深炮孔法，該方法主要是利用了鑿巖臺車等一系列機械設備來對開挖工作面附近的地質進行超前勘察的一種技術，一般來說通過合理地應用可以幫助工作人員獲取掌子面附近6m左右的地質信息，可以依此提前對此類情況進行計劃和分析，從而確保施工的質量和有效性。

4 結語

總而言之，在當前的社會中，為了能夠確保人們交通出行的安全性，相關人員必須對高速鐵路隧道工程的施工進行優化和完善，采取機械化施工配套的方法來進行結合，通過這樣的方式來切實提高整體工程施工的質量以及效率。在未來的發展過程中，此類技術的應用還需要得到不斷發展和提升，從而共同推動社會以及行業的良好發展。