沿江高速公路隧道大型機械化配套施工方案探討

聶亮 陳行

【摘要】基于對隧道施工大型機械化配套應用現狀的研究，文章根據沿江高速公路隧道地質條件，為滿足隧道施工安全、高質、快速的要求，提出了沿江高速隧道機械化配套方案（A型、B型、C型），并針對各隧道特點選用了適用的配套方案，研究成果可為類似工程提供借鑒和參考。

【關鍵詞】沿江高速公路; 隧道; 鉆爆法; 機械化配套; 施工

【中國分類號】U455.3

【文獻標志碼】A

宜賓至攀枝花沿金沙江高速公路（又稱沿江高速）是G4216線成都至麗江國家高速公路的重要組成段落，同時也是《四川省高速公路網規劃（2014-2030年）》“16、8、8”高速公路網中成都至沐川至攀枝花至云南高速公路、新市至習水高速公路的重要組成路段。該項目主線隧道路線里程長度接近100 km，占比高達70.73 %，隧址區斷裂構造密集發育、洞身普遍存在巖溶、涌突水、巖爆、石膏膨脹巖和瓦斯等不良地質。隧道施工面臨著極為突出的質量和安全風險（圖1）。

為達到提高隧道施工工效，保證施工質量，改善作業條件，減少作業人員，有效探測和控制隧道施工風險，減小工期壓力的目的，本文對沿江高速公路隧道的機械化配套方案進行研究具有重要意義。

1 隧道施工大型機械化配套應用現狀

通過調研發現目前鉆爆法施工隧道的機械化配套主要涵蓋超前鉆探和開挖、裝碴運碴、支護、仰拱（檢鋪底）、防排水、混凝土襯砌、養護、溝槽施工九大作業線[1]。國內鐵路隧道大多按基本、中度、高度三種機械化配套模式施工，其中基本配套為《鐵路隧道工程施工機械配置技術規程》中無軌運輸基本配置[2]，中度配套在一些工序（如仰拱、襯砌、防水板、溝槽、養護等工序）上進行了加強，高度配套在全工序上進行了機械配置。

公路隧道機械化配套主要集中在開挖和支護作業線，設備主要采用鑿巖臺車、混凝土濕噴機械手、自行式仰拱棧橋等，還未有全工序進行機械化集成配套的先例。總體來說公路隧道機械化配套程度較低，對于智能襯砌臺車和智能化注漿機等智能設備應用極少[3]。

據統計，鉆爆法施工隧道在進行了大型機械化配套后可在開挖、裝藥、初期支護等工序減少施工作業人數。施工進度指標有一定提升。高度機械化配套進度指標較基本配套提高20 %～30 %，比中度機械配套提高約10 %[4-6]。

2 沿江高速公路隧道機械化配套方案

2.1 配套原則

為了達到“快速施工，以機代人”的目的，同時能滿足復雜地質環境對設備性能的需求。沿江高速公路隧道機械化配套方案應遵循以下原則：

（1）以“保證施工質量、減少作業人員、減輕勞動強度和有利提高功效、有利平行作業”為配套原則[7]。

（2）根據隧道長度規模、地質構造情況及設備適用性，按機械化程度由高到低分三級進行配置。

2.2 具體配套方案與隧道劃分

2.2.1 A型配套方案

A型配套在超前地質預報作業上配置多功能鉆機;開挖作業線配置三臂鑿巖臺車兩臺;配備除塵凈化設備以改善洞內環境。支護作業線配置單臂濕噴機械手、鋼拱架拼裝機、錨桿鉆注一體機、高壓注漿等設備。后續作業線配置自行式仰拱棧橋、防水板自動鋪設臺車、智能化模板臺車、養護作業臺車、溝槽臺車等設備。A型配套機械配置見表1。

2.2.2 B型配套方案

B型配套與A型配套差別在于開挖作業線與傳統鉆爆法相同，其余配置與A型配置相同。B型配套機械配置見表2。

2.2.3 C型配套方案

C型配套僅在支護作業線上配置單臂濕噴機械手。為保證襯砌及防水施工質量增加襯砌智能化模板臺車、溝槽臺車、噴淋養護臺車等低投入機械化設備（表3）。

根據收集的沿江高速公路各隧道的基本信息，考慮設備性能的適用性，按表4進行機械化配套。

3 結論與建議

（1）公路隧道實施機械化配套是保證施工質量、減輕作業人員勞動強度必要措施;能減少隧道施工群死群傷事故，提高隧道施工安全性;能減少隧道施工作業人員，減少日益緊張的人力需求;是保證施工進度的重要措施。

（2）本文通過調研分析，結合沿江高速公路隧道地質情況及設備適用性，分三級進行了隧道大型機械化配套施工方案。可為今后類似工程提供借鑒和參考。

（3）針對沿江高速高地應力、巖溶、斷層破碎帶等不良地質段落的適應性有待進一步驗證分析。

參考文獻

[1] 朱科，鐵路隧道施工機械化配置的九條作業線配套施工技術探討[J].鐵道建筑技術，2018（4）：94-98.

[2] Q/CR 9226-2015 鐵路隧道工程施工機械配置技術規程[S].

[3] 吳夢軍，吳慶良. 山嶺公路隧道機械化施工現狀與展望[J]. 重慶交通大學學報，2020，39 （3）： 18.

[4] 張建周，鐵路隧道機械化配套施工經濟型分析[J].鐵路工程技術與經濟，2019，34（6）：56.

[5] 左強，林銳，陳世凱，等.深豎井條件下暗挖隧道施工機械配套分析[J].四川建筑，2020，40（1）：258-261.

[6] 楊永剛.堅硬圍巖隧道施工中超欠挖的影響因素及控制措施[J].四川建筑，2020，40（2）：240-242.

[7] 王飛陽，周凱歌，周路軍. 川藏鐵路隧道機械化配套施工適應性研究[J]. 現代隧道技術，2020，57 （增刊1）： 60.