摘要：隨著科技的進(jìn)步，我國(guó)隧道工程的建設(shè)日益增多且對(duì)工程施工要求也越來(lái)越嚴(yán)格。為了從根本上提高我國(guó)的隧道工程建設(shè)，必須實(shí)現(xiàn)隧道工程的機(jī)械化。將機(jī)械化與施工技術(shù)和施工工藝科學(xué)的結(jié)合，是隧道工程發(fā)展的必然趨勢(shì)，本文主要針對(duì)該情況，對(duì)隧道工程機(jī)械進(jìn)行了分析，首先介紹了國(guó)內(nèi)外常見(jiàn)的集中隧道施工方法，然后結(jié)合實(shí)際情況，對(duì)常用的隧道工程機(jī)械進(jìn)行了闡述，最后分析了我國(guó)隧道工程機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)。

關(guān)鍵詞：隧道工程；施工方法；工程機(jī)械現(xiàn)狀；工程機(jī)械發(fā)展

中圖分類號(hào)：TU607文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1673-9671-(2012)042-0208-02

當(dāng)今我國(guó)科技與經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，機(jī)械滲入各個(gè)領(lǐng)域，尤其是在隧道工程以及礦山工程中，逐漸的被用于具有危險(xiǎn)性的高強(qiáng)度的工作中，成為社會(huì)生產(chǎn)生活必不可少的工具。并且新科技、新工藝、新材料的應(yīng)用促使了我國(guó)工程機(jī)械的快速發(fā)展，逐步實(shí)現(xiàn)了設(shè)備自動(dòng)化以及智能化，提高了施工的效率，降低了成本。本文主要以隧道工程為例，介紹了工程機(jī)械的應(yīng)用與發(fā)展。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展和運(yùn)營(yíng)的需要，鐵路、公路隧道趨勢(shì)是越修越長(zhǎng)、越修越寬，技術(shù)越來(lái)越難、越復(fù)雜。鐵路、公路隧道的修建涉及到結(jié)構(gòu)、防排水、巖土、地質(zhì)、地下水、空氣動(dòng)力、光學(xué)、消防、交通工程、自動(dòng)控制、環(huán)境保護(hù)、工程機(jī)構(gòu)等多種學(xué)科，是綜合復(fù)合技術(shù)，需要多學(xué)科進(jìn)行聯(lián)合研究、進(jìn)行攻關(guān)。目前，我國(guó)鐵路、公路隧道修筑技術(shù)已有長(zhǎng)足的發(fā)展，對(duì)圍巖動(dòng)態(tài)量測(cè)反饋分析技術(shù)，組合式通風(fēng)技術(shù)，運(yùn)營(yíng)交通簡(jiǎn)易監(jiān)控技術(shù)，新型防水、排水、堵水技術(shù)，圍巖穩(wěn)定技術(shù)，支護(hù)及襯砌結(jié)構(gòu)技術(shù)等都有許多成功實(shí)例，其中大部分成果已處于國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平，還有一些成果已達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。在大規(guī)模的建設(shè)過(guò)程中，國(guó)內(nèi)隧道建設(shè)也暴露出一些不足。

1隧道工程施工方法

1.1鉆爆法隧道施工

在鉆爆法施工中主要的施工流程為開(kāi)挖、鑿孔及爆破；在工作過(guò)程中，要注意支護(hù)、通風(fēng)照明、防塵等?，F(xiàn)階段的鉆爆法隧道施工主要采用了新奧法支護(hù)、錨噴支護(hù)和光面控制爆破，主要采用的機(jī)械有：

1）鑿巖機(jī)械。現(xiàn)在的工程機(jī)械已經(jīng)逐漸的步入了液壓化，而且技術(shù)趨于成熟。高科技使用到鑿巖工程機(jī)械中，例如氣動(dòng)鑿巖機(jī)的基礎(chǔ)理論、測(cè)試技術(shù)的采用，大大的提高了工程機(jī)械的性能；現(xiàn)代波動(dòng)力學(xué)、減振、消聲和新材料應(yīng)用，通過(guò)改變活塞的幾何形狀，達(dá)到最優(yōu)能量傳遞的效果，采取擴(kuò)大活塞直徑等措施，提高了機(jī)械的沖擊頻率以及零件的使用壽命。

2）裝渣及運(yùn)輸機(jī)械。在隧道工程施工中，工程中出渣作業(yè)占了整個(gè)掘進(jìn)作業(yè)循環(huán)時(shí)間的40%，因此對(duì)裝渣及運(yùn)輸機(jī)械的選用是提高掘進(jìn)工作的重點(diǎn)。

為了滿足現(xiàn)在隧道工程的施工要求，適應(yīng)大斷面和全斷面開(kāi)挖的需要，裝渣機(jī)械正發(fā)展高效連續(xù)裝碴和無(wú)軌運(yùn)輸設(shè)備，主要有立爪、蟹爪及立蟹爪裝碴機(jī)、正裝側(cè)卸式裝載機(jī)。

國(guó)外的先進(jìn)運(yùn)輸機(jī)械和牽引設(shè)備正由有軌向無(wú)軌發(fā)展，通過(guò)隧道裝渣系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)快速施工，提高了工作效率。我國(guó)的隧道施工機(jī)械發(fā)展較國(guó)外還不是很成熟，主要的運(yùn)輸車(chē)輛有斗車(chē)、斗式列車(chē)，槽式、梭式礦車(chē)，梭式汽車(chē)、自卸汽車(chē)和膠帶輸送機(jī)等。

1.2現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)施工

在現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)隧道施工中，主要采用的工程機(jī)械是盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械。該機(jī)械具有一個(gè)可以移動(dòng)的鋼結(jié)構(gòu)外殼（盾殼），內(nèi)裝有開(kāi)挖、排土、拼裝和推進(jìn)等機(jī)械裝置，采用了液壓、機(jī)電控制、測(cè)控等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了開(kāi)挖、支護(hù)、襯砌等多種作業(yè)的一體化施工，在歐美等國(guó)被廣泛的使用，其中以德國(guó)、美國(guó)、日本技術(shù)的盾構(gòu)掘進(jìn)機(jī)械最為先進(jìn)。

1.3隧道聯(lián)合掘進(jìn)施工

隧道聯(lián)合掘進(jìn)施工作為一項(xiàng)比較先進(jìn)的施工技術(shù)在國(guó)外被廣泛的使用，且技術(shù)也比較成熟，但是在我國(guó)該項(xiàng)技術(shù)還沒(méi)有得到推廣。該種施工方法主要采用的工程機(jī)械式隧道聯(lián)合掘進(jìn)機(jī)，采用高壓水電和流技術(shù)，不僅提高了機(jī)械破巖的能力，而且降低了費(fèi)用，而且該工程機(jī)械具有極高的機(jī)械性，便于自動(dòng)化操作，擴(kuò)大了掘進(jìn)機(jī)的使用范圍和使用效率

2隧道工程機(jī)械現(xiàn)狀

在隧道隧道工程施工中，主要有鉆爆法、現(xiàn)代盾構(gòu)掘進(jìn)法以及隧道聯(lián)合掘進(jìn)法三種施工方法。結(jié)合我國(guó)的隧道工程施工情況以及施工方法的考量，本文主要介紹現(xiàn)階段隧道施工中，常用的意大利C6鉆機(jī)以及小松WA380裝載機(jī)。

2.1意大利C6鉆機(jī)

1）意大利C6鉆機(jī)介紹。意大利C6鉆機(jī)，即CASAGRANDEC6是一臺(tái)多功能全液壓履帶式鉆機(jī)，該工程機(jī)械可用于土層、粘土層、砂石層、巖石層和含水層等各類不同地質(zhì)進(jìn)行錨桿、錨索、硬巖破碎、地質(zhì)鉆探、雙管鉆進(jìn)、注漿加固操作，以及地下微型樁等深孔的回轉(zhuǎn)沖擊和常規(guī)回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)操作。該機(jī)械適用范圍廣，例如可用于邊坡支護(hù)、微型擠壓樁、硬巖破碎、雙管鉆進(jìn)等旋噴，尤其可以用于深孔地質(zhì)鉆探。該工程機(jī)械自身配備了專用的分析軟件，能夠獲取隧道前方的準(zhǔn)確的圍巖狀況，并經(jīng)過(guò)安全性等分析確定合適的施工方案。與傳統(tǒng)的鉆機(jī)相比，意大利C6鉆機(jī)具有很好的自動(dòng)化能力，較好的環(huán)境適應(yīng)力以及廣闊的使用范圍，并且該機(jī)械鉆孔具有深度大，精度高，穩(wěn)定性強(qiáng)的特點(diǎn)。

2）意大利C6鉆機(jī)的特性。①適用性。由于C6鉆機(jī)采用T12006V型的大功率動(dòng)力頭，其機(jī)械的轉(zhuǎn)速連續(xù)可調(diào)，并且設(shè)置了高、低速檔，可以單獨(dú)的控制轉(zhuǎn)速，滿足了在施工過(guò)程中，對(duì)于機(jī)械不同轉(zhuǎn)速的需求；機(jī)械具備的搭載液壓沖擊錘，滿足了施工過(guò)程中破碎硬巖的需求；而且該機(jī)械可與電腦系統(tǒng)搭載，能夠準(zhǔn)確的完成監(jiān)控鉆進(jìn)深度、注漿壓力，液壓系統(tǒng)流量以及動(dòng)力頭扭矩等的測(cè)量工作，能將測(cè)量的數(shù)據(jù)顯示在屏幕上，同時(shí)進(jìn)行同步記錄，便于了工作人員對(duì)隧道施工的了解和決策。該設(shè)備具有很好的可擴(kuò)展性，可打載水泵、泡沫泵、注油器等輔助裝置，實(shí)現(xiàn)工作隧道的高效率施工；②高效性。意大利C6鉆機(jī)的鉆架主要是有液壓油缸控制，鉆架前部配有液壓伸縮式插塊定位機(jī)構(gòu)，且在底盤(pán)配置了四個(gè)穩(wěn)定的支腿，這些特點(diǎn)使得C6鉆機(jī)具有很好的靈活性、較大的鉆進(jìn)角度、較好的地面高差適應(yīng)性以及較好的鉆孔精度。鉆架的是高強(qiáng)度箱型結(jié)構(gòu)，動(dòng)力頭在鉆架上的有效行程為4米，而且動(dòng)力頭配置看側(cè)移裝置，這些技術(shù)的采用，降低了鉆進(jìn)施工時(shí)的換桿次數(shù)，和節(jié)約了定位調(diào)整時(shí)間，大大的提高了工作效率。

2.2小松WA380裝載機(jī)

在隧道施工中，小松WA380裝載機(jī)是比較常用的工程機(jī)械

之一。

1）工作性能好。該機(jī)械具有較好的工作性能，采用2級(jí)液壓系統(tǒng)，在卸料時(shí)，動(dòng)臂舉升過(guò)程中，工作裝置的油量增加提高舉升速度；在進(jìn)行挖掘、裝載工作時(shí)，工作裝置油量減少，減少的功率分配到驅(qū)動(dòng)輪，提高牽引力，實(shí)現(xiàn)了裝載工作的高效完成。該機(jī)械具有較強(qiáng)的裝載能力以及較大的卸載高度。其提高最大鉸接銷(xiāo)高度達(dá)到了4#8198;095毫米，使卸載高度增加，增強(qiáng)了高裝載性，使裝載作業(yè)空間更充分，能夠輕易的完成卸料與堆垅作業(yè)。具較強(qiáng)的裝載能力以及較大的卸載高度。

2）操作簡(jiǎn)易。該工程機(jī)械具有較好的操作性，工作裝置采用PPC閥實(shí)現(xiàn)控制，PPC閥安裝在工作裝置控制桿底部，通過(guò)連桿與控制桿連接。因此工作人員在操作控制桿的過(guò)程中，操作力輕，行程短，提高了操作性。而且沒(méi)有軟軸進(jìn)行連接，提高了可靠性。該機(jī)械使用了電磁式變速箱控制桿，將磁鐵安裝于變速箱控制桿底部，隨著控制桿的操作一起移動(dòng)，霍爾IC安裝于控制開(kāi)關(guān)內(nèi)集成電路板頂端，與控制桿前后進(jìn)、速度段處磁鐵的位置相對(duì)應(yīng)，共配有七個(gè)（F、N、R、1速、2速、3速、4速），在操縱控制桿時(shí)，磁信號(hào)通過(guò)磁鐵與控制開(kāi)關(guān)的間隙及開(kāi)關(guān)箱傳到集成電路轉(zhuǎn)化為電信號(hào)，不用接觸可向變速箱控制閥傳遞電信號(hào)，提高了操作性。

3隧道工程機(jī)械發(fā)展趨勢(shì)

3.1工程機(jī)械的自動(dòng)化與智能化

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，人們開(kāi)始逐漸的研究利用機(jī)械車(chē)載計(jì)算機(jī)輔助土方作業(yè)系統(tǒng)技術(shù)。主要是通過(guò)研究土方機(jī)械動(dòng)力學(xué)控制系統(tǒng)，對(duì)工程機(jī)械的各工作參數(shù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，其中主要利用電子計(jì)算機(jī)技術(shù)，將土方機(jī)械的作業(yè)工況、作業(yè)介質(zhì)和機(jī)器狀況進(jìn)行情況進(jìn)行分析并反饋給操作人員，讓工作人員能夠及時(shí)的了解施工狀況并且做出及時(shí)的處理，工程機(jī)械中自帶的分析和決策程序是工程機(jī)械自動(dòng)化和智能化實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵。

3.2工程機(jī)械的成套化與系統(tǒng)化

成套化和系統(tǒng)化是工程機(jī)械發(fā)展的主要趨勢(shì)和必然趨勢(shì)。國(guó)外許多著名大公司已逐步實(shí)現(xiàn)了其產(chǎn)品系列化進(jìn)程。形成了從微型到特大型不同規(guī)格的產(chǎn)品。

與此同時(shí)，產(chǎn)品能夠通過(guò)中央控制室的控制，實(shí)現(xiàn)機(jī)械各個(gè)部分的有機(jī)結(jié)合和施工工作的協(xié)調(diào)配合。

總而言之，我國(guó)的隧道工程機(jī)械水平還比較低，與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家有很大的一段距離。我們?cè)谝M(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)的同時(shí)，要注意及時(shí)研制與最新施工方法相適應(yīng)的新型隧道機(jī)械，解決我國(guó)隧道施工中的難題，促進(jìn)我國(guó)隧道施工的發(fā)展。

參考文獻(xiàn)

[1]申佃友.隧道工程控制爆破技術(shù)探討與應(yīng)用[D].西南交通大學(xué)，2004.

[2]徐前衛(wèi).盾構(gòu)施工參數(shù)的地層適應(yīng)性模型試驗(yàn)及其理論研究[D].同濟(jì)大學(xué)，2006.

[3]顧麗雅.我國(guó)城市地鐵與隧道設(shè)備國(guó)產(chǎn)化發(fā)展政策的分析[J].現(xiàn)代隧道技術(shù)，1999，06.

[4]葉曉明.各種隧道工程技術(shù)力量需要合作[J].地下空間與工程學(xué)報(bào)，1981，02.