宋顯立

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

在公路隧道施工過(guò)程中，合理配置施工機(jī)械設(shè)備一直是非常重要的問(wèn)題，合理配置施工機(jī)械不僅能有效提升施工效率和施工質(zhì)量，還能有效減少施工工作人員的工作強(qiáng)度，在保證施工進(jìn)度的同時(shí)有效減少工程造價(jià)，高質(zhì)量、低消耗地完成公路隧道施工這項(xiàng)嚴(yán)峻困難的施工任務(wù)。針對(duì)公路隧道施工機(jī)械的合理配置原則進(jìn)行分析，提出施工機(jī)械的合理配置建議。

1 合理配置原則

公路隧道施工機(jī)械的合理配置原則應(yīng)建立在公路隧道的實(shí)際長(zhǎng)度、斷面大小和施工地區(qū)地質(zhì)條件、運(yùn)用相關(guān)施工技術(shù)和安全因素等配置原則：①施工機(jī)械的配置應(yīng)建立在施工過(guò)程中運(yùn)用到的施工技術(shù)基礎(chǔ)上，并要滿足施工工期的前提下；②施工機(jī)械配置的生產(chǎn)力應(yīng)超過(guò)均衡施工能力，而均衡施工能力則要超過(guò)于施工進(jìn)度的標(biāo)準(zhǔn)；③在選購(gòu)施工機(jī)械配置的過(guò)程中應(yīng)重視備用機(jī)械設(shè)備；④在進(jìn)入到公路隧道中進(jìn)行施工的設(shè)備應(yīng)盡可能選擇電力機(jī)械設(shè)備，并且優(yōu)先選擇噪聲小和排出污染物符合標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械設(shè)備；⑤在正式開(kāi)展公路隧道施工前，一定要注重培訓(xùn)工作，讓相關(guān)工作人員都能夠清楚地了解所用機(jī)械，并且充分掌握機(jī)械的使用技巧、使用規(guī)則等；⑥要保證施工機(jī)械的使用安全，即購(gòu)入施工機(jī)械的過(guò)程應(yīng)建立在安全性的基礎(chǔ)上，并且定時(shí)檢查、維修施工機(jī)械，確保施工機(jī)械安全運(yùn)行；⑦配置機(jī)械設(shè)備的過(guò)程中，應(yīng)優(yōu)先選擇經(jīng)濟(jì)合理、具有節(jié)能特點(diǎn)的機(jī)械設(shè)備，選擇適應(yīng)性較強(qiáng)的設(shè)備，能夠使施工設(shè)備滿足不同情況下的公路隧道施工條件，還能夠滿足輔助施工技術(shù)的需求。

2 公路隧道施工機(jī)械的合理配置

2.1 合理配置通風(fēng)機(jī)械設(shè)備

在進(jìn)行通風(fēng)機(jī)械設(shè)備配置和安裝之前，相關(guān)工作人員應(yīng)根據(jù)公路隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際施工情況進(jìn)行計(jì)算，并且在滿足以下條件下采取最大值來(lái)計(jì)算風(fēng)量：①根據(jù)公路隧道中同時(shí)間施工人員的最大數(shù)量計(jì)算風(fēng)量，一般情況下200 m3/min 就能夠滿足與以上要求[1]；②根據(jù)同時(shí)爆破過(guò)程中用到的最大炸藥數(shù)量來(lái)計(jì)算風(fēng)量，通常情況下公路隧道都會(huì)運(yùn)用壓入式通風(fēng)，當(dāng)風(fēng)量達(dá)到1300 m3/min 時(shí)就能夠滿足要求；③按照公路隧道施工中內(nèi)燃機(jī)作業(yè)廢氣稀釋的需求來(lái)計(jì)算風(fēng)量，一般情況下風(fēng)量達(dá)到1500 m3/min 就能夠滿足要求；④根據(jù)公路隧道洞內(nèi)的最小風(fēng)速來(lái)計(jì)算，針對(duì)這種情況所得出的值普遍偏小，一般情況下風(fēng)量滿足1000 m3/min 時(shí)，相關(guān)工作人員就能夠順利開(kāi)展施工工作。

根據(jù)以上的分析結(jié)果加上漏風(fēng)和摩阻系數(shù)，只要通風(fēng)機(jī)能夠在正常運(yùn)行的情況下提供1600 m3/min 的新鮮空氣，就能夠保障公路隧道施工的所有工作人員順利開(kāi)展工作。能夠滿足于一般情況下公路隧道通風(fēng)條件的機(jī)械為軸流風(fēng)機(jī)，型號(hào)為SDP（C）-NG12.5。

2.2 合理配置供電機(jī)械設(shè)備

在隧道施工過(guò)程中供電機(jī)械的合理配置十分重要，直接影響到隧道施工質(zhì)量和施工效率，并且在一定程度上影響著施工工作人員的生命安全，因此要慎重考慮供電機(jī)械設(shè)備的合理配置。在公路隧道施工過(guò)程中供電主要包括生產(chǎn)用電、生活用電等，而生產(chǎn)用電包含機(jī)械運(yùn)行用電和施工過(guò)程中的照明用電。在合理配置供電設(shè)備過(guò)程中應(yīng)注重考慮總用電量，這樣才能選擇出合理的發(fā)電機(jī)、變壓器、各種類型的供電開(kāi)關(guān)和導(dǎo)線等，進(jìn)而做到用電可靠、用電安全、用電節(jié)約。另外根據(jù)公路隧道工程實(shí)際施工用電情況分析得出，在確定施工總用電量的過(guò)程中，用電定額并不是固定的，在用電設(shè)備同時(shí)運(yùn)行的過(guò)程中超過(guò)用電定額的現(xiàn)象非常普遍。中小公路隧道在施工過(guò)程中可以采用400/230 V 三相四線系統(tǒng)兩端送電，在導(dǎo)線斷面的選擇上應(yīng)保證末端電壓＜10%；而對(duì)于長(zhǎng)隧道施工，如果在施工過(guò)程中的用電設(shè)備不多時(shí)，可以與中小隧道施工過(guò)程中的供電機(jī)械設(shè)備相一致，如果用電設(shè)備較多，則可以采用6～10 kV 高壓送電。

2.3 隧道開(kāi)挖施工機(jī)械合理配置

隧道開(kāi)挖施工環(huán)節(jié)是公路隧道施工中的第一個(gè)施工環(huán)節(jié)，此環(huán)節(jié)通常會(huì)使用多臂鉆機(jī)機(jī)械設(shè)備、液壓鑿巖臺(tái)車、多功能開(kāi)挖臺(tái)車、高能量多位鉆機(jī)等大型鉆機(jī)機(jī)械設(shè)備。

（1）液壓臂孔臺(tái)車。隧道開(kāi)挖環(huán)節(jié)液壓臂孔臺(tái)車的鉆孔范圍最廣泛，調(diào)整范圍也最靈活，還具備準(zhǔn)確、方便的操作特點(diǎn)，鉆孔能力非常強(qiáng)大。

（2）液壓鑿巖臺(tái)車。隧道開(kāi)挖環(huán)節(jié)最值得推廣的施工設(shè)備是高性能挖進(jìn)機(jī)械，其中的液壓鑿巖臺(tái)車分為門架式和實(shí)腹式兩種結(jié)構(gòu)形式，而根據(jù)行走方式可分為輪胎形式、軌行形式和履帶形式三種。門架式鑿巖臺(tái)車腹部能夠通過(guò)運(yùn)渣車輛，充分利用隧道內(nèi)部有限的橫斷面空間，達(dá)到在作業(yè)面施工過(guò)程中施工設(shè)備相互不打擾，有效提升設(shè)備使用效率，被普遍運(yùn)用在公路隧道施工中。門架式鑿巖臺(tái)車挖孔的效率非常高，能夠運(yùn)用到各種環(huán)境中，但是投入的成本較高[2]。

（3）多功能開(kāi)挖臺(tái)車。為了有效降低公路隧道建設(shè)成本，我國(guó)公路隧道施工單位研發(fā)了風(fēng)鉆多功能開(kāi)挖臺(tái)車配套施工方法，其中具有制作較為容易、建設(shè)成本低、較強(qiáng)靈活性和適用較為廣泛的特點(diǎn)。運(yùn)用多功能開(kāi)挖臺(tái)車開(kāi)挖在一定時(shí)期內(nèi)被普遍運(yùn)用到公路隧道施工中，但是其中存在許多不足，如多功能開(kāi)挖臺(tái)車的技術(shù)含量較低，施工工作人員輔助力度較大，不具備良好的環(huán)境適應(yīng)性特點(diǎn)，已經(jīng)不能滿足公路隧道施工對(duì)機(jī)械設(shè)備的運(yùn)用需求。

2.4 有軌出碴施工機(jī)械合理配置

在公路隧道施工過(guò)程中，一定情況下需要運(yùn)用有軌出碴形式，要在隧道洞內(nèi)合理設(shè)置運(yùn)行軌道，運(yùn)用軌道裝碴機(jī)、斗車或梭式礦車互相配合進(jìn)行裝碴運(yùn)輸。裝碴機(jī)按照原理分為3種類型：

（1）直接卸料式。直接卸料式具有體積小的特點(diǎn)，更多適用在導(dǎo)坑掘進(jìn)裝碴。

（2）間接卸料式。間歇式卸料式裝碴機(jī)相比直接卸料式裝碴機(jī)的機(jī)斗容量大，但是有容易卡料的缺點(diǎn)，并且在運(yùn)用過(guò)程中軌道必須要處于平整狀態(tài)，否則非常容易脫軌，更多適用于導(dǎo)坑掘進(jìn)。

（3）連續(xù)卸料式。連續(xù)卸料式不利于運(yùn)輸粒徑較大的碎石，但是連續(xù)卸料式的裝渣機(jī)生產(chǎn)效率較高，在運(yùn)用過(guò)程中需要與不用調(diào)車的運(yùn)碴列車配合運(yùn)用，才能發(fā)揮較高的生產(chǎn)效率。

對(duì)于有軌出碴的運(yùn)碴車輛，在以往的公路隧道施工中更多運(yùn)用裝碴機(jī)裝入斗車然后實(shí)現(xiàn)出渣，運(yùn)碴機(jī)的時(shí)間利用率決定著生產(chǎn)效率，涉及空車和載重車調(diào)車所費(fèi)時(shí)間，相對(duì)來(lái)說(shuō)更費(fèi)時(shí)間。為了能夠提升出渣生產(chǎn)效率，更多運(yùn)用到轉(zhuǎn)載車輛，以節(jié)省調(diào)車的時(shí)間，以此來(lái)提高生產(chǎn)效率。

2.5 無(wú)軌出碴施工機(jī)械合理配置

如果公路隧道施工場(chǎng)地較為寬廣，可以不設(shè)置運(yùn)行軌道，更多運(yùn)用正斗裝載機(jī)和反斗裝載機(jī)與自卸汽車互相配合實(shí)現(xiàn)出碴，能夠有效節(jié)省材料，使出碴施工更加簡(jiǎn)單方便，減少施工成本，提高施工效率，增進(jìn)公路隧道的經(jīng)濟(jì)效益。無(wú)軌出碴通常會(huì)將碎石場(chǎng)地和自卸汽車的卸碴場(chǎng)地設(shè)置在同一區(qū)域，具有廢渣二次利用的優(yōu)點(diǎn)。無(wú)軌出碴施工使用的大型推土機(jī)的類型較為單一，可以運(yùn)用同一類型的推土機(jī)，避免因某臺(tái)推土機(jī)發(fā)生故障不能使用時(shí)，導(dǎo)致公路隧道要全部停工[3]。

2.6 混凝土襯砌施工機(jī)械合理配置

混凝土襯砌施工環(huán)節(jié)在公路隧道施工過(guò)程中非常重要，包括制備混凝土、輸送混凝土和混凝土襯砌?；炷恋闹苽洳粌H為隧道提供襯砌的使用材料，也用于道路鋪設(shè)過(guò)程，混凝土的質(zhì)量不僅要足夠好，還要滿足襯砌和鋪筑路面對(duì)于混凝土的施工要求。注重考慮混凝土的綜合使用情況，合理選擇混凝土拌合站的區(qū)域位置，選擇性能較為優(yōu)秀的混凝土拌合機(jī)械設(shè)備，還要設(shè)置專門的混凝土拌合場(chǎng)地。

形成混凝土成品后，成品運(yùn)送到施工現(xiàn)場(chǎng)，運(yùn)用噴射機(jī)等設(shè)備將混凝土噴砌成為混凝土層，噴射機(jī)要根據(jù)公路隧道實(shí)際施工情況進(jìn)行選擇。在混凝土攪拌機(jī)攪拌過(guò)水泥和砂石料后，運(yùn)用運(yùn)輸料車進(jìn)行運(yùn)輸，在其中加入速凝劑，通過(guò)皮帶輸送機(jī)將混合后的混凝土輸入噴射機(jī)中，噴射機(jī)通過(guò)噴頭將其噴射到混凝土襯砌層中，進(jìn)而形成混凝土襯砌層。

3 總結(jié)

公路隧道施工過(guò)程的施工綜合性強(qiáng)，工序和環(huán)節(jié)繁多，運(yùn)用到的機(jī)械設(shè)備非常復(fù)雜，在公路隧道施工過(guò)程中一定要合理選擇、搭配施工機(jī)械，才能夠在工期內(nèi)完成施工，保證施工質(zhì)量。在施工機(jī)械設(shè)備的合理配置過(guò)程中，并不是運(yùn)用到的設(shè)備越先進(jìn)效果就越好，應(yīng)從公路隧道整體施工相互配合上進(jìn)行考慮，才能獲得更好的經(jīng)濟(jì)效益。