李 響

（中鐵十九局集團(tuán)第五工程有限公司，遼寧大連 116100）

0 引言

目前，我國(guó)鐵路隧道工程建設(shè)規(guī)模越來(lái)越大，建設(shè)數(shù)量也越來(lái)越多，因此鐵路隧道工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)日漸增高，工程建設(shè)條件越來(lái)越復(fù)雜。雖然當(dāng)前我國(guó)鐵路隧道工程已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)機(jī)械化施工，但還是存在一些問(wèn)題，在一定程度上影響鐵路隧道工程建設(shè)質(zhì)量。因此，應(yīng)注重針對(duì)鐵路隧道機(jī)械化施工進(jìn)行分析探究，解決鐵路隧道機(jī)械化施工中存在問(wèn)題，提高鐵路隧道機(jī)械化施工水平，保證鐵路隧道施工質(zhì)量。

1 鐵路隧道機(jī)械化施工中機(jī)械配套原則

簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，鐵路隧道機(jī)械化施工中的配套原則是指滿足生產(chǎn)線的綜合生產(chǎn)能力。因此，對(duì)于鐵路隧道機(jī)械化施工設(shè)備，應(yīng)在整體綜合方面的基礎(chǔ)上充分考慮機(jī)械配套。也就是說(shuō)單機(jī)的機(jī)械設(shè)備要與機(jī)械的整體性能相互吻合，這樣才能使得生產(chǎn)與經(jīng)濟(jì)的協(xié)調(diào)效應(yīng)得以實(shí)現(xiàn)。另外，鐵路隧道機(jī)械化施工中要求每一個(gè)單機(jī)在運(yùn)行時(shí)，一定要具備良好穩(wěn)定的技術(shù)可靠性，并且一定要在規(guī)定時(shí)間以及進(jìn)度條件下完成工期時(shí)間之內(nèi)的額定功率。鐵路隧道機(jī)械化施工中機(jī)械配套原則需要注重以下5 個(gè)方面。

（1）機(jī)械設(shè)備本身要具有良好的安全操作運(yùn)行功能，這樣相關(guān)工作人員在運(yùn)用機(jī)械設(shè)備過(guò)程中才能確保安全性。

（2）應(yīng)建立在機(jī)械設(shè)備規(guī)范要求的基礎(chǔ)上，配上與機(jī)械設(shè)備相符合的防護(hù)措施，使得機(jī)械設(shè)備持久性得到保障。

（3）每一個(gè)單機(jī)都要具有良好的耐用性能，以此保證機(jī)械使用更加安全、更加耐用。

（4）在運(yùn)用機(jī)械設(shè)備施工過(guò)程中，一定要定期檢查機(jī)械設(shè)備，不定期抽查機(jī)械設(shè)備，同時(shí)加強(qiáng)養(yǎng)護(hù)以及維修工作，使得機(jī)械設(shè)備能夠充分發(fā)揮作用價(jià)值。

（5）在鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中選擇配套設(shè)備時(shí)，應(yīng)注意根據(jù)不同地質(zhì)條件選擇設(shè)備。

2 鐵路隧道機(jī)械化施工中主要機(jī)械設(shè)備

2.1 TBM 硬巖掘進(jìn)機(jī)

（1）開(kāi)敞式硬巖掘進(jìn)機(jī)。其主要工作原理是在地層相對(duì)穩(wěn)定，以及巖石不容易發(fā)生坍塌的鐵路隧道工程施工過(guò)程中運(yùn)用。如果鐵路隧道需要在地層較為破碎的施工條件下進(jìn)行掘進(jìn)施工，這種情況下需要在后盾之后及時(shí)開(kāi)展噴錨支護(hù)施工。在此基礎(chǔ)上最終隧道鐵路隧道施工過(guò)程中運(yùn)用到的支護(hù)施工方式是混凝土襯砌施工。

（2）單護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)。不同于開(kāi)敞式硬巖掘進(jìn)機(jī)，單護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)配置完整的圓形護(hù)盾。其推進(jìn)方式是憑借推進(jìn)缸支撐，然后在完成安裝的管片上或者整體襯砌上獲得支反力，但是因?yàn)閱巫o(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)的管片安裝工作以及掘進(jìn)工作不能夠共同進(jìn)行。因此，運(yùn)用單護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)進(jìn)行施工，其施工進(jìn)度相對(duì)較為緩慢。故單護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)在鐵路隧道工程施工過(guò)程中的運(yùn)用相對(duì)來(lái)說(shuō)較少。

（3）雙護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)。雙護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)原理和單護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)完全相同，不同之處是雙護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)配置有前、后護(hù)盾，并且在前、后護(hù)盾之間設(shè)置伸縮護(hù)盾。如果鐵路隧道工程施工地質(zhì)條件相對(duì)惡劣，雙護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)可以運(yùn)用單護(hù)盾方式進(jìn)行。在鐵路隧道工程施工地質(zhì)條件允許情況下，可采用雙護(hù)盾式硬巖掘進(jìn)機(jī)[1]。

2.2 液壓鑿巖臺(tái)車(chē)

以結(jié)構(gòu)劃分，液壓鑿巖臺(tái)車(chē)可以分為門(mén)架式液壓鑿巖臺(tái)車(chē)和實(shí)腹式液壓鑿巖臺(tái)車(chē)。以行走方式劃分，分別為輪胎式行走方式、履帶式行走方式以及軌道式行走方式。正常通行的運(yùn)渣車(chē)輛能夠通過(guò)門(mén)架式液壓鑿巖臺(tái)車(chē)的車(chē)腹部位，則說(shuō)明可以利用鐵路隧道施工中有限的橫斷空間。使得鐵路隧道施工過(guò)程中，各種機(jī)械設(shè)備都能夠在運(yùn)行期間實(shí)現(xiàn)互不干擾。液壓鑿巖臺(tái)車(chē)通常情況下出現(xiàn)在單線鐵路隧道工程施工中，可以在鐵路隧道挖鉆孔過(guò)程中運(yùn)用液壓鑿巖臺(tái)車(chē)進(jìn)行施工。液壓鑿巖臺(tái)車(chē)具有工作效率較高以及勞動(dòng)強(qiáng)度較低的特點(diǎn)，并且勞動(dòng)環(huán)境條件也較為良好。但是液壓鑿巖臺(tái)車(chē)也有不足，一次性投入比例過(guò)大、成本較高。值得注意的是，液壓鑿巖臺(tái)車(chē)是運(yùn)用在鐵路隧道工程施工中的開(kāi)挖施工環(huán)節(jié)。

2.3 多功能開(kāi)挖臺(tái)架

多功能開(kāi)挖臺(tái)架也是運(yùn)用在鐵路隧道工程施工中的開(kāi)挖施工環(huán)節(jié)。簡(jiǎn)單說(shuō)，多功能開(kāi)挖臺(tái)架就是開(kāi)挖臺(tái)架具有多種功能。首先，在鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中采用風(fēng)鉆多功能開(kāi)挖臺(tái)架的配套法。采用風(fēng)鉆多功能開(kāi)挖臺(tái)架配套法具有以下優(yōu)勢(shì)：制作成本較低，制作過(guò)程方便容易，在施工操作方面也較為靈活，適用范圍較廣，獲得普遍運(yùn)用。多功能開(kāi)挖臺(tái)架使用成本較低，因此，在施工過(guò)程中，在需要運(yùn)用到全斷面大楔形斜眼掏槽爆破施工技術(shù)的環(huán)節(jié)，可以借助多功能開(kāi)挖臺(tái)架進(jìn)行輔助施工。這樣不僅爆破效果良好，還能加快鐵路隧道工程施工進(jìn)度。多功能開(kāi)挖臺(tái)架也存在一些缺點(diǎn)，例如，科技含量不高，勞動(dòng)強(qiáng)度相較來(lái)說(shuō)更大，勞動(dòng)環(huán)境較為惡劣等。所以，多功能開(kāi)挖臺(tái)架，已經(jīng)逐漸被科技水平更高的機(jī)械設(shè)備取代[2]。

3 鐵路隧道機(jī)械化施工現(xiàn)狀及對(duì)策

3.1 鐵路隧道機(jī)械化施工現(xiàn)狀

（1）快速施工技術(shù)體系存在不足。鐵路隧道機(jī)械化快速施工體系是以鉆爆破施工技術(shù)為基礎(chǔ)，其主要表現(xiàn)在施工安全、機(jī)械化作業(yè)設(shè)備配套技術(shù)、風(fēng)險(xiǎn)控制以及環(huán)境控制、變形控制和巖溶高壓水等方面。目前，快速施工技術(shù)體系許多關(guān)鍵性的技術(shù)難題以及設(shè)備配套難題還有待解決。施工進(jìn)度這方面還存在一定程度的差異，在施工過(guò)程中常常會(huì)發(fā)生施工事故，并且在工程建設(shè)后也會(huì)對(duì)環(huán)境造成不良影響。

（2）機(jī)械化設(shè)備配套不夠完善。建立在硬巖以及圍堰穩(wěn)定性較好的基礎(chǔ)上，機(jī)械化設(shè)備配套才能夠開(kāi)展快速的機(jī)械化施工。但是在此過(guò)程中，作業(yè)線上的機(jī)械設(shè)備國(guó)產(chǎn)程度較低，導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備的使用壽命以及維修、養(yǎng)護(hù)等方面受到嚴(yán)重影響，施工進(jìn)度受到一定程度影響。較難實(shí)現(xiàn)先進(jìn)的機(jī)械化作業(yè)，最終嚴(yán)重制約我國(guó)鐵路隧道機(jī)械化施工的全面發(fā)展以及進(jìn)步。

（3）機(jī)械化程度不高。在開(kāi)展軟弱圍巖或者土質(zhì)圍巖的鐵路隧道施工過(guò)程中，通常情況下只能夠采用人工施工方式。人工施工方式存在施工時(shí)間長(zhǎng)、施工進(jìn)程慢、工序復(fù)雜和圍巖攪動(dòng)大等不利因素。這些問(wèn)題不僅導(dǎo)致施工過(guò)程中的安全系數(shù)較低，同時(shí)施工質(zhì)量不能夠得到保障。這些問(wèn)題的產(chǎn)生原因就是機(jī)械化程度不高[3]。

3.2 鐵路隧道機(jī)械化施工對(duì)策

（1）針對(duì)鉆爆破施工技術(shù)進(jìn)行強(qiáng)化。強(qiáng)化鉆爆破施工技術(shù)是鐵路隧道機(jī)械化發(fā)展的重點(diǎn)問(wèn)題，在此過(guò)程中可以運(yùn)用液壓鑿巖臺(tái)車(chē)進(jìn)行施工，能夠收獲良好施工效果。另外，實(shí)現(xiàn)鐵路隧道鉆爆破施工機(jī)械化的關(guān)鍵在于推廣創(chuàng)新。因此，在開(kāi)展鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中一定要注重爆破技術(shù)的創(chuàng)新，嚴(yán)格把握控制這一方面。

（2）加強(qiáng)鐵路隧道機(jī)械化施工的自動(dòng)化以及科技化。機(jī)械化施工的自動(dòng)化以及科技化一定程度上能夠呈現(xiàn)一個(gè)國(guó)家的多媒體科技技術(shù)以及綜合科學(xué)技術(shù)水平。目前，開(kāi)展鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中，辦公室計(jì)算機(jī)能夠直接呈現(xiàn)出遠(yuǎn)距離施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際畫(huà)面以及相關(guān)參數(shù)，并且還能夠遠(yuǎn)程控制機(jī)械設(shè)備。這種情況能夠很大程度上減輕勞動(dòng)程度，提高工作效率，保證施工質(zhì)量。實(shí)時(shí)監(jiān)督施工情況，及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，保證施工進(jìn)度。因此，在進(jìn)行鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中，應(yīng)重視加強(qiáng)鐵路隧道機(jī)械化施工的自動(dòng)化以及科技化[4]。

（3）完善機(jī)械設(shè)備管理以及保養(yǎng)體系。在開(kāi)展鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中，一定要重視完善機(jī)械管理以及保養(yǎng)。在此過(guò)程中首先要建立一支專(zhuān)業(yè)的維修保養(yǎng)團(tuán)隊(duì)，由機(jī)械設(shè)備操作人員負(fù)責(zé)低級(jí)的機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)維修工作，再由專(zhuān)業(yè)維修保養(yǎng)人員負(fù)責(zé)高級(jí)維修保養(yǎng)工作。另外，一定要定期進(jìn)行維修以及保養(yǎng)工作，使得機(jī)械故障概率有效降低，這樣不僅能夠保障施工質(zhì)量，還能夠減少維修成本。在處理機(jī)械設(shè)備故障過(guò)程中，一定要分析探究機(jī)械設(shè)備故障原因，避免同樣故障再發(fā)。另外，在機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)過(guò)程中，一定要重視優(yōu)化裝配工藝以及修復(fù)工藝，做到防范于未然，使得機(jī)械設(shè)備能夠在質(zhì)量符合保證的基礎(chǔ)上施工。

4 總結(jié)

時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，機(jī)械化施工已經(jīng)成為鐵路隧道施工發(fā)展方向。為保證鐵路隧道機(jī)械化施工順利進(jìn)行，需要注重培養(yǎng)人員機(jī)械化專(zhuān)業(yè)能力，注重借鑒國(guó)外優(yōu)秀技術(shù)以及先進(jìn)知識(shí)。這樣能夠有效解決鐵路隧道機(jī)械化施工過(guò)程中存在的問(wèn)題，為我國(guó)鐵路隧道工程更好發(fā)展奠定良好基礎(chǔ)。