隧道挖掘机设计选型中的问题分析

李金强

摘 要：随着社会的发展，国民经济建设的加快，各种工程项目如火如荼的展开，尤其是随着人口增长，交通运输的压力与日俱增，在交通运输项目建设过程中，难免碰到一些难题，如车辆的增多导致人与车争夺地面交通；跨江交通依靠桥梁，压力太大；高速铁路途径深山，绕行不易，等等。在这种情况下，开发隧道挖掘技术，对地下空间进行综合利用是时代发展的需求。可是在对隧道进行挖掘作业时，挖掘機的设计选型却十分重要，文章分析了隧道挖掘机设计选型中的常见问题。

关键词：隧道；挖掘机；设计选型

隧道的挖掘，是人们对于地下空间的综合利用，其主要是用来缓解地面交通压力，提供交通便利，保证交通安全等，如人行隧道和地铁隧道可以缓解地面交通压力，过江隧道和高铁隧道提供交通便利，水工隧洞则是为了保障交通的安全。不同功能的隧道有不同的施工要求，对于挖掘机的机型需求也不尽相同。

1 隧道的种类和分类

隧道是人类对地下空间的综合利用，是在地下修建的工程项目，其主要是用来分担地面交通、敷设各种管道等，隧道按照用途可以分为：交通隧道、市政隧道、水工隧道、矿山隧道。根据隧道的不同情况，隧道也可分成不同的类型。

1.1 隧道的种类

1.1.1 交通隧道

主要是用来保证交通安全、分担交通压力、提供交通便利的隧道，如人行隧道、地铁隧道以及穿越深山的高速铁路隧道等。

1.1.2 市政隧道

市政隧道主要修建在城市的地下，由城市政府修建的地下管线，用于服务城市的各种公共设施，如城市供排水系统、统一采暖系统、天然气管道、城市电网、通信管道等等。

1.1.3 水工隧道

用做引水洞的隧道，也称隧洞，水工隧洞主要是用来引水、输水、导流、泄洪、排放尾水、排沙，等等。

1.1.4 矿山隧道

用来为开矿作业所需要的设备、人员提供交通的隧道，矿山隧道的挖掘工作需要依照《矿山法》严格实行。

1.2 隧道的分类

隧道的基本情况包括：隧道地质、隧道长度、隧道横断面积、隧道地理位置、隧道埋深、隧道用途。

隧道地质：土质隧道、石质隧道。

隧道长度：短隧道、中长隧道、长隧道和特长隧道。

隧道横断面积：极小断面隧道、小断面隧道、中等断面隧道、大断面隧道、特大断面隧道。

隧道地理位置：山岭隧道、水底隧道、城市隧道。

隧道埋深：浅埋隧道、深埋隧道。

按照隧道的用途：交通隧道、市政隧道、水工隧道、矿山隧道。

2 隧道挖掘机设计选型中的问题分析

隧道挖掘机的设计选型，是依据隧道施工环境和施工现场的配套车辆所决定的，其根本目的，是为了保证隧道挖掘工作的高效和安全。即，如果隧道挖掘机的设计选型不合理，不仅会影响隧道挖掘施工的工程效率，还会造成安全隐患。所以，要根据隧道施工环境和施工现场的配套车辆对隧道挖掘机进行合理设计选型。

2.1 根据隧道施工环境选择挖掘机

隧道施工环境的不同，对挖掘机的性能要求也各不相同，要避免“大材小用”和挖力不足的现象，选择最合适的挖掘机，提高工程效率。

2.1.1 土质地质

土质地质的特点是土壤较为疏松，砂石等密度低，在进行隧道挖掘作业时，可以选择功率中等偏大，挖斗容量较大的挖掘机，从而发挥出挖掘机的工程效率，节省工期，如，挖斗容量1.6立方米的30吨级挖掘机，挖斗容量2.2立方米的40吨级挖掘机。如果工程量不大，工期没有太大的限制，则可以选择挖斗容量0.85立方米的20吨级挖掘机，从而控制施工成本。

2.1.2 石质地质

石质地质的特点是土壤较为坚硬，砂石等密度高，甚至是纯岩石地质等，在进行隧道挖掘作业时，要选择大功率挖掘机，挖斗的容量要偏小，这样才能保证单点挖力充足（功率越大、挖斗越小，挖力就越强），挖掘机尽量选择30吨级以上的，挖斗容量控制在1.6立方米以下。

2.1.3 特殊环境

在进行铁路隧道、矿山隧道等挖掘作业时，挖掘环境较为特殊，如低压、高温、潮湿、低温、腐蚀性地质等，针对这样的环境，在使用挖掘机时，需要做相应的处理，从比避免特殊环境影响挖掘机的正常作业，如水箱加压、减少供油、加大动力传输、机器预热等。

2.2 根据隧道施工现场的配套车辆选择挖掘机

挖掘机是由挖掘装置、行走装置、回转装置和输送装置四部分组成的，但是总体来说，它分为两部分，即挖掘和运输，所以在对挖掘机进行设计选型时，同样需要考虑隧道施工现场的配套车辆情况，运输距离的远近，运输车辆的充足与否，都影响着挖掘机的工程效率以及施工成本。

2.2.1 运输距离较近，运输车辆充足

隧道施工现场的配套车辆运输情况没有压力，那么可以选择大型挖掘机，充分发挥挖掘机在隧道挖掘中的工程效率，如可以使用多台挖斗容量1.6立方米的30吨级、挖斗容量2.2立方米的40吨级挖掘机。

2.2.2 运输距离较远，运输车辆不足

隧道施工现场的配套车辆运输情况有压力，那么应该选择中型挖掘机，减缓现场的配套车辆运输压力，并节省隧道挖掘的施工成本，如可以使用多台挖斗容量1.1立方米的20吨级、挖斗容量1.2立方米的20吨级挖掘机。

2.2.3 工程废物、废料、废方作业

为了避免工程废物、废料、废方的堆积，影响施工现场的交通运输以及掩埋其它工程项目，应对工程废物、废料、废方进行快速抛卸，及时清空。所以在选择挖掘机时，要选择中小型挖掘机，控制挖掘机的吨级和挖斗容量，如挖掘机的吨级最好是20吨，挖斗容量在0.85立方米到1.2立方米之间。根据施工现场的工程废物、废料、废方堆积情况，合理选择适当的挖掘机，确保工程效率。

3 结束语

综上所述，在隧道挖掘工程中，挖掘机的设计选型要根据隧道施工环境和施工现场的配套车辆来决定，选择合理的挖掘机机型，保证挖掘作业安全的同时，提高隧道挖掘的工程效率。

参考文献

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