高速公路施工机械选择与组合策略研究

周 飞，楼树桢

（浙江交工集团股份有限公司大桥分公司，浙江杭州 310051）

0 前言

就高速公路工程建设而言，机械设备管理是施工管理的重要组成部分，直接影响着工程的顺利实施和施工质量。随着高速公路建设事业不断发展，各类现代化工程机械得到了越来越广泛的应用，相应提高了对于高速公路施工机械管理的实际要求。只有科学、系统的进行机械选择和分配，才能充分发挥不同机械设备的施工优势，提高施工效率和工程质量，降低施工成本，提高高速公路工程建设的综合效益。因此，从高速公路工程施工入手，就机械的挑选原则和组合配置方案等进行探讨，具有重要的现实意义。

1 工程机械选择与组合配置原则与分析

1.1 符合工程施工实际要求原则

高速公路工程施工是一项系统、复杂的工作，施工机械作为工程施工的实施主体，在选择过程中需要全方面考虑工程施工的实际要求，以确保工程的顺利进行。同时，高速公路工程的施工环境较为复杂，如软土路基、基层施工、隧道施工、桥梁施工等施工环境和条件的变化，也会对施工机械提出不同的选择要求。此外，工作人员还需要进一步考虑到施工空间、现场气候等客观因素对机械选择的实际影响，以确保施工机械的施工效率和使用安全。

1.2 经济性管理原则

在大市场经济背景下，高速公路建设市场的竞争压力日益增大，施工单位只有科学地加强自身造价管理，减低工程施工成本，才能确保工程施工经济效益的稳定增长。工程机械的使用成本在工程成本中占据较大比重，因此科学、系统的制定机械选择和组合配置方案，不仅可提高施工效率和施工质量，还可有效降低工程机械方面的施工成本，进而提高工程施工的综合效益。

以某高速公路工程为例，其路面设计共有沥青混凝土面层、水稳碎石基层和白灰石底基层，共3层。其中，沥青混凝土包含2 cm抗滑面层、5 cm中粒式层，以及7 cm粗粒式层，沥青混凝土层的总厚度约为14 cm，工程量较大，且工期紧迫。为确保工程如期完成，施工单位选择机械化施工方案进行施工，根据工程实际施工需要，合理搭配摊铺机和压路机，其中压路机分别选用德国HAMM8.4型双钢轮振动压路机、瑞典68BS型双钢轮压路机以及洛阳YZ19型轮胎压路机，用于初压机型、复压机型和终压机型，同时配置了6辆自卸车，负责沥青混凝土的施工运输，进而实现了良好的设备配套关系，有效提高了施工效率、施工质量和施工综合效益。如果该施工单位未能实现设备间的良好组织选择，不仅会影响工程施工的顺利进行，还会影响工程整体的进度和质量，进而降低工程施工的经济效益。

1.3 高效性原则分析

高速公路工程项目普遍具有规模大、施工环境复杂等特征，涉及的工程施工机械数量繁多、种类复杂，只有实现不同机械间的良好合作，才能真正发挥机械化施工的优势，提高工程施工效率和整体质量。因此，施工单位需从高效性的角度出发，对不同机械间的集群作业契合度进行评价，科学确定工程机械的选择与组合配置方案，以确保整体施工效益。

1.4 保障性原则分析

就高速公路工程施工而言，部分施工项目的施工标准相对较高，对于工程机械的选择和使用也有着较高且严苛的要求。针对此类工程，施工单位应在参考以上原则的基础上，优先选择性能优越的机械设备，以确保施工的安全性和可靠性。

2 相关施工机械的组合方案要点探讨

高速公路工程，施工机械组合配置方案的最终确定，需要综合机械数量、类型、性能、环境适应性要求等多方面因素，实际操作过程中，工作人员需重点把握3点内容。

2.1 设备类型的组合要点分析

（1）路基路面工程方面的机械。从高速公路工程机械设备选型配置的角度分析，其最简单的配置方式，就是依据工程施工基本内容和工序顺序要求进行机械配置。就路基工程施工而言，其主要涉及土石方挖运和路基填筑压实两方面的施工操作，这一过程中需要的应用的施工机械主要包括挖掘机、装载机、油锤、平地机、自卸汽车、压路机等，部分不良路基施工区域还需使用强夯设备、碾压压路机等设备进行处理。如果施工存在岩体开挖施工等操作时，还需要凿岩机、空压机等设备。高速公路路面施工以基层和面层有关施工作业项目为主，一般要求拌合设备、摊铺机、运输车辆，以及压路机等机械设备。

（2）隧道桥梁工程方面的机械。隧道和桥梁作为高速公路的重要组成部分，对于工程施工机械有着较为特殊的要求。隧道工程方面涉及的工程机械主要包括钻孔机、盾构机以及搅拌机等，此类机械普遍为大型设备，使用要求和技术较为复杂，在施工应用过程中，通常需配合挖掘机、空压机、注浆机、运输车、通风机等机械设备联合作业使用。桥梁工程主要施工机械有混凝土机械、起重吊装机械、钢筋加工机械、装配支架机械、预应力胀拉设备等。针对桥梁工程上部结构施工，需配置拱桥施工机械、悬索桥施工机械、斜拉桥施工机械等机械设备。针对桥梁基础工程，还有桩工设备、预制基础桩设备、泥浆系统等设备。

2.2 机械设备数量及规格配置要点分析

高速公路工程中的施工机械设备数量众多且种类繁杂，对于设备规格的最终确定，应以工程施工对于设备作业效率及工作性能的实际要求作为评判标准。从工程施工的角度分析，如果不同技术间的经济效益差异性较小，则应优先选择相对大型的设备，以提高工程施工效率和施工可靠性。

就机械数量配置而言，机械管理人员需充分考虑到工程量、成本控制、施工进度等要求，科学确定机械数量，重点突出工程的施工任务要求和技术经济性要求。另外，在工程施工过程中，可能受环境、操作等多方面因素影响，导致设备故障、损坏等问题，而影响施工的顺利进行。对此，施工单位应提前做好相应的风险预案，在加强设备维护管理的同时，积极联系关键性施工设备的备用设备，以应对各类施工突发情况，确保施工顺利进行。

2.3 内部管理及外部环境背景下的机械组合分析

在高速公路工程机械配置过程中，施工企业应严格遵守适用性的配置原则，为达到这一要求，就需要施工单位综合内部管理和外部环境双重要求，科学的进行机械的选择和组合配置工作。从外部环境条件的角度分析，要求施工单位结合工程施工要求选择机械，进而保障施工的顺利实施。例如，在远距离、高运输成本的环境背景下，施工单位就应该优先选择吨位相对较大的运输车辆，避免选择小吨位车辆导致成本增加的问题。再如，在潮湿、多雨的环境条件下，施工单位应优先选择履带式的施工机械，以避免外部环境对于机械设备的不良影响。从施工内部管理的角度分析，施工单位应根据施工工艺要求、质量要求、进度要求，以及技术与材料间的相关性要求等，科学和有针对性地进行机械配置。以SMA上面层施工作业为例，在选择压实机械过程中，应注意不可选择胶轮压路机设备，以避免沥青材料中马蹄脂的挤出问题。

3 机械组织管理办法分析

目前，高速公路工程项目中，常用的机械施工组织管理办法，包括平行作业法、流水作业法、顺序作业法以及网络计划法等方法，不同的方法具有较明显的差异性特征。

3.1 平行作业法概述

平行作业法是指以施工作业段落分段为基础，针对不同分段的实际情况组织施工队，并各自进行施工作业的组织管理模式。优点是，可以提高工程施工效率，可以有效减少工程施工所需时间。但由于施工现场环境和组织条件较为复杂，在实际应用过程中，也容易导致分段施工质量不均或分段数量过多，造成物资供应不科学等问题。基于平行作业法的优缺点，主要用于施工队伍较多、机械设备相对充足的公里数较长的高速公路工程中。

3.2 流水作业法概述

流水作业法，是指根据施工工序和工艺要求，将某个工程标段分解为若干施工段，并组织相应的施工队和施工机械进行施工的管理方式。通常情况下，应用流水作业法需设置路基施工队、路面施工队、隧道施工队，以及桥梁施工队等，分别针对不同的施工段进行有针对性的专业施工，优点是可保障在时间和空间层面保持连续的施工状态，进而提高工程的施工节奏。该方法在高速公路工程施工中，应用最为广泛。

3.3 网络计划法概述

网络计划法在实际应用过程中，需以施工作业网络图作为机械配置管理基础进行，优点是管理条件、线路清晰，管理人员可根据网络图信息，做出针对性的科学配置调整，提高各类机械设备的有效利用率。同时，施工作业网络图中对于工程施工中各项作业、工序的制约关系有着明确的标注，管理人员可以有效了解设备的配置情况，进而降低机械配置的整体成本，提高机械配置的科学性和针对性。

4 结语

综上所述，施工机械管理作为高速公路工程管理的重要组成，直接影响着工程的顺利实施和工程质量。因此，施工单位应综合多方面设备选择原则，以及设备组织配置要求，科学确定设备选择和组织配置方案，以提高设备的有效利用率，降低设备配置成本，进而促进我国高速公路建设事业的进一步发展。