单线铁路隧道机械化配套快速施工组织技术研究

倪 顺

中铁十二局第四工程有限公司 陕西 西安 710021

1 工程概况

某铁路工程在隧道施工中，类型为单线铁路隧道，经过勘察，隧道的施工环境为第四系孔隙潜水和积岩裂隙水，在隧道断裂、褶皱等方面构造较为复杂，包含了IV级围岩15米，V级围岩180米，开挖断面积为40平方米-55平方米，支富水性差异较大。

2 施工中的重点问题

2.1 在进行该隧道项目的施工过程中，通过掌子面通道的开发勘测，经过对二衬设备的选型以及设备中开挖出渣的情况进行详细的考虑。为适应小断面隧道施工要求，在进行设备之间配套性的实施问题上进行了合理的布设，选取了钻岩石开挖仰拱的技术方式，对于开发人员和设备进行了配置，保证仰拱开发时间与钻眼时间一致。按照设计进行断面的强度加固方式等，方案制定时，要求台车制作的设计方案，要考虑台车自身的刚度，保证掌子面仰拱的正常施工。对于加工方案中二衬台车的设计制作等进行了解决。通过严格的错车方案，在不影响隧道的快速施工的前提下，要求掘进距离必须超过150米，并且将行走设备的相互影响降低到最低[1]。

3 施工工序组织和机械配套设置

3.1 在进行打眼的设置时，采用光面爆破的方法，选用钻机的设备、空压机设备等，依据施工要求，例如每个眼的钻眼时间设置为20分钟，计划达眼放炮时间为300分钟，钻机台数设置为12.5台，最终选择了13台，在多功能作业台架上进行了钻机的不舍。空压机的选择供风量设置为25立方米每分钟，故障率降低至最低水平。空压机的供风率按照0.7计算，最终取得的结果为:空压机的台数设置为三台，但是考虑现场需要备用，则最后确定空压机的数量为四台。

3.2 在装运过程中，主要的设备选型包含了自卸汽车等。选型上根据单线隧道的特点，运用装载机装渣自卸汽车运输。

根据隧道的断面平方数字，每循环进尺3米，则考虑1.5的松散系数。在这一基础上，计算了每循环装渣车数，考虑装满度额定装载度等，最终取得装渣车数数量为16台，按照一车装载8分钟，考虑到渣的集中度，对装载机效率的影响，按照隧道内错车和工序的干扰，对于每循环出渣时间设置为250分钟的方案进行了论证，同时选择了装载机的选型配备。

3.3 选择的装载机适应性强，效率高，车宽相对较小，为了弥补这一缺陷，最终选择了用一台装载机，互相进行配套。在挖掘机的选型配套上，综合考虑单线铁路隧道施工特点，在单线铁路隧道内要求挖掘机必须能够灵活调头，而且要保证掉头的次数也较多，要做到每台设备有固定的停放地点，同时对设备加强管理和组织选型。工作做好之后，考虑到设备的适应性，制定了严格的错车规则和严格的作业时间，同时要求每台设备有固定的行走路线。

4 隧道内错车掉头的规则说明

在进行该单线铁路隧道的开挖时，由于轨顶的宽度只有六米左右，因此在进行二次衬砌之后，轨顶尺寸进一步缩小，每隔150米就有不能满足错车和掉头的实际需求，可以绕过避车洞的顶部，解决车辆避让和掉头的问题。组织调度运输车辆时，派专人进行指挥，在最近的避车洞内进行调头，对运载车辆进行严格调度，等待的车辆倒入掌子面，保障出渣的连续性，严格运输车辆，不得私自运输[2]。

仰拱施工组织:仰拱的开挖要求开发长度不超过5米，不影响掌子面的正常施工。掌子面打眼时进行仰拱的施工，每次开挖长度不应超过10米，仰拱的开挖前必须铺设好栈桥，遇到特殊情况不能完成的，要为掌子面提供通道。二衬施工组织在进行加固的时候，选用油压千斤顶，配合螺旋千斤顶，为防止油压千斤顶外泄，通过螺旋千斤顶进行钢轨的传递，在二衬浇筑时不影响施工设备正常运行，采取平层浇筑的方式，利用螺旋球形顶将台车的侧板顶沟槽内铺设的锚固钢轨台车予以加固。

二次衬砌加固图

5 施工取得成果

单线铁路隧道仰拱、矮边墙施工等，由于受限于隧道的狭窄空间，如果没配套设备和施工工艺没有得到合理的配置，难以保证施工的质量和进度，.为了提高质量，加快施工进度，降低工程成本，在案例工程中推广应用单线铁路隧道仰拱、矮边墙快速施工技术，改变了当前铁路单线的隧道仰拱施工现状，加快了进度，提高了施工质量，降低了成本，通过单线铁路隧道机械化配套快速施工组织，使得各级施工进度都达到满意程度。施工中固定费用的投入得到大幅度降低，人员设备等固定费用相对成本下浮[4]。同时根据单线铁路机械化配套快速施工组织技术，相关规则，再进行技术方案实施过程中，设备配套技术方案等都取得了一定的管理经验。而且在施工组织管理上也进行了优化和改善，能够为今后同类工程的施工提供相应的参考。

结语

在当前各项费用暴涨的情况下，进行设备的组织管理，配套选型技术实施，是保证铁路隧道断面施工科学合理有效进行的前提。当前随着我国铁路隧道施工规模不断增大，有效加快施工质量上大幅度提升，是发展趋势。随着机械设备技术力量的增加，例如机械手凿岩台车等机械化程度较高的设备使用频率增加。今后同类工程施工中将进一步地尝试和创新技术应用，为单线铁路隧道施工效率的提升提供动力。