公路隧道机械化施工设备配置

张 铮

（中铁十九局集团第五工程有限公司，辽宁大连 116100）

0 引言

施工工作开展过程中，机械设备配置的合理性不仅关系到施工工作能否顺利展开，还直接关系国家财产以及施工人员的生命安全。因此，公路隧道施工过程中，一方面需要保证机械化施工设备配备的完备性，另一方面需要保证机械化施工设备自身性能，确保其在施工过程中能够顺畅运转，避免发生故障。在施工设备选择方面，还需要考虑不同类型的施工设备之间能否实现协同配合，在充分发挥机械化施工设备作用的基础上，为高质量的施工工作打下良好基础。

1 公路隧道机械化施工中设备配置的基本原则

1.1 符合项目施工实际情况

选择公路隧道机械化施工设备的过程中，需要充分考虑工程项目的实际情况，具体考量的内容包括施工计划，施工机械设备的规格以及数量，施工场地的环境以及施工的进程等。要根据施工场地的环境，合理选择机械设备的类型，控制好机械设备的体积。在机械设备选择方面，还需要充分考虑施工工作的开展需要，确保机械化施工设备的性能能够保证施工工作的顺利开展。在此基础上，有效避免施工进程受机械化施工设备自身性能影响的情况出现[1]。

1.2 设备之间具有较高的协调度

在正式开始施工作业之前，要研究不同种类机械化施工设备的性能，确保不同类型的施工设备之间能够实现协调配合。在此基础上，提升施工作业的机械化水平，降低相关人员对机械设备进行整体协调与管理的难度，确保公路隧道施工过程具有较强的科学性，施工工作开展的不同环节能够实现顺利衔接。

1.3 使用过程具有较好的经济效益

在实际配置公路隧道机械化施工设备过程中，需要遵循的两项最基本原则是技术的经济性和先进性。实际施工工作开展过程中，在项目施工时间较短，施工量较大情况下，往往作业强度也会相应提升。在这种情况下，施工作业过程中就需要尽量选择旋转型机械设备[2]。在工程量较小，施工时间相对充裕情况下，可适当降低机械化施工设备的规格，在此基础上，切实保证机械化施工设备在实际使用过程中的经济性。从现实角度讲，若施工项目管理单位没有为施工单位调拨施工机械设备，机械设备的后期选择需要充分考虑施工过程的使用情况。若后期需要频繁使用某设备，在成本允许情况下可选择购置设备。若施工项目为小型工程，且后期无需应用到相应设备，则设备租赁是最合理方式。

2 隧道施工中机械化施工设备配置

2.1 开挖作业常用机械设备

对隧道进行开挖作业过程中，在进口作业面至少需要配置2 台三臂液压凿岩台车，还需要根据施工实际需要，配置凿岩钻机以及移动变压器[3]。从时间角度讲，根据施工的实际需要对设备进行改型配置，能够有效提升钻进速度。从施工测量工序开始，到最后进行施工爆破，最短只需3 h，与以往采用风动凿岩机进行钻孔相比，效率有了较大幅度提升。在针对完整性较好、坚硬程度较高的围岩进行施工的过程中，凿岩台车发挥了十分重要的作用，不仅能够有效提升钻口速度，而且能够有效减少人工作业，控制施工成本，保障施工安全，这也是今后隧道施工工作开展过程中一个十分重要的技术发展趋势。

（1）从三臂凿岩台车应用角度讲，做好钻杆定位工作后，推进过程一方面可以依照固定倾角，另一方面可以依照水平倾角。相比于以往推进过程中采用的人工控制钻杆方式，既减少超挖量，又提升钻孔质量。在日常开挖作业基础上，三臂凿岩台车还能实现隧底钎探、超前水平钻、加深炮孔、锚杆等方面的操作，根据实际需要进行钻头更换，还能够实现小导管施工操作，适用范围广泛。

（2）从凿岩台车应用的角度讲，与人工开挖的方式相比，能够有效降低掌子面落石伤人问题的发生概率，保障施工安全。

2.2 装运作业常用机械设备

在针对隧道进行施工过程中，出碴作业是必不可少的一个工序，其对隧道开挖的整体进度产生直接影响[4]。通常情况下，在进行出碴作业过程中需要配置装载机，铲斗容量需要根据实际施工需要而定。为提升出碴作业速度，在正式开始爆破之前，需要在规定位置安排车辆等待，爆破通风工作结束之后，第一时间开始掌子面出碴工作。在此过程中，往往需要用到大型装运设备，有效提升出碴作业速度，保证隧道施工工作顺利展开。相比于传统的出碴作业方式，采用机械化设备辅助开展装运工作，能够较大幅度提升装运的时效性，达到节约装运成本的目的。

但是在实际操作过程中需要注意这样一个问题。由于现阶段隧道施工过程中，在针对仰拱进行施工的环节，为保证施工质量，需要同时使用自行式液压仰拱弧形模板以及自行式液压仰拱栈桥等先进设备。在针对下台阶以及仰拱进行施工的过程中要保证协同性，有效控制爆破轮廓线尺寸，保证仰拱施工的速度。除此之外，采用这一方式进行施工还能有效控制混凝土成本，但是，个别情况下会影响出碴的速度，实际应用过程中还需要充分考虑施工情况。

2.3 喷锚支护作业常用机械设备

以往进行喷锚支护作业过程中，小型湿喷机是最常用的手段。但是采用这种方式进行施工，普遍存在回弹率高、施工作业环境差、人员劳动强度大、外加剂掺量偏差大的情况。为有效解决上述问题，可在常规作业基础上加入芬兰挪曼尔特混凝土湿喷机械手，在此基础上，合理改进低压系统稳压器。

在实际操作过程中，混凝土工艺参数以及配合比的确定是最重要的操作环节。从湿喷机械手自身工作特点来看，其不仅能够达到降低回弹率的目的，还能有效控制喷锚支护作业施工的综合成本。

从施工效果看，使用湿喷机械手进行施工能够有效提升整体施工环节的机械化程度，节约大量人力成本，只需两人即可完成所有施工操作。施工人员通过遥控方式进行作业，距离受喷面较远，能够有效保障施工人员自身安全。与普通湿喷机相比，湿喷机械手具有更高的作业效率。经过现场实测，使用湿喷机械手作业不会产生较大的回弹问题，应作为后续施工工作中一个重要的发展方向。

2.4 防水层作业常用机械设备

在针对隧道防水层进行施工过程中，以往多采用人工挂设防水板挂的方式，费力费时，施工效率提升困难，施工过程机械化程度较低，还会加大施工环节的安全隐患。为有效解决上述问题，切实达到提升施工效率，控制作业人员劳动强度的目的，在相关作业过程中，需要引入防水板铺挂台车，该设备能够辅助施工人员完成相关施工操作，施工效果较好。

新型的防水板铺挂台车表面特别安装了两条滑轨，在实际运行过程中能够实现自动提升。在防水板挂设作业过程中，施工人员只需发挥辅助作用，不仅能够减少作业人员数量，还能有效控制施工人员的作业强度。与此同时，在对垫片以及防水板进行热熔焊过程中，超声波焊机的应用越来越普遍，能够有效减少以往焊接过程中出现的焊穿、焊焦等问题。

3 公路施工中机械化施工设备配置

3.1 公路路基路面施工常用机械

公路施工过程中，往往需要用到多种类型的施工机械设备，不同型号的施工机械设备进行组合也会产生不同效果。对施工机械设备进行组合过程中，一方面需要考虑施工各个环节的连接问题，一方面需要考虑到施工作业的内容特点。对公路路基以及路面进行施工过程中，通常情况下包含对土石方进行挖掘以及对路面进行填充两个环节。在这两个环节施工中，需要使用到的设备主要包括装载机、挖掘机、平地机、运输汽车以及压路机。若在路基施工存在问题的情况下，施工过程中还需要用到冲击碾压压路机[5]。对路基施工过程中若存在岩体问题，还需要用到凿岩机以及空压机。公路施工中，针对路面面层以及路基的施工质量会直接影响公路整体质量。除了上述设备，对公共路面进行施工的过程中还需要使用到拌合设备、压路机以及运输车等。

3.2 公路桥梁施工常用机械设备

对公路桥梁进行施工过程中，最常用的设备包括起吊设备、混凝土机、模板、钢筋加工设备和装配支架等。针对桥梁上部进行施工的过程中，使用到的施工机械设备还包括拱桥施工作业设备、悬索桥作业设备以及斜拉桥作业设备等。针对公路桥梁的隧道部分进行施工的过程中，钻孔机、盾构机等大型设备最为常用，还会用到混凝土喷射机、空压机等设备。

4 结语

公路隧道施工过程中，合理选择机械化施工设备是保障工程质量的前提条件，一方面需要保证所选择的机械化施工设备能够满足实际施工的需要，另一方面还要保证不同类型的设备之间能够实现协调配合。在此基础上，实现加快施工进程，保证施工效益，提升施工质量的工作目标。针对公路隧道施工过程中常见的问题，需要在常规设备配置的基础上进行合理有效调整，做到特殊情况特殊分析，有效提升施工过程中的机械化程度。