高速铁路隧道施工设备配套与管理措施

张 强

中铁二十二局集团第二工程有限公司 北京 100041

1 高速铁路隧道施工设备配套影响因素

（1）施工隧道断面距离和大小。隧道的宽面是工程必须参考的内容，隧道的断面宽度及尺寸决定了施工设备的综合使用效率。隧道施工属于地下工程，所以施工设备的配套与选型在隧道内部空间限制的条件下不仅需要考虑到设备性能及匹配性，还需要考虑到设备相应的半径及尺寸。运输与随时进出洞设备的相关尺寸需要通过衬砌台车以及错车安全距离规定。如果在施工中选择的设备型号不符，那么设备在隧道内部就无法正常运作，还会存在互相干扰的问题，导致设备性能发挥受限，无法满足施工需求。

（2）工程量及施工规模。隧道的规格大小决定了设备的尺寸。如果隧道较长，施工投资较大，可以使用大型的隧道施工设备，既能保证设备性能的发挥，还能减少施工所消耗的人力和物力，降低经济成本支出。如果在工程中采用小型设备施工，其造成的人力、物力消耗及成本资金消耗比较大，所以导致设备应用的不合理性。因此，工程实施想要节约资源资金成本，同时充分考虑工程量及施工规模，从而选择最佳设备，保证工程能够顺利实施。

（3）施工方案的影响。施工方案对于工程的整体实施产生直接性影响，且直接决定着设备的选型和配套。结合工程现场的条件要素，如地质、环境等要素来综合制定最佳施工方案，结合方案与预估的工程量来选择最符合需求的设备型号。例如，运用施工钻爆法施工时，需要考虑的因素有渣土的运输及运输量等，以此来选择配套的设备。同时还要考虑到二次衬砌设备选择问题。设备既要符合施工的设计要求，还要符合设备的需要。

（4）施工工期。工程施工周期对于工程机械化程度产生很大的影响，机械化与资源合理调配的工程会有效减少工期，提升施工效率。所以，想要保证在工程周期要求前完成工程的实施，就要充分保证工程能够实现机械化施工，确保设备性能，并协调多方面设备作业，达到机械化要求，充分发挥设备性能，提升施工效率，减少工程周期。

（5）环保绿色理念影响。隧道施工的环境较为复杂，工程作业是在洞内进行，爆破等作业会产生较大的粉尘及有害气体、设备废气等。针对较长的隧道来讲，隧道由于规模及长度较大，排烟较为困难。并且，工作人员长期处于粉尘环境下作业，对身体健康的威胁性极大。所以设备的选择要以电动设备为主，尽量不选用内燃的设备，选择使用功率较大、通风性较强的设备，从而改善洞内的作业环境，确保人员的健康。同时，还要考虑设备的噪声因素，避免选用噪声过大的设备。

（6）工程实施成本。高速铁路隧道施工设备配套很大程度上受到经济成本的影响，随着我国高速铁路隧道施工水平不断提升，针对各种复杂情况以及恶劣环境的施工条件都能进行有效处理。但是在面对这些较为特殊的工程时，需要联合专家团队等进行详细探讨，并采用最优方案，开展工程实施工作。而这期间，不仅要考虑到施工方案的合理性，还要注重工程实施的经济性。

2 钻爆法施工设备配套管理

2.1 钻爆法

采用装药、钻孔、爆破、开挖的方式，简称为钻爆法。这种方法是高速铁路隧道施工常用的方法，最早人们采用手把钎，以及锤击凿孔，利用火雷管来引爆药包，完成钻爆，随后发展为多臂钻车钻孔以及凿岩台车等方式，使用预裂爆破、毫秒爆破等技术。在工程实施前，首先要充分观察断面的大小及地质内容，并考虑支护方式、设备技术等来确定掘进的方式。钻爆法的要求较高，需要考虑施工的地质及成本，尤其针对坚硬的岩石隧道，碎石、大量短隧道的工程更适用一些，所以当下仍旧属于一种重要的掘进手段。

2.2 凿岩设备

凿岩设备属于山岭隧道采用钻爆法施工的重要设备，对施工中的配置与工程进度及成本影响较大。在掘进过程中，液压凿岩机以及液压台车等属于应用最多的设备。一般凿岩机的使用要考虑隧道施工的岩石性质及断面、施工进度、施工量等等，进而决定设备的选用。

2.3 装碴运输设备

装碴设备的选择应当使其能在开挖的断面内产生高速高效的作业，和运输设备相配合，既可以减少污染，还能降低维护成本。隧道运输一般有三种方式，即有轨、无轨及皮带运输，使用自卸车辆作为运输工具，大部分情况下应用在断面面积大的隧道或短隧道中。主要的优势在于机动灵活，不需要采用二次弃碴就能运输到弃碴场。但是存在一定的缺陷，如内燃废气多、噪声污染严重等，并且在较长的隧道中难以解决通风困难的问题。在隧道铺设轨道，借助电瓶车来牵引碴车与进料车。主要的优点在于产生的废气与噪声较少，通风问题容易解决，不会损坏隧道底部，适用于长大隧道以及断面面积小的隧道，但是缺点在于机动性较低，成本较高，且施工管理较为复杂，需要二次弃碴运站。比较两种运输方式得知，在独头掘进1000m 以下的短隧道时能够应用无轨运输模式。在独头掘进1000m 以上的长隧道时可以选择有轨运输模式。

2.4 作业注意事项

（1）掘进施工中实现机械化，可以在一定程度上减少工程施工投入的人力、物力，但是对人员的技术要求比较高，例如在超欠挖控制一级喷射砼的回弹量控制方面，隧道的开挖要选择施工经验丰富、操作水平高的人员，并且人员的技术性直接决定施工的成功率。

（2）高速铁路隧道施工中，想要实现机械化工程，需要准备的工作较多，所以在施工中需要组织配合，科学协调。例如机械是否正常运转、电缆的延伸及水管线路的延长，还有设备的维修工作等，所以设备的管理也决定着施工的顺利性。现场管理的机械化维修养护标准，以及现场管理的规范等影响着设备的利用率，充分提升标准性及规范性，从而保证施工能够正常进行。

（3）机械化程度高，虽然会带来高效的作业，但也会导致尾气和扬尘量不断增加，加上爆破会产生喷射砼浮沉及有害气体，凿岩台车用水量较大等问题，所以对于通风排水具有一定的要求。

3 高速铁路隧道施工设备管理措施

高速铁路隧道工程实施复杂，所用设备较多，需要结合工程的实际情况来开展施工设备管理。但是由于施工设备的种类繁多，在监管期间很容易出现纰漏，从而导致工程经济成本受损、人员伤亡等问题，且这种事故的发生率极高。想要避免出现此类问题，就要积极制定详备的管理措施，通过统一管理设备、建立施工设备档案、构建设备管理队伍等措施，可以保证施工设备管理的有效性，从而使得工程能够顺利实施。

3.1 统一管理设备

高速铁路隧道工程随着地质、环境的变化选择需要的技术设备，另外需要调整设备的型号及数量。所以，施工项目部门要设置专业的机械工程师负责管理及方案制定工作，针对施工机械可以采用分级管理制度，将专用机械设备进行统一调度，大型机械采取集中管理的方式，小型机械采取分散管理的方式，设备全部由专业部门管理，依据施工分队的工序和具体情况来调度，在工程开始前，应当由专业的组织管理者向管理部门提出机械使用方案，在确定机械使用情况后对涉及设备进行维修和保养，保证机械在工程施工前能够正常投入[6]。

3.2 建立施工设备档案

设备档案是所有机器设备的档案材料，主要的构造与使用形式可以分为：与工程建设连在一起的设备，例如化工装置与钢铁设备的档案。这种档案中包含各种金属切削设备、起重设备以及采掘设备、仪表档案等，可以与建设工程分开，保持独立存在；还有一种是自制设备的设计，研究中形成的文件记录设备研究的全过程。在设备档案形成过程中，记录着设备的使用、维护等活动。

高速铁路隧道施工所用设备多且复杂，大型工程的机械设备较为集中，且型号较多、机型复杂。所以要建立管理台账，记录设备的名称、规格、性能及功率，还要记录出厂的厂家、日期等内容，将设备的信息充分记录下来。同时，针对设备的相关手续、说明书与维护保养等内容，对其记录归档，为设备提供维护依据。通过专门的记录管理在设备出现问题时为设备提供相应的依据。

3.3 构建设备管理队伍

在信息化、机械化及网络化的背景下，工程实施的技术含量逐渐提升，且革新速度加快。想要保证隧道工程能够顺利实施，充分发挥设备价值就要及时建立设备管理队伍。积极提升人员专业素质、技术水平，在具体措施中需要企业分批次针对设备管理、技术操作与维护人员组织开展设备会议，广泛征求维护管理问题的意见，构成良好的学习氛围，并根据实际工程情况来进行演示表演、参观学习与专题讲座等措施，以点带面，全面开展各级人员的知识学习，提升他们的实操能力。并针对不同岗位的人员团队进行教育培训，选拔出技术与管理能力较强的人才，确保工程能够顺利实施。

3.4 融入精细化管理理念

精细化管理最早源自西方，随着时间的推移逐渐传至我国，因为其管理效率、管理质量良好，所以在我国众多企业中受到广泛的欢迎。结合我国目前高速铁路隧道施工情况来看，我国的工程施工管理存在的较大的问题，因为越来越多的施工主体参与到工程建设中，所以导致存在矛盾问题加深，例如施工管理不严格，导致问题频发，而高速铁路隧道施工的工程环节联系紧密，这一环节施工不合格，就可能导致下一环节的工程不合理，经此形成恶性循环。同时，还有参与人员过多、人员及负责人的职责不明确等，导致管理局面一度陷入了混乱，时常发生违规操作现象。

通过融入精细化管理理念，可以有效贯彻落实施工的总体目标，并兼顾环保、节约、稳定等多种优势，在符合国家法律法规、行业标准、施工规范的基础上，以合同为依据，开展工程质量的监督管理，从而在各环节中渗透精细化管理，构成完善的管理体系。通过制定精细化目标、标准、任务、流程等，来渗透精细化管理，从而推动项目管理的规范化与科学化，提高项目整体的管理水平。

4 结语

高速铁路隧道施工中，设备的选型和配套是重要的成败因素，不仅关系着施工的进度，对施工的安全和质量、成本产生很大的影响。所以，要加强对机械设备选型的认识，协调配合，在恶劣的隧道环境下，站在综合的角度上选用设备，优化管理模式，确保工程能够顺利实施。通过分析高速铁路隧道施工设备配套相关内容，研究钻爆法施工设备配套管理问题，提出相应的管理措施，为工程的顺利实施提供依据。