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高速铁路长大隧道施工机械配套技术

发表时间：2020/7/27 来源：《基层建设》2020年第10期作者：陈晓明

[导读] 摘要：机械化施工是高速铁路长大隧道施工的必然发展方向。

        杭州市地铁集团有限责任公司浙江杭州 310019
        摘要：机械化施工是高速铁路长大隧道施工的必然发展方向。因为长大隧道工程量多，施工难度大，采用机械化施工在一定程度上能降低施工难度，提升施工效率，有益于解决施工难题，防止施工中出现质量问题。基于此，文章对高速铁路长大隧道施工机械配套技术进行了详细研究。
        关键词：高速铁路；长大隧道施工；机械配套技术
        前言
        在高速铁路长大隧道施工中运用机械配套技术，可解决施工难题，降低施工难度，提升施工效率，为此，文章基于对长大隧道施工的了解，详细分析了高速铁路长大隧道施工机械配套技术。
        1长大隧道机械化施工设备的配套原则
        1.1选取的设备尺寸、轮廓需符合施工场地、空间净空
        机械设备在长大隧道机械化施工中占据着重要的位置。假设未适当筛选机械设备，则施工工作将无法有序实施，还会给施工带来安全隐患。所以在筛选机械设备时，需与实际施工情况相结合，保障设备尺寸、轮廓符合施工场地、空间净空。通常应＜施工空间，还应具备周转及转运空间，以防设备过大占用不必要的空间，从而影响整个隧道施工。因此，选取的设备不宜过大，其尺寸、轮廓需符合施工场地、空间净空。
        1.2选取的运输工具要便于调车与装卸，以提升施工效率
        由于长大隧道施工位置极其特殊，通常需要对大型设备进行转场运输，所以，在调车与装卸期间，需要选取的运输工具起到一定的便捷作用，以缩短装卸及运输时长，进而以最快的速度将大型设备运输至施工现场，并进行快速施工。因此，在配备施工设备期间，运输工具也是重点考虑的要素，保障其与机械设备的高效搭配，能提升机械设备运输效率，对机械设备在运输期间存在的运输效率及装卸问题能够彻底解决。现阶段，上述问题已成为阻碍机械设备发挥作用的重要影响因素，对总体长大隧道施工来说也是非常关键的。
        1.3需依据有关规定明确机械设备排放气体的标准
        因为长大隧道施工空间狭小，所以在短时间内机械设备排出的气体无法快速排出洞外。假设这一现场引起废弃累积，则会不利于施工人员的安全，同时还会不利于施工环境及施工安全。为此，在筛选设备期间，需依据有关规定明确机械设备排放气体的标准，还应制定相应的措施促使机械设备排出的气体在短时间内排出洞外。对机械设备的使用说明进行详细注释，具体阐明机械设备的使用流程，确保其排出的废弃不会对施工人员安全、施工环境、施工安全造成不利影响。
        1.4需依据地下工程施工技术要求，保障长大隧道施工安全
        目前，在我国山岭隧道施工中，主要采用的施工方法是钻爆法。考量到长大隧道施工的实际特征及方法，应按照施工方法，科学、合理的筛选机械设备。比如说，现阶段隧道施工中经常会用到钻爆法，所以就要依据钻爆法的特征来进行科学、合理选择机械设备。再比如，依据钻爆法筛选大型拉运设备、支撑设备、掘进设备以及清理设备等。唯有依据施工方法的实际特征对机械设备进行科学、合理地选择，才能符合隧道施工要求，才能实现提升施工效率的目标。因此，需依据地下工程的施工技术要求来选择并确定机械设备，以防因为不恰当地选择机械设备而影响到施工的现象，以便保障整体隧道施工工作的有效实施。
        2长大隧道机械化配套安全快速施工关键点
        2.1设备的选型和数量要满足机械化施工的要求
        长大隧道机械化配套施工中，对机械设备的要求较高。不但要合理选择机械设备的型号，同时还要根据施工需要合理选择机械设备的数量，做到机械设备的型号和数量达标，解决长大隧道机械化施工中的设备支持问题，保证机械化配套施工能够有序进行。
        2.2机械化施工要满足施工工法要求
        虽然机械化配套施工效率较高，施工效果比较明显，但是考虑到长大隧道的施工难度以及容易产生的质量通病，需要在机械化施工中满足施工工法要求，按照施工规范进行，不能因为机械设备的引入就改变施工工法。所以，按照施工工法要求施工，是机械化配套施工需要遵守的基本原则。
        2.3洞内电压需满足机械设备的正常运转
        由于机械化配套施工中需要用到的机械设备数量较多，对隧道内的电压负荷有较高的要求。

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在洞内电缆敷设和电压配置过程中，需要根据机械设备的电力需求情况进行电压的匹配，保证洞内电压能够满足所有机械设备的用电需求，并保证电压的安全性，留有必要的电压余量，避免电压过低影响施工。
        2.4选用机械设备的配件易于购买，配件和易损件能及时供应
        机械化配套施工中，机械设备容易出现故障情况，为了保证施工机械设备能够快速维修，在设备选型中应保证机械设备的配件容易购买，并且配件的购买和更换成本相对较低。否则，机械化配套施工的整体成本将会失控，对整个工程的施工成本将会带来不利的影响。所以，选准机械设备型号并了解配件信息是十分必要的。
        3机械配套技术在高速铁路长大隧道施工中的应用
        3.1工程实例
        某高速铁路长大隧道全长15647m，隧道设计Ⅳ、Ⅴ级围岩占据的比例约为55.9%，工期60.6个月，设计分三个工区施工，工期紧张。长大隧道断面相对较小（约46m2），所以对施工机械化配置具有较高的要求，以便加快隧道施工进度，保障工期。
        3.2机械化配置方案
        使用C6地质一体钻机作为超前水平钻，C6地质一体钻机可节约循环时间，提升施工效率；开挖：使用以往的矿山法，搭配多功能钻机、作业台架等，钻机钻眼为人工手持，实施爆破开挖；出渣：使用12t自卸汽车配置ZL40型装载机，控制性工程使用挖装机配置自卸汽车；初支：使用喷射砼机械手；使用集中化、机械化生产加工钢构件；二衬、防排水：由专业设备公司生产的模板台车，使用超声波焊接防水板铺挂；仰拱栈桥：使用新型全液压自行式仰拱栈桥。
        3.3挖装机在长大隧道施工中的应用
        3.3.1挖装机用途和优点
        一种用于连续生产的高效装载机和一种用于连续生产的高效排渣设备，即WDZL-220履带式挖掘装载机。WDZL-220履带式挖掘装载机主要用于解决生产作业空间窄、行车距离短的装渣问题。WDZL-220履带式挖掘装载机具有安全、环保、高效的特点。WDZL-220履带式挖掘装载机是矿山和隧道工程中不可缺少的先进装渣设备，WDZL-220履带式挖掘装载机是人工与其它机械的替代产品。
        3.3.2主要技术性能参数
        装载能力：≤220m3/h，最小转弯半径：≥9m，挖掘宽度：≤7m，挖掘高度：≤5.3m，挖取距离：≤3.0m，卸载高度：≤4.4m。
        3.3.3挖装机使用
        由于装载机前臂长3m，机高3.6m，通常使用台阶法施工时，由于装载机前臂短，台阶上的渣体不能顺利排出，因此必须使用微台阶法施工，这也是现阶段提倡的一种施工方法。上台阶的长度易控制在3m左右。装载机可连续卸渣，增加自卸汽车的装载能力，缩短隧道卸渣时间，应按照卸渣和运渣的距离来确定每个工作面配备的自卸汽车数量。
        3.3.4挖装机效果
        依据现场情况可知，上述配置平均节约1.5h左右的出渣时间，最多平均节约2h出渣时间。
        结束语
        综上所述，解决高速铁路长大隧道施工难题的关键举措在于机械化施工，同时在施工中运用机械配套技术，可降低施工难度，保障施工工期，提升施工效率，一定程度上利于高速铁路长大隧道施工人员安全、保护施工环境，最终保障工程质量。所以说，在高速铁路长大隧道施工中运用机械配套技术是非常必要的。
        参考文献
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