严卫东
焦作市泰鑫机械制造有限责任公司 河南 454450
摘要：在隧道施工中，由于隧道的施工工期较长，且施工的路径较长，对于施工设备的要求较高，因此，机械设备的配套技术对于隧道施工来讲十分重要。本文研究讨论了隧道施工机械配套的装备设置基本原则，并对配套的机械设备选择进行分析，希望能够促进隧道施工质量的提升。
关键词：隧道施工；机械设备；配套技术
引言：我国大约是二十年代末期才开始隧道施工，并正式开始在隧道建设施工中大量使用机械设备。由于目前隧道科学施工中工程机械化施工进程技术开始得比较晚，隧道科学施工技术起步发展也较为迟缓，对于相应的施工技术发展有一定的制约作用，因此，近年来随着我国政府开始对国外先进施工技术进行研究学习，引进先进的隧道科学施工技术，并分析我国目前的隧道工程施工发展情况，制定了相关的施工策略，以期促进隧道工程施工技术的健康发展。通过长期研究发现，在隧道建设施工中仍然存在一些常见性问题，针对这些问题进行针对性地解决对于提高施工质量十分有利。
一、隧道施工机械化配套的基本原则
1、明确重要设备以及施工流程
隧道掘进施工支护机械基本上来说是由隧道掘进、支护(初期和二次施工支护)、支护隧道运输及洞内保护作业等对环境的安全保障施工设备四大组成部分共同构成。这四个小部分通过机械设备的有机紧密配合，逐步形成强大的生产能力。因此，相关的施工部门也应重点选择煤矿开挖和施工支护专用机械设备，确保一定的生产能力。在资源匹配方案的设计和研究中，首先需要建立基础资源配置的应用模式，但同时，应根据具体情况，对一些基础资源配置的技术水平进行一定的提升。也就是说，机械化程度要因地制宜，应该在确定基本机械配置和作业方式的基础上，循序渐进地进行，视建筑工程的具体条件和不同施工单位的各种机械设备使用情况，可将其按机械化程度分为不同的技术水平，并按不同技术水平分别配置一套相应的施工机械。机械设备配置划分水平主要来说是以矿井开挖时的机械配置来进行划分的。二次材料衬砌的基层修筑，不管具体施工处理方法如何，多数人都是直接采用各种类型的施工模板车或台车方式进行。而大型运输挖掘机械则一般应与其他开挖运输机械协调进行配置。从目前的实际使用情况上来看，大型隧道施工修建机械，如多臂式的液压门式钻孔施工台车还是比较少的，而小型隧道的施工修建机械数量却大幅度地增长，在这种大的情况下，采用多功能施工台架或自行开发研制的门架式液压钻孔施工台车等也是很有必要的。同时，发展能够适应各种挖掘条件下的完全断面的方法和半完全断面的方法进行开挖的挖掘机械设备是很重要的。
2、应首先建立配套的目标函数
配套机械设备的最终目的是形成一定的、均衡的生产能力。也就是说，在满足工期的条件下，最简单、最有效的支护方案是最佳的选择和目标。为了达到均衡速度的目标，配套的生产能力应该有一定的富余度。即：配套生产能力>（1.2~1.5）平衡生产能力。在进行配套机械设备的选择时，要设定好相关的生产数值，计算出一定数值下机械设备的生产能力，确保后期的生产效率。
三、主要的机械设备选择
1、开挖设备
液压台式凿岩施工台车。
液压卧式凿岩机平台车按人体结构安装形式不同可以细分为门架式和实腹式，按人体行走走向方式可以细分为驱动轮胎式、轨行式和履带式。门架式重型液压隧道凿岩挖掘台车的车体腹部结构可以承载通行隧道运输挖碴用的车辆，充分利用了开挖隧道内有限的隧道横断面结构空间，使各隧道施工点和工序间所使用的机械设备互不干涉，常被应用于我国单线铁路开挖隧道。
2、运输设备
隧道运营交通运输主要目前有3种隧道运营运输方式：无轨电车隧道交通运输，有轨电车隧道交通运输、皮带有轨隧道交通运输。常用的为前2种隧道运输施工方式，皮带车和隧道运输仅在少数大型皮带隧道运输工程施工中才被广泛采用。
无轨电车运输。利用汽车翻车机和汽车机械作为隧道运输工具，广泛应用于大断面隧道和短里程隧道。其主要优点之一是整车灵活，可直接运至排土场。主要缺点是隧道内的隧道受到内燃机废气和隧道外噪声的严重污染。除了噪声污染难以解决外，隧道施工中通风问题也令人十分头痛，隧道底墙破坏严重，造成隧道内通风不顺畅，直接影响长隧道的正常施工。
有轨电车运输。所有牵引轨道均敷设在牵引隧道内，由牵引电瓶车或牵引放电机、卸碴车、牵引送料车运输。其主要优点之一是隧道无施工废气和噪声污染，施工期间的通风容易解决，对普通隧道底部不会造成明显破坏，特别适用于长隧道和大断面小隧道。缺点之一是施工机动性差，一次性排渣投资大，施工前期管理复杂，需要在隧道外长时间修建第二个排渣场和运输站。
3、辅助作业线施工机械
辅助通风供水系统作业线路的主要用途一般是安装施工排水通风通电供水系统、施工通风供排水处理供电系统以及其他施工排水供电通风供水系统等。其安全作业线的编号格式是新的，必须保证辅路内安全、快速完成施工。
通风控制系统。在大型通风隧道中，应根据管道长度对管道进行规划，同时要注意做好安全防护，对一氧化碳在连续出现或爆破时的最低浓度和最大风速要仔细考虑。由于目前隧道通水施工通风距离较长，为了有效解决隧道通风施工距离相对过长的通风问题，可以考虑采用新型巷道式无风道阀门横向射流隧道通风系统技术，通过利用隧道双洞式的有风门横向射流通道的通风优势即可有效解决通风问题。
用电系统管理服务设备。对于连接隧道道路用电系统实施区的设备，可以根据最大的供电实施负荷和实际运行需用电的供电系数等计算方法，对其进行综合计算，分析连接隧道和道路施工区用电设备最大负荷，这是对于洞外供电隧道洞内供电系统施工而言。如果在野外一般都在洞外洞内同时架设千伏交流高压洞外供电变配洞内供电施工中心，从洞外水力变电站内部同地引出一路10kv洞外洞内供电千伏高压交流线路将其同时送至室外洞内并将洞外变压器线路送入一个洞外内室，由此也可使该室外洞内供电变压器线路可向一个洞外内室同时同地送出多路，供洞外洞内掘进、排水等洞外供电施工设备洞外施工供水用电。
结语：大型隧道建设工程施工技术难度大，技术含量要求高，施工标准化意识要求高。所以只有在隧道施工过程中高效地使用隧道施工现场机械设备，加强隧道施工现场机械设备的安全管理，建立一套施工设备安全管理保障措施和特殊突发事件应急管理措施，才真正能够有效保证我国隧道建设工程的正常施工，保证隧道工程质量稳定安全可控。
参考文献：
[1]曹伟. 隧道施工中的机械设备配套技术探讨[J]. 建材发展导向, 2019, 017(003):247-248.
[2]刘军辉. 特长公路隧道机械化施工设备配套技术探讨[J]. 建筑工程技术与设计, 2018, 000(028):1607.
作者简介：严卫东（1980年12月-），男，民族：汉族，籍贯：河南博爱县，研究方向：机械设备设计及应用，所在单位：焦作市泰鑫机械制造有限责任公司。