铁路隧道机械化施工探讨

铁路隧道机械化施工探讨

摘 要：对于隧道的施工铁路施工单位必须要做的主要施工任务之一。对于整个铁路工程的施工来说，隧道的施工难度是最高的，这主要由于隧道的施工会受到很多地理、地质条件等因素的制约，在建设的过程中存在很多的不确定性因素，再加上一些施工单位施工工艺技术水平的低下，严重的影响到隧道施工的进度以及工作的效率等等。下面我就将对我国铁路隧道机械化施工的相关问题进行探讨。

关键词：铁路；隧道；机械；措施

现阶段，由于我国经济发展的需要，已修建大量的铁路隧道，在基础理论研究、国外资料收集等方面都已经取得了丰富的经验，但是我国的铁路隧道施工快速建设的水平以及相应的配套技术水平、施工设备等仍然落后与同等时期其他发达国家的建设水平，针对质疑情况我们应该结合我国隧道机械化建设的水平和现状进行全面系统化的总结分析，找出我国铁路隧道机械化施工技术水平的弊端，进一步提高我国隧道机械化施工的水平。下面我就将从不同的层面对我国铁路隧道机械化施工进行分析探讨。

1、隧道机械化施工的分类

对于人型机械化主要是相对日前国内铁路隧道施工使用比较广泛的小型机具钻爆法施工而言的。隧道施工已经基本实现了机械化，隧道施工作业线可以大致分为开外作业线、锚喷支护作业线、衬砌作业线、装运作业线、仰拱作业线和防水板作业线六种作业线。机械化配套的不同，主要体现在六种作业线机械配置的种类和先进程度不同。在隧道施工中，一般采用全断面施工。根据现行铁路隧道定额体系，隧道的机械化施工可以分为I级、II级和IQ级配套。主要如下表1所示：

2、铁路隧道机械化施工技术

2.1、钻爆技术

超前地质预报是隧道施工中必不可少的一道工序。超前地质预报采用超前地质预报钻机、凿岩台车超前加深炮孔等方式，分别可探测前方120m、150m等的水文地质等情况，以此确保开挖作业安全提供可靠信息，降低施工风险。另外，利用凿岩台车施作超前锚杆、系统锚杆等比传统风钻施工作业效率有较人提升，且安全可靠。由于凿岩台车用电量人且供电线路存在电压降，若电压过低就不能发挥凿岩台车功效，故配置1台移动式变电站，与凿岩台车配套。

2.2、喷锚技术

喷锚技术的工艺流程为:施工准备并初喷4cm混凝土、锚杆孔位放样、钻孔及安装并挂设钢筋网片、复喷混凝土至设计厚度、混凝土养护并进行下一循环施工。其中锚杆孔采用凿岩台车钻孔，人工安装并注浆。喷射混凝土采用PM500型喷浆机械手施工，作业司机远离喷射部位并采用遥控手柄操作喷浆机械手，喷浆机械手活动臂可在水平和垂直方向240度范围旋转。

2.3、二次衬砌技术

首先是拱墙衬砌作业。由于开挖速度较快，为了满足衬砌步距要求，衬砌模板台车需要2台，为标准化作业打下了良好的基础。将拱墙衬砌堵头模板摒弃传统的木模板，替换为组合钢模板，可人为提升模板施工效率及确保模板质量，同时将中埋式止水带夹于两块模板中间，满足了一半埋入、一半外露的设计要求，同时遇到衬砌加厚段可把组合钢模板更换为木模板，可实现快速变换。

2.4、机械配置技术

对于机械配置技术，其主要的配套原则是配套施工以单机组组合配套后形成的生产作业线形成的综合生产能力高低为原则，铁路隧道的机械化施工机械设备的选择配套要从机械配套使用的整体能力入手，单机的机械性能必须和整体性能匹配，才能达到经济和生产相协调的效果。要在机械上装备相关防护设备，保障机械的耐久性，配套机组中的各单机要经久耐用；在机械的配套使用原则中要求及时的对机械进行检查，维修和养护；选用配套的设备要能够适应多种地质条件下的不同施工方法，满足辅助施工方法的施工需要，具备一定的适应性。

3、我国铁路隧道施工机械化发展现状

3.1、快速施工技术体系不完善

在具体的施工中，以钻爆法为基础的机械化快速施工体系表现在机械化作业线设备配套技术，施工安全与风险、环境控制，岩溶高压水，变形治理等方面，目前而言，许多设备配套和关键性技术难题亟待解决，施工进度有较大差别，事故频发，工程后环境治理跟不上进度。

3.2、机械化设备配套不合理

目前，我国铁路隧道机械化配套设备只能在硬岩或者围岩稳定性较好的条件下才能进行快速的机械化施工，作业线上的机械设备国产化程度较低，影响了机械的使用寿命和维修养护，同时就影响了作业的效率，不能形成较为完备的先进机械化作业线。尤其是喷锚、支护以及二次混凝土衬砌等工序的配套机械设备国产化程度极低，完全制约了我国铁路隧道机械化施工的进步和全面发展。

3.3、机械化程度不高

对于软弱围岩以及土质隧道的施工，多数只能进行人工作业，人工作业包含

了施工时间长、工序繁复、围岩扰动较大，起安全系数也较低、进度缓慢，这些问题都是受制于机械化施工程度的低下。

3.4、钻爆环节问题多

对于钻爆环节，第一步就是排险、测量、划线，但目前国内大多数施工单位基本采用自行设计，拼装的简易台架作为施工中的平台，这种台架在现实的施工作业中，具有实用性高的特点，但由于过于简陋、用人较多、安全性差。隧道机械化施工所使用的装载机，挖掘机设备品种较多，也基本上能达到与运输设备配套的要求，导致在施工作业中出现故障。

4、铁路隧道机械化施工对策

4.1、改变工人工作观念

目前，国内很多工地的雇佣模式主要是以月固定工资来结算，长此以往，工人因为每天干多干少都是固定的工钱，懒惰的心理越来越强，这样工人劳作的积极性就大幅度的降低，最后施工进度就会受到影响，为了避免这种现象的发生，就要调动起来工人的劳作热情，让工人自己感觉到自己在为自己工作。比如实行在保障隧道机械化施工班组职位工资和绩效工资正常发放的前提下，实行达标有奖，不达标扣罚的原则。

4.2、统一管理

在具体的工作中让隧道机械化施工做到可控隧道机械化施工，在面对大型技术装备的时候，进行必要的技术改进与创新，与引进的设备有一个良好的配合环境，这样隧道机械化施工的效率才能越来越高。要构建一个合理的领导框架，降低给企业在施工过程中带来的各种法律风险。

4.3、强化钻爆法施工机械化

这是发展的重点。用自液压凿岩台车进行铁路隧道施工取得了良好的施工效果，推广和创新发展是实现隧道钻爆法施工机械化的关键，所以在以后的工作中必须严格的把控这一点。

4.4、加强机械化施工的科技、自动化

机械化施工的科技、自动化在一定程度上反映了一个国家的综合科学技术和多媒体等的技术的综合水平，目前在办公室所在地可以直接从计算机屏幕上获取远距离的掘进机施工图像和参数并可以发出指令进行控制，这是机械化设备自动化发展的趋势。同时计算机硬件和软件的迅速发展掘进机的计算机优化设计和施工系统的开发也是发展方向之一，越来越多的机械原理、电子学原理和机器人原理都会被合理的应用到岩土工程学中。

综上所述，目前我国铁路隧道的施工已经逐渐实现了综合化的机械选型和配套，但依旧存在很多的问题。这要求我们在以后的工作中要结合施工特点和对机械设备选型配套的基本要求，对工程的施工的机械设备选型以及配套进行严格的把控，紧跟时代，不断的加强管理、施工技术水平，以此来保证工程的顺利竣工。

参考文献

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