摘要：现阶段，我国人口总数持续增加，各区域之间经济贸易往来愈加频繁，因此，人们对交通提出了更高要求，其中高速铁路发展最为突出，而隧道建设又是高速铁路发展的重点工程，且隧道工程的质量会直接关系到高速铁路的发展。由于隧道工程施工的隐蔽性和危险性，直接导致隧道施工空间狭小和施工环境恶劣，致使施工难度加大。因此，改善施工作业空间，重视设备选型，提高施工环境质量，对于隧道工程建设尤为重要。
关键词：设备选型；隧道；重要性及思路
引言
随着国家“隧道施工九条禁令”的颁发实施以及近年来施工企业用工荒的凸显，施工企业大力推进隧道施工机械化配套作业，施工设备在隧道施工中发挥着举足轻重的作用，如何加强施工设备的管理成为重点。
1设备选型原则
①在机械设备选择过程中，需要考虑到施工规模、施工场地和施工距离等方面因素，确保设备生产能力符合施工要求；②机械设备在进行选择过程中，需要确保机械设备的生产效率，机械设备便于操作，容易检修，具有一定的环保能力；③选择国产机械设备。国产机械设备在运转费和购置费等方面费用较低，并且在配件采购方面较为方便，并且售后服务较好；④在机械设备选择过程中，需要选择通用型机械，不到特殊情况下不得使用特殊类型的机械设备；⑤在进行机械设备的需求量计算时，需要突出重点问题；⑥根据机械设备的功率和备用电源容量等进行充分的考虑，确保机械设备的正常运行，保证施工周期；⑦对施工环境进行分析，科学合理的布置机械设备的位置，并且对机械设备进行动态化管理，及时调整设备位置，这样才能保证机械设备的整体运作能力符合要求。
2项目概况
案例工程为单洞双线隧道，全长约17107米，最大埋深约235米，划分为四个施工区，分别为进口施工区、1号斜井施工区、2号斜井施工区、出口施工区，预期工期为63个月，每个工区都按照流水作业的方式组织进行施工。施工过程中需要穿越岩溶强烈发育的灰岩，以及5条断层，其中岩溶和高地应力是不良地质，在施工过程中存在突水和突泥等地质灾害。而且工程施工工期长，加上隧道施工地段多雨，给正常施工带来一定的难度和诸多的高风险源。
3隧道施工中设备选型思路
3.1机械设备选型及配套的要求
机械设备的选型力求在保证工期的前提下，减少设备投人，降低产成本，各工序能力匹配，实现均衡生产，提高工作效率。选型配套应遵循如下要求：
1）施工机械满足施工方法和工艺要求，外形尺寸适合隧道内生产作业空间。
2）机械选型配套能力能与隧道在全线施工中的地位和工期相适应。
3）配套后的各生产线具备很好的综合优化性能，整体工作能力相互匹配，各作业线相辅相成生产均衡。
机械设备的选型及配套与施工方法密切相关，它将直接影响到施工的安全、生产质量、整个工程的工期以及生产成本等，依上述原则，本文案例工程针对四个施工区的施工，对工程的开挖、装运、支护、衬砌等施的机械设备选型和配套进行分析，需具有一定的要求机械设备的性能效率高，满足装运、锚喷、衬砌等作业需求，并合理配合各种机械设备施工用于开挖、装渣、运输的机械设备，对机械设备的运输能力要求最高，次之为装渣能力，开挖能力则在施组能力之上即可机械设备要有具体的施工方法与之配套，譬如在采用全断面法围岩的时候，所采用的机械设备必须具备应对较差地质条件的能力机械设备必须安置专业的操作人员，以便确保操作的安全和效果为了避免机械设备效能的浪费，要将富余系数控制在一定范围内结合隧道断面确定机械设备的外形和尺寸，并根据现场的条件进行调整施工机械需要具备辅助供水、供电、排水、通风等施工作业配套的能力机械设备尽量由同个厂家供应，方便设备的统一维修和配件供应，为此建议尽量选择国产品牌的机械设备，以提高设备维护效率，保证工期如期进行。
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3.2机械设备选型和配套的建议措施
3.2.1机械设备选型
案例铁路隧道施工工序主要有开挖、装运、支护、衬砌四方面，结合工程现场的施工要求和条件，确定需要应用到的机械设备如下：
（1）开挖机械设备：1台B353E型号的液压凿岩台车、320台YT28型号的风动凿岩机、5台1.2m3规格的JI82型号挖掘机、3台0.8m3规格的PC200型号挖掘机。
（2）装运机械设备：2台340m3/h规格的JGMWZ340型号隧道挖装机、10台3.4m，规格的WA470-3型号装载机、48台15t规格的自卸车。
（3）支护机械设备：6台CSS3型号的混凝土喷射机械手、20台5m3/h规格的TKSOp型号混凝土喷射机、4台2TGZ-60/210型号的注浆泵、4台YZB130/14型号的注浆泵。
（4）衬砌机械设备：8台60m3/h规格的HBT60A-1406dI型号混凝土输送泵、5套90m3/h规格的HZS90型号混凝土拌合站、16台8m3规格的HNJ5253GJBA型号混凝土输送车、8台12m型号的全断面液压模板台车。
3.2.2机械设备配套
在确定机械设备选型的基础上，下面将根据案例工程在凿岩、装运、支护、衬砌四方面的施工作业任务，对机械设备进行合理配套：
（1）凿岩设备配套。隧道的围岩施工分为Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ四个等级，其中前两个等级采用全断面法，在应用多功能台架配合风钻钻孔的同时，用非电毫秒雷管和乳化炸药进行光面爆破，一次成型全断面。Ⅳ级采用台阶法，分为上台阶施工和下台阶施工两部分，钻孔打眼的主要工具是多功能平面风钻，并非电毫秒雷管和乳化炸药光面爆破，然后用挖掘机在上断面扒渣和装载机在下端面测卸式装渣。Ⅴ级在增设临时横撑的基础上，采用台阶法，机械设备配套的方式类似于Ⅳ级。
（2）装运设备配套。铁路隧道工程施工现场每天有大量的渣土，为了确定最佳循环进尺，要配套好出渣、开挖和运渣等设备，进口正洞施工区域可用340m3/h规格的JGMWZ340型号隧道挖装机，这种挖掘机是履带模式，现场日常施工需要1台，另外1台作为备用；正洞的其他工作面，需要配套1台挖掘机和侧卸装载机，但由于隧道的断面狭窄，所以建议采用国产15t的汽车，可满足隧道出渣作业需求，同时在隧道每隔420m位置，设置1个会车道，避免出渣车作业的互相干扰。
（3）支护设备配套。首先是用管棚钻机钻孔顶进钢管，根据管棚的长度要求，将直径40mm和80mm的钢管逐条套接，提高管棚的顺直度，并沿着钢管的纵向，以30cm为单位距离分别钻孔，呈梅花形状布置孔眼。其次是用直径40mm的小导管，配合水泥和水玻璃的双液注浆泵注浆加固管棚导管，小导管的钻孔可用风钻，在钻到设计孔深之后，用高压风将孔内的粉尘等吹拂干净。再次是锚杆和喷射混凝土支护体系，可用自进式锚杆和砂浆锚杆，并在局部的位置设置型钢刚架。最后是用多台TK500型号混凝土喷射机配合注浆。
（4）衬砌设备配套。衬砌施工主要进行于围岩和初期支护变形稳定后两个阶段，鉴于案例工程围岩的自稳性差，认为开挖面要控制在3-90m的范围内，并架设栈桥和浇筑混凝土，该施工方法需要利用混凝土罐车将搅拌好的混凝土运送到开挖面位置，然后流槽人仓，并用插人式的振捣器进行振捣。其次是衬砌施工的每个工作面都需要配备至少1台液压钢模衬砌台车，根据具体的断面尺寸和功能要求，以现场组装的方式，确保液压模板台车的强度和刚度符合要求，为立模板提供便利条件。再次是工区的洞外配备至少1套90m3/h规格的HZS90型号混凝土拌合站、5台8m3规格的HNJ5253GJBA型号混凝土输送车、3台60m3/h规格的HBT60A-1406Bf型号混凝土输送泵，全方位完成混凝土集中自动计量拌合、输送、人模、捣固的工作。
结语
本文从工程的实际情况入手，在选定设备的基础上，再对设备适用性进行了分析，确保了该选型设备能够满足安全顺利完成施工目标的要求。
参考文献：
[1]周胜.大断面富水黄土隧道开挖方法优选及设备配套研究[D].兰州：兰州交通大学，2016.
[2]张伟.基于双臂凿岩台车的隧道施工设备配套及经济性研究[D].西安：长安大学，2015.
论文作者:刘瑜
论文发表刊物:《基层建设》2019年第23期
论文发表时间:2019/11/6
标签：机械设备论文; 隧道论文; 设备论文; 型号论文; 混凝土论文; 断面论文; 作业论文; 《基层建设》2019年第23期论文;