绍兴市交通建设有限公司 浙江绍兴 312000
摘要：随着我国公路隧道交通事业的快速发展，机械设备成套优化配置逐渐变为缩短工期控制质量的关键环节。由于隧道施工存在工序交叉性，工艺多样性，施工复杂性等特点，因此本文以杭绍台高速第三标段“九台套”设备为工程依托，秉承“机械换人”的理念对隧道成套设备进行优化配置探讨。分析结果为：隧道机械化施工能够有效提高施工质量加快施工进度，针对不同作业环境合理配置机械台套设备能够有效提高作业工效。
关键词：公路隧道；机械化施工；快速施工
1 引言
近年来，随着我国人口红利逐渐下降、人力成本不断攀升，同时，伴随着我国隧道施工设备研发水平提高，传统的粗放型隧道施工模式与当前隧道工程大规模建设的形势不相适应，隧道施工实行“机器换人”也已成为大规模山岭隧道建设行业新的选择和契机[1]。隧道机械化施工对降低劳动强度、提高施工效率、加强结构质量的需求日益强烈，进一步加大对隧道机械化施工及成套设备关键技术研究具有战略意义。
2 工程概况
杭绍台高速第三标段路线起点K27+940、终点K35+000，路线全长7.06Km，共设隧道3座，全长3491m：其中平水隧道为特长隧道，全长2526m；竹家坞隧道为中长隧道，长649m；葫芦嘴隧道为短隧道，长316m。
3 隧道机械化施工设备
杭绍台三标隧道围岩结构复杂，施工安全和工程质量要求高，采用钻爆法施工，复合式衬砌支护。为响应机械换人、自动化减人的号召，在建项目平水隧道大力推进机械化配套施工。依据隧道钻爆法的施工流程，目前平水隧道具备成套机械设备，其中“九台套”设备配套体系对推动隧道机械化进程起到了关键性作用，即“两机、一桥、六台车”。设备配置参数见表3.1所示。
表3.1 杭绍台三标平水隧道进口设备配置
3.1开挖作业
采用山特维克DT821-SC型二臂凿岩台车参凿岩台车设备进行开挖作业，台车主要由凿岩机、钻臂、推进梁、工作平台、底盘、钻孔液压系统、空气系统、水系统、电气系统、电缆盘、钻机控制系统等部件组成，具有液压控制的自动平行举升机构，钻臂整体升高与就位覆盖面大，由柴油机驱动。凿岩台车如图3.1所示。
图3.2 湿喷机
湿喷机与干喷、潮喷机相比较湿喷机具有喷射排量大、回弹率低、产生粉尘少、施工人员安全性更有保障、用工少、劳动强度低等优势[2]。湿喷机使用过程中提出了隧道三台阶开挖时湿喷机布置方案。控制上台阶不超过5米，把中台阶长度适度拉长至12米，便于湿喷机和搅拌车摆放，即可满足上中下三个台阶以及仰拱的混凝土喷射需要。
3.2.2 钢架作业
多功能立拱台车台车包括门架总成、行走驱动机构、提升机构、搬运机构、举升机构和支腿机构，如图3.3所示。使用钢拱架台车具有众多优势：采用多功能拱架台车安装杜绝了拱架吊运过程中的安全隐患；采用钢拱架安装台车一般用人在5人左右，较传统立拱减少40%，同时时间节约也减少25%，采用钢拱架安装台车，即降低了劳动强度。
图3.5 二衬预检测台车
检测方法简便、可操作性强。检测台车由电机带动在轨道上自动行走，通过行走来检测净高是否合格。具有电动液压升降功能，操作简便。只需点击电动液压系统开关，则能满足不同的二衬厚度的检测要求。对局部欠挖可及时处理。检测台车上搭载独立作业平台，遇到个别点欠挖，台车无法通过时可由人工及时进行处理，进一步确保二衬厚度可控。
3.4.2 全断面自动化防水板铺设台车
防水作业台车主要配备自行系统、牵引小车、卷筒和压紧装置等，通过遥控系统控制台车施作，一次铺设长度可达6m，节约材料的同时减少接缝，改善防水效果。人工只需对铺设好的防水材料进行固定焊接，显著降低劳动强度，提高工作效率。台车如图3.6所示。
图3.8 二衬混凝土养护台车
在二衬混凝土拆模后，可以及时使用养护台车进行养护，以保证混凝土质量。并且养护台车有着养护范围大的特点，单位时间内可以养护更大面积，侧面加快了养护速度与养护效率，一定程度上节省了人工成本。在台车移动上，二衬混凝土养护台车采取移动式模架的方式，并将喷水管安装在台车顶部，可以避免高空作业，保证了施工人员的安全。此外，由于养护台车采用喷雾的方式进行养护，可以降低隧道内粉尘的浓度，提高了隧道内的空气质量，保护了施工人员的呼吸系统，减少疾病的发生。
3.6 电缆沟槽浇筑施工
中铁五新自行式液压水沟电缆槽作业车。该型台车从实际工程特点出发，实现定制化设计生产适应工程特点的隧道自行式液压水沟电缆槽台车，通过液压系统控制模板上下左右移动，调整两侧模板的平面位置和顶面高程，使模板定位满足水沟电缆结构尺寸要求。电缆沟槽台车如图3.9所示。
图3.9 电缆沟槽台车
电缆沟槽台车可以加快施工进度。采用电缆沟槽台车后，沟槽的拆模、移动、安装定位均通过液压系统操作实现，大幅减少了拆模、转运、安装定位加固所需要的时间，节约了施工时间，每循环时间由原来的12h减为现在的8h。节省人力。主要利用机械作业，大大降低了工人的劳动强度，大大提高了工作效率，每循环4人减为现在的3人。节约施工成本。区别于拼装模板需要安装支架、外侧模板仅能植筋支撑加固不牢，易出现“跑模”现象；电缆沟槽台车利用台车本身加固，基本杜绝了“跑模”现象，节约了混凝土使用量，从而达到节约施工成本的目的。
4 结论
杭绍台三标隧道施工秉承“机械换人”的理念，将“二机一桥六台车”合理配置于现场作业施工过程中。在使用和配置九台套设备的过程中，得到结论为：隧道机械化施工能够有效提高施工质量加快施工进度，针对不同作业环境合理配置机械台套设备能够有效提高作业工效。
参考文献:
[1] 蒙华铁路隧道工程施工技术要点及机械化配套[J]，隧道建设，2017（12）：1564-1570.
[2] 陈向阳. 公路隧道湿喷混凝土施工技术与研究[J]. 公路交通技术, 2003, 20(1): 77-79.
[3] 唐建宏，康海波. 自行式自动卷铺防水板挂布台车在隧道施工中的运用[J]. 建筑技术开发，2018，45(02):55-57.
论文作者:高防伟
论文发表刊物:《防护工程》2019年10期
论文发表时间:2019/8/19
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