摘要：隧道施工具有施工量大、施工耗能多、施工机械数量种类多等特点，在实际施工过程中，其机械设备的使用调配的合理程度直接关系到隧道施工的成本和效率。本文以隧道施工中机械设备的配备与调度为主要论点，对其调配原则进行分析，并且对其实际施工中的现状进行叙述，较为系统的规范操作步骤。
关键词：隧道施工；机械设备；配备；调度
一、机械设备的配备的必要性
随着长达隧道的建设数量不断增加，隧道施工过程中的涉及的技术要点越来越多，新的施工工艺也越来越多，因此，隧道施工过程中，需要对机械设备进行合理的调配和调度，从而提高施工效率，保证施工进度。但隧道内部的施工空间有限，工艺过程衔接过于紧密，机械的施工半径相互制约，因此，机械的选择需要更为精炼，隧道施工机械配备需要更加科学、细致，选型配套更加实用，从而保证施工任务完成的程度达到最优化。
二、机械设备的配备的一般原则
实行机械化施工，进行选型配套时，经常将若干机械或机组配成“成套机械”。所谓成套机械，是指在主要参数方面彼此协调一致而专门组成的机组，或相互联系的机组组成的“机群”。成套机械中，起主要作用的机械或机组称为主要机械或机组，另外还有辅助机械或辅助机组。成套机械中的主要机械和机组决定着施工方式、方法和工程的施工进度。正确选择机械或机组并配套成“成套机械”充分发挥机械的群体效能，可以使施工机械达到理想的效果。
制定施工机械化方案时，应当考虑国情、施工条件、工期和本单位现有机械设备技术条件等因素。比如，相同的隧道可以采用机械化施工也可以采用半机械化施工；具有选择施工机型型号时，应根据隧道的围岩分类、断面、长度、工艺要求、现有机械设备和投资情况等确定；选型配套时要进行经济比较，综合考虑机械的价格、使用费用和维修费用、寿命等因素；成套机械的各个机械参数必须得到最大限度的使用。主要机械与辅助机械之间必须协调一致，辅助机械的选定首先应保证主要机械参数充分发挥最大效果的前提下进行，各机组之间也要相互协调，不能发生互相不联系的“断层”，即两头的作业都采用机械化，而中间某重要作业仍然手工作业，相互不协调，使占用机械不能充分发挥作用；尽可能选用先进的机械、一机多用的机械，近两年，出于对隧道施工安全、质量的要求，隧道施工机械化得以不断深入，一些新型设备不断出现，比如三臂凿岩台车、湿喷机械臂、液压栈桥、防水板自动安装台车、分级控制的多功能二衬台车、二衬自动养生设备、水沟、电缆沟一次成型台车等，并为这些机械安排足够的工作量，保证机械的使用效率和相互之间功效的匹配；一个工程中所选用的机械型号规格尽可能统一，性能尽可能兼容，便于设备的维修保养工作。
三、隧道各台阶施工设备使用流程
1、上导坑施工设备使用流程
施工设备使用流程为：施钻炮眼→装载机运送炸药→装载机拖走台车→挖掘机、自卸车出渣→挖掘机扒断面→装载机推台车→农用车运送拱架→装载机举拱架→装载机运送锚杆和导管→装载机吊喷浆机→装载机装车、自卸车运输喷浆料→装载机吊走喷浆机→下台阶施工。
2、下导坑施工设备使用流程
施工设备使用流程为：施钻炮眼→装载机运送炸药→挖掘机、自卸车出渣→挖掘机扒断面→装载机运送拱架→装载机吊喷浆机→装载机装车、自卸车运送喷浆料→装载机吊走喷浆机→仰拱施工。
3、仰拱施工设备使用流程
施工设备使用流程为：施钻炮眼→装载机运送炸药→挖掘机、自卸车出渣→挖掘机扒断面→运送拱架→装载机吊喷浆机→装载机装车、运送喷浆料→装载机吊走喷浆机→混凝土罐车运送混凝土→仰拱混凝土施工。
4、二衬施工设备使用流程
施工设备使用流程为：安装混凝土运送管泵→装载机移动二衬台车→罐车运送混凝土，装载机接输送管泵残料。
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四、机械及机手的配备
1、主要机械的配备
1.1主要机械的配备
机械数量是根据每一循环的工程量大小、运距长短、平行施工的工作面数量，以及施工进度计划的具体要求进行配备。
1.1.1装载机
配备3台厦工ZL50型装载机。具体分配为：搅拌站1台，上行隧道配备1台，下行隧道配备1台。在搅拌站不使用装载机的情况下，该机械可以随时进行补漏。
1.1.2自卸车（小型）
配备2台自卸车。具体分配为：上行隧道1台，下行隧道1台。自卸车的型号考虑到洞内的工作空间和运送能力，采用5t自卸车。该车型能够满足上下行隧道同时进行锚喷施工时，搅拌材料的运送。
1.1.3挖掘机
配备2台CAT329DL挖掘机，铲斗容量为1.35～1.5m³。具体分配为：上行隧道1台，下行隧道1台。挖掘机的型号根据洞内的工作空间和每个循环的出渣量而定，应确保渣土能够在最短时间内装车运出洞外。
1.1.4自卸车
配备6辆斯太尔HOWO336型自卸车，载重12.5t。具体分配为：上行隧道3辆，下行隧3辆。自卸车的型号和数量是根据洞内的工作空间和在确保挖掘机能够连续不间断地运行的情况下而定的。
在实际施工过程中，2条洞不可能同时放炮。在出渣装车初始时，装满1车的时间相对较短，后期相对较长，这时，可以调配另1条洞装车时间较长的自卸车，使1条洞有4辆自卸车，另外1条洞有2辆自卸车。这样，既可以有效利用自卸车，又不会出现装载机“等车”现象。
2、机手的数量
根据每台设备运转时间长短来确定机手数量。一般每循环时间内，每种机械均有几乎固定的工作时间及工作量，无特殊情况下误差极小。
（1）1台挖掘机，每天每条隧道开挖有2个循环，则挖掘机扒断面、装渣，每次大约2h，合计4h；仰拱开挖和出渣2次，每次大约3h，合计6h。所以每天工作时间约10h，而且工作内容不连贯，如果不考虑挖掘机行走、保养、加油等其他内容，1个机手是无法独立完成的，为保障机械的运行效率及安全，配备2个机手是必要的。
（2）自卸车的工作时间与挖掘机几乎相当，所不同的是，在挖掘机开挖仰拱时，由于速度较慢自卸车司机可以在驾驶室休息。如果不计加油及保养时间，单人操作的话，基本能保证休息时间，所以，每辆自卸车配备1个机手，能满足施工需要。
五、机械调度
1、工序调整
施工机械应根据行走距离以及施工部位进行灵活调整，每台机械的工作范围既应该明确，又要有机动性，一机多用可充分发挥机械的效率。不同工序需要的物品也可同时运输，不能将机械、工序及班组分工太详细、太明确，要灵活机动，相互合作。每台机械均有主要分工，特殊情况下，闲置的机械即使是份外的事情，也要无条件地去执行。上台阶进尺是隧道的主要进度指标，当上下导坑同时发生同一工序时，应以上导坑为主，但是施工进尺较远时，挖掘机行走距离长，应将1条洞内与挖掘机有关的短时间的工序完成后再进行调转。不然单一强调重点进行固定模式调配，挖掘机会增加行走系统负担，并浪费油料和时间。
2、工序衔接
机械调度时，要考虑下道工序的衔接。挖掘机上导坑扒出渣断面后，到下导坑出渣。左洞2h后下导坑将出渣，可将挖掘机开到行车横洞口进行日常保养，左洞下导坑放炮后到左洞出渣。机械添加油料的前提不是无油才加，而是在两洞相互调度的空隙时间加油。加油时应利用装载机等机械运油进洞，而不是挖掘机行走出洞加油，因为每天进行单独的几次行走，长期的机械磨损、耽误的时间均是严重的资源浪费。还有一种情况，挖掘机斗销断裂等故障，需要电焊工焊接维修，因洞内灰尘较大，按常规要将挖掘机开到洞口钢筋加工区进行维修，可是，洞内又急需使用挖掘机，此时可将电焊工请到上导坑开挖台车附近，利用开挖台车上的电焊机进行维修，即使不考虑机械磨损，单计算挖掘机进出洞行走的时间也要将近50min，避免了影响整体工作循环工作时间。将调度机械、保养维护与施工工序严密结合，既能降低机械磨损又能压缩工序循环时间，提高机械的使用效率，从而节省机械的使用成本及整体的施工成本。
参考文献
[1]张泽斌.合理配备机械设备、加快隧道施工进度[J].西部探矿工程.2016(1).
[2]李长松,薛韶儒.隧道施工中机械设备的配备与调度[J].工程材料与设备.2013(3).
论文作者:宋国军
论文发表刊物:《基层建设》2017年第12期
论文发表时间:2017/8/9
标签：机械论文; 挖掘机论文; 隧道论文; 装载机论文; 导坑论文; 配备论文; 自卸车论文; 《基层建设》2017年第12期论文;