南水北调中线干线工程建设管理局 河北 保定 074004
摘要：新世纪水利工程建设使现代化施工必不可少的施工装备——水利工程施工机械迎来了其前所未有的发展时机，其发展方向是融入水利施工新技术之中。水利工程施工新技术主要表现在其设备形式的多样化、操纵方式标准化、机械管理的信息化和水利施工机械绿色环保型等方面。通用性水利施工机械向机电信一体化方向发展，特定工程专用施工机械向建设机器人方向发展。
关键词：水利工程；施工机械；现状；发展方向
引言：
随着市场经济的发展逐渐完善，水利工程的市场也在逐渐规范化。在竞争如此激烈的情况下，高素质的人才队伍，才是在竞争中立于不败之地的关键因素，而水利的施工机械又是施工企业赖以生存的关键物质基础，工程施工机械的管理水平高低，在相当程度上也关系到水利施工效率的高低。所以，增强水利工程建设施工机械的管理，可以让其长期处在良好的运行之中，使之发挥最大的工作效益，是水利工程施工企业须要认真考虑的问题。
1 水利工程建设对施工机械的要求
随着水利建设专用机械的需求量也在增加，特别是由于水利工程建设对设备安全性和可靠性要求较高，因而对水利施工机械产品的性能、质量及可靠性等方面都提出了新的要求。水利工程建设对施工机械的技术要求主要表现在以下几个方面：
1.1防汛抢险施工机械
防汛抢险施工机械应跟踪国际防汛装备的先进技术，研制开发适用于汛期紧急抢险特殊要求的施工机械。该类机械应具备轻便、灵活、操作简单的特点，便于在道路条件较差、工作环境等较恶劣的情况下使用。最好采用模块式组装结构，便于现场运输安装，如超长伸缩臂式挖掘机、轻型快速打桩机、编笼及抛笼机、多功能抢险船、抗洪抢险指挥车1船2、移动式泥土装袋机和快速堵口设备等。
1.2堤坝加固处理机械
堤坝加固处理和病险水库改造需要专用的施工机械，特别是成墙深度大于"#4或成墙厚度较薄1小于"##442、工程造价较低的高效率超薄型防渗墙施工机械。
1.3河道疏浚机械
针对我国江河湖库众多，水情、气候、地质地理条件、淤积情况各不相同，需要开发生产门类、品种、规格比较齐全的系列机械清淤设备。重点要发展高效率、大输送距离而且能够自动监测并显示挖掘性能的大型挖泥船，以及深水型清淤机、环保型清淤设备和水面漂浮物消除设备。
1.4以节水灌溉为主的农田水利施工机械为
配合发展高产、优质、高效和节水农业，重点抓好各类节水灌溉设备的研究开发工作。如：渠道开沟、修坡、连续衬砌机械、小型隧道凿岩机等沟渠施工机械、沼泽地治理施工机械、节水灌溉设备、卷盘式喷灌机关键技术的消化吸收等。
1.5大型水利施工机械重点是大型渠道开挖
衬砌技术装备和混凝土施工成套技术装备的研制开发。针对南水北调等重点工程建设研制开发多种形式的低扬程大流量水泵、盾构机及其配套系统、大断面渠道衬砌机械、斗轮式挖掘机（用于渠道开挖）、全断面隧道掘进机（TBM）。研制开发人工制砂设备、成品砂石脱水干燥设备、特大型预冷式混凝土搅拌楼、混凝土快速布料塔带机和胎带机、大骨料混凝土输送泵、混凝土侧卸车、碾压混凝土筑坝成套设备等。
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对工程机械行业而言，水利工程施工逐渐成为一个较大的市场，而这个市场对水利施工机械的要求，一方面总量大；另一方面类型品种多，同一品种规格的批量不大，并有很多特珠的要求。
1.6引水隧洞开挖机械
水电站建设需要开挖许多引水隧洞，除传统的钻爆法施工外，目前国内外大多采用盾构机(TBM)进行一次性成洞开挖。
我国水资源分布不均，北方水资源严重短缺，西南方比较丰富，因此进行跨流域调水非常必要，这不可避免会遇到大型引水隧道的施工问题，TBM施工是其最佳手段。据不完全统计，“十五”期间及其后一个时期，我国调水工程涉及的隧洞累计长度将超过800km，按照单台TBM经济施工长度15km进行预测，需求量约为50余台。南水北调西线工程位于青藏高原东南部，是从长江上游干支流调水入黄河上游的跨流域调水的重大工程，工程总调水量170亿in3，隧洞累计总长度477km。这些隧洞穿越的地层地质多为断层破碎带，且地处高寒缺氧地区，不适宜重体力劳动，采用TBM法施工较为适宜。我国在“十五”期间及未来10年中，铁路、地铁、公路、市政建设工程都需要大批各类型TBM，因此，TBM在我国具有广阔的市场前景。
盾构机已有100多年的历史，目前，在世界范围内的TBM市场主要被美国罗宾斯(ROBBINS)公司、德国维尔特(WIRTH)公司、奥地利奥钢联(VOEST—ALPINE)及德国德马克(DEMANG)公司等几家制造商的产品所占领。我国对TBM的研究从1958年就开始了，但由于受技术条件、经济条件及过去计划经济体制的限制，发展缓慢。1966年我国研制出第一台全断面隧洞掘进机后，国内共9个厂家先后设计制造了19台掘进机，17台投入使用，涉及工程项目21个，掘进累计总长只有18．5km。与国外掘进机相比，国产掘进机还处于较低的水平。单机单头掘进隧洞长度都在1．5km以下，不能适应长隧道工程的需要。掘进速度方面，最高月进尺在250m以下，作业率大都在20％以下。所以，国产掘进机目前还不能满足我国国民经济快速发展的要求。我国掘进机的技术与管理使用，还有待于开发研究，以尽快赶上世界先进水平。
2水利施工机械技术发展展望
我国水利施工机械的发展要在满足水利工程建设要求的前提下，不断提高和完善工程机械的技术水平，其中主要是操纵和控制机构的改进。防汛抢险、堤坝加固、堤坝防漏、堵漏、防溃等危险和紧急作业，人无法接近十分恶劣的场所和作业环境去作业，要采用远距离操纵。各种水利机械设备的操纵日趋简单化并且越来越方便，电子化、自动化和机器人化是水利施工机械产品更新换代的发展方向。从其作业特点来看，大致可分为完成多种作业的通用性水利施工机械和完成单一作业的专用性水利施工机械。
2.1通用性水利施工机械向机电信一体化方向发展
通用性水利施工机械具有多种功能，需要完成复合性作业，且操作、工作环境复杂，难以分解成简单的模式动作，实现自动化很困难，需要由人来操纵和掌握。目前，电子控制技术正在不断地向这类机械渗透和普及，出现了新一代电子挖泥船、电子清污船等。闸门启闭机群的远程智能遥控、遥视操纵和控制就是机电信一体化集成技术的体现。
2.2特定工程专用机械向建设机器人方向发展
水利建设工程中有些比较单纯的作业能够与其它工作分开成为单独的作业操作，往往采用专用施工机械来施工，也有根据施工要求将施工技术和施工机械相结合创造出新的施工法，即结合施工法设计的特殊用途的专用机械。类似这类机械国外大多采用电子控制技术，以实现自动化和无人化操作施工。国外往往把这类采用机电信一体化技术、能自动地进行作业的机械和系统称作建设机器人。在水利工程施工中，需要大量的专用施工设备，如南水北调西线工程使用的全断面岩石掘进机（TBM）就是集机械、电子、自动化控制等一系列技术的集成系统，它能够自动完成超前钻探、预警预报预处理、全断面掘进、自动出渣、隧洞衬砌等一系列复杂工作。防汛抢险水下机器人可在非常危险的场合实现堤坝管涌的排查和堵漏作业。
结束语：
在水利工程的施工活动中，需要对施工机械进行合理选择，遵循安全性、经济性等基本原则，在选择中加强对质量、成本和施工条件的控制，在此基础上优化施工机械的配套组合，使其发挥出最大效用，促进水利工程建设。
参考文献：
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[3]袁昕,胡修池,张志林.水利工程施工机械的发展方向[J].黄河水利职业技术学院学报.2015(02)
论文作者:李斌,于广杰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第19期
论文发表时间:2018/11/5
标签：施工机械论文; 水利论文; 作业论文; 隧洞论文; 机械论文; 工程建设论文; 我国论文; 《防护工程》2018年第19期论文;