长大隧道机械化施工技术

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　　【摘 要】随着公路、铁路工程项目的建设和发展，出现了越来越多的长大隧道。为了保障长大隧道的施工质量，则需要采用恰当的设备进行机械化施工。论文主要概述了长大隧道机械化施工技术，对钻爆法长大隧道的机械设备配置与施工进行了研究。
　　【Abstract】With the construction and development of highway and railway engineering projects， more and more long tunnels have emerged. In order to guarantee the construction quality of the long tunnel， it is necessary to adopt appropriate equipment for mechanized construction. This paper mainly summarizes the mechanized construction technology of long tunnels， and studies the mechanical equipment configuration and construction of long tunnel by drilling and blasting method.
　　【關键词】隧道;机械化;施工技术
　　【Keywords】 tunnel; mechanization; construction technology
　　【中图分类号】U45                                             【文献标志码】A                                            【文章编号】1673-1069（2019）06-0186-02
　　1 长大隧道机械化施工技术概述
　　就长大隧道施工来说，主要采用掘进机法、钻爆法两种方法，其中，钻爆法应用较多。就隧道钻爆法施工而言，其首先是通过凿岩机或者凿岩台车完成钻眼工作。其次，通过人工方式来完成装药，待一切准备就绪后，进行爆破工作。其中，通过装载车、自卸汽车配合运作，将爆破产生的矿碴运出施工现场，运至弃碴场，这种方式被称为无轨运输方式。现阶段，无轨运输是长大隧道常用的一种运输方式，尤其是公路隧道工程，因该类工程存在较大的断面，为了保障施工现场的有效空间，则需要通过无轨运输将矿碴运输到弃碴场。对于一些断面较小的隧道工程，可能存在装载机装车困难的问题，此时可采用有轨运输，即通过电动或者风动的装碴机，将矿碴装入梭式矿车、入斗车内，在电瓶车的牵引下，实现出碴的目的。
　　通常情况下，隧道会采用复合衬砌的方式，从而保障隧道工程的安全性。就复合衬砌来说，初期支护是由多种材料、构件（钢架、钢筋网、锚杆、喷射混凝土等）组合完成，二次衬砌是通过模板台车来浇筑混凝土，最终形成衬砌结构。需要注意的是，初期支护与二次衬砌间要设置一道防水层，从而保障混凝土的最终质量。对于一些全断面的隧道工程，衬砌施工应采用模板台车，混凝土的拌合是在附近的搅拌站完成，由混凝土输送车或者输送泵运至衬砌工作面，之后进行混凝土的施工。
　　在长大隧道工程施工中，一些排水、供电、供应压缩空气等辅助工作，是由通用机械来完成的。比如，采用轴流式通风机来实现隧道的通风，通过发电站来实现隧道的照明。另外，不同的隧道段还要采取不同的措施，以确保隧道施工的顺利进行，比如隧道工程中含有瓦斯地段，不仅要加强通风，而且要采用防爆型机械施工，从而保障施工的安全性;对于反坡排水的隧道工程，需要采用较大动力的抽水设备，以保障水资源的供应和使用。
　　2 钻爆法长大隧道的机械设备配置与施工
　　对于长大隧道工程来说，其需要机械化施工，在保障施工质量的同时，能够最大程度地提高施工效率。通常情况下，较高的机械化程度能够促进生产效率提高，加快施工进度，所以在工程项目施工时，应根据工程实际情况选择适宜的设备，从而提高施工的水平和效率。在对长大隧道工程进行施工机械配置时，需遵循以下原则：满足要求、技术先进、性能可靠，从而符合隧道施工要求。采用性能好、质量高的施工设备，并做好机械设备的匹配工作，从而充分发挥设备的效能。就隧道施工来说，其主要包括开挖、装运、初期支护、二次衬砌等工作，相应的设备配置围绕这些工作进行。
　　2.1 开挖施工的机械设备配置与施工
　　现阶段，钻爆法隧道施工主要采用自制多功能台架设备。依据隧道断面的高度，台架会进行不同的分层，从而为人工钻孔、喷锚支护提供便利和保障。通常将多台风动凿岩机安置于台架上，从而完成隧道的钻眼作业，采用液压凿岩台车进行钻孔工作，之后再由人工进行装药，最终进行爆破、开挖。
　　2.2 装运工作的机械设备配置与施工
　　在钻爆法施工中，出碴运输工作是隧道施工的重点工作，为了提高该工作的效率，则需要做好设备的配套选择。有轨运输、无轨运输是现阶段隧道工程施工运输采用的主要方式，其中有轨运输需要配备多类专业设备，具有洞内污染少的优点，但因设备种类多，设备的日常养护与维修工作比较复杂，管理存在一定难度;与有轨运输相比，无轨运输配备的设备较少，管理相对比较容易，但采用该种方式时，部分设备属于内燃机械，会在洞内产生较为严重的尾气污染，因此要做好隧道的通风工作。另外，采用有轨运输方式时，一般会在洞内铺设轻型钢轨，在开挖面配备自动装岩设备，并在电瓶车的牵引下，自卸矿车完成洞碴运出洞外弃碴场的任务;采用无轨运输方式时，一般会配备侧翻式装载机，用于矿碴的装载，并由自卸汽车直接将洞碴运至弃碴场。受施工工期限制，长大隧道施工多采用斜井、横洞等辅助坑道。辅助坑道施工与正洞相似，多采用无轨运输将矿碴运出，但由于斜井存在较大的坡度，常常会采用有轨运输的方式，即采用侧卸式矿车装载洞碴，在绞车的牵引下，将矿车运至井口车场，之后再进行洞碴的卸载和倒运。 　　2.3 初期支护的机械设备配置与施工
　　锚喷支护是隧道初期支护的一种常用方式，一般一个工作面需配备3台或4台混凝土喷射机，从而满足喷射混凝土施工要求。通常采用强制式搅拌机来进行喷射混凝土的拌合，其运输可通过有轨运输方式——轨行式罐车，或者无轨运输方式——自卸汽车、混凝土罐车来完成。锚杆支护施工采用风动凿岩机进行钻孔，再由人工进行安设工作，从而发挥其支护的重要作用。
　　2.4 二次衬砌的机械设备配置与施工
　　就隧道二次衬砌施工来说，通常将自动计量拌和站设置于洞外，用于混凝土的拌合，再由混凝土罐车或者轨行式输送车进行混凝土的运输。在混凝土二次衬砌施工时，采用的是液压式整体模板台车（9m或12 m），并给模板台车配备混凝土输送泵和输送管，模板台车按照铺设轨道前行，并进行相关的混凝土的浇筑。需要注意的是，要给每台模板台车配备一个简易台架，用于安装防水板，该工作应在混凝土灌注前完成，避免雨水或者地下水影响隧道工程的施工质量。
　　2.5 风、水、电保障系统配置和运作
　　2.5.1 通风系统的配置和运作
　　通风对于隧道工程来说是十分重要的，特别是长大隧道。该隧道施工通风一般选择长管路机械混合通风或者压入式通风，并构建相应的通风系统，其组成部分包括PVC软风管、轴流风机。具体来说，在净空允许的条件下，应尽可能选择直径较大的风管，从而满足施工通风的需求;轴流风机的选择，需根据施工的需求进行风机的各种参数（风压、风量等）计算，从而实现隧道的有效通风，给隧道的安全施工提供保障。
　　2.5.2 供水系统的配置和运作
　　供水系统是满足隧道施工中水资源需求的一项重要系统，从而为隧道工程的施工提供保障。通常将蓄水池设置在洞外的水源处，并安设高压水泵，使得水资源在高压的作用下，进入高位水池，再由铺设的水管将水池中的水引入洞中，从而满足隧道施工用水需求。
　　2.5.3 供电系统的配置和运作
　　在进行长大隧道施工时，通常将变压器（630kVA、800kVA）设置于洞外，并由高压线将电压引入各个生产生活区域以及隧道内，从而满足隧道工程施工的用电需求。在进行隧道掘进的过程中，当掘进距离在1000m以上时，电压会出现较大的降幅，为了保障电力的正常应用，通常会采用铠装电缆高压进洞，并分为照明和动力两个分路，实现洞内的双回路供电[1]。为了保障洞内施工设备的正常运作，通常会将移动式变压器设置在离挖面较近的附属洞室内，为掌子面周围的施工提供电力。另外，还要配备一台超过200kW的发电机，作为隧道施工的应急电源备用，从而保障长大隧道工程的用电施工。
　　3 结语
　　综上所述，在长大隧道工程机械化施工过程中，应根据隧道工程的实际情况，选择适宜的机械设备，从而提高隧道工程施工的质量和效率。同时，还要保障通风、供水、供电等系统的运行，为长大隧道工程施工提供保障。
　　【参考文献】
　　【1】马飞.长大隧道施工技術分析[J].工程建设与设计，2016（7）：164-166.
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