長大隧道機械化施工技術
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【摘 要】隨著公路、鐵路工程項目的建設和發展，出現了越來越多的長大隧道。為了保障長大隧道的施工質量，則需要采用恰當的設備進行機械化施工。論文主要概述了長大隧道機械化施工技術，對鉆爆法長大隧道的機械設備配置與施工進行了研究。
【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.
【關鍵詞】隧道;機械化;施工技術
【Keywords】 tunnel; mechanization; construction technology
【中圖分類號】U45 【文獻標志碼】A 【文章編號】1673-1069（2019）06-0186-02
1 長大隧道機械化施工技術概述
就長大隧道施工來說，主要采用掘進機法、鉆爆法兩種方法，其中，鉆爆法應用較多。就隧道鉆爆法施工而言，其首先是通過鑿巖機或者鑿巖臺車完成鉆眼工作。其次，通過人工方式來完成裝藥，待一切準備就緒后，進行爆破工作。其中，通過裝載車、自卸汽車配合運作，將爆破產生的礦碴運出施工現場，運至棄碴場，這種方式被稱為無軌運輸方式?，F階段，無軌運輸是長大隧道常用的一種運輸方式，尤其是公路隧道工程，因該類工程存在較大的斷面，為了保障施工現場的有效空間，則需要通過無軌運輸將礦碴運輸到棄碴場。對于一些斷面較小的隧道工程，可能存在裝載機裝車困難的問題，此時可采用有軌運輸，即通過電動或者風動的裝碴機，將礦碴裝入梭式礦車、入斗車內，在電瓶車的牽引下，實現出碴的目的。
通常情況下，隧道會采用復合襯砌的方式，從而保障隧道工程的安全性。就復合襯砌來說，初期支護是由多種材料、構件（鋼架、鋼筋網、錨桿、噴射混凝土等）組合完成，二次襯砌是通過模板臺車來澆筑混凝土，最終形成襯砌結構。需要注意的是，初期支護與二次襯砌間要設置一道防水層，從而保障混凝土的最終質量。對于一些全斷面的隧道工程，襯砌施工應采用模板臺車，混凝土的拌合是在附近的攪拌站完成，由混凝土輸送車或者輸送泵運至襯砌工作面，之后進行混凝土的施工。
在長大隧道工程施工中，一些排水、供電、供應壓縮空氣等輔助工作，是由通用機械來完成的。比如，采用軸流式通風機來實現隧道的通風，通過發電站來實現隧道的照明。另外，不同的隧道段還要采取不同的措施，以確保隧道施工的順利進行，比如隧道工程中含有瓦斯地段，不僅要加強通風，而且要采用防爆型機械施工，從而保障施工的安全性;對于反坡排水的隧道工程，需要采用較大動力的抽水設備，以保障水資源的供應和使用。
2 鉆爆法長大隧道的機械設備配置與施工
對于長大隧道工程來說，其需要機械化施工，在保障施工質量的同時，能夠最大程度地提高施工效率。通常情況下，較高的機械化程度能夠促進生產效率提高，加快施工進度，所以在工程項目施工時，應根據工程實際情況選擇適宜的設備，從而提高施工的水平和效率。在對長大隧道工程進行施工機械配置時，需遵循以下原則：滿足要求、技術先進、性能可靠，從而符合隧道施工要求。采用性能好、質量高的施工設備，并做好機械設備的匹配工作，從而充分發揮設備的效能。就隧道施工來說，其主要包括開挖、裝運、初期支護、二次襯砌等工作，相應的設備配置圍繞這些工作進行。
2.1 開挖施工的機械設備配置與施工
現階段，鉆爆法隧道施工主要采用自制多功能臺架設備。依據隧道斷面的高度，臺架會進行不同的分層，從而為人工鉆孔、噴錨支護提供便利和保障。通常將多臺風動鑿巖機安置于臺架上，從而完成隧道的鉆眼作業，采用液壓鑿巖臺車進行鉆孔工作，之后再由人工進行裝藥，最終進行爆破、開挖。
2.2 裝運工作的機械設備配置與施工
在鉆爆法施工中，出碴運輸工作是隧道施工的重點工作，為了提高該工作的效率，則需要做好設備的配套選擇。有軌運輸、無軌運輸是現階段隧道工程施工運輸采用的主要方式，其中有軌運輸需要配備多類專業設備，具有洞內污染少的優點，但因設備種類多，設備的日常養護與維修工作比較復雜，管理存在一定難度;與有軌運輸相比，無軌運輸配備的設備較少，管理相對比較容易，但采用該種方式時，部分設備屬于內燃機械，會在洞內產生較為嚴重的尾氣污染，因此要做好隧道的通風工作。另外，采用有軌運輸方式時，一般會在洞內鋪設輕型鋼軌，在開挖面配備自動裝巖設備，并在電瓶車的牽引下，自卸礦車完成洞碴運出洞外棄碴場的任務;采用無軌運輸方式時，一般會配備側翻式裝載機，用于礦碴的裝載，并由自卸汽車直接將洞碴運至棄碴場。受施工工期限制，長大隧道施工多采用斜井、橫洞等輔助坑道。輔助坑道施工與正洞相似，多采用無軌運輸將礦碴運出，但由于斜井存在較大的坡度，常常會采用有軌運輸的方式，即采用側卸式礦車裝載洞碴，在絞車的牽引下，將礦車運至井口車場，之后再進行洞碴的卸載和倒運。 2.3 初期支護的機械設備配置與施工
錨噴支護是隧道初期支護的一種常用方式，一般一個工作面需配備3臺或4臺混凝土噴射機，從而滿足噴射混凝土施工要求。通常采用強制式攪拌機來進行噴射混凝土的拌合，其運輸可通過有軌運輸方式——軌行式罐車，或者無軌運輸方式——自卸汽車、混凝土罐車來完成。錨桿支護施工采用風動鑿巖機進行鉆孔，再由人工進行安設工作，從而發揮其支護的重要作用。
2.4 二次襯砌的機械設備配置與施工
就隧道二次襯砌施工來說，通常將自動計量拌和站設置于洞外，用于混凝土的拌合，再由混凝土罐車或者軌行式輸送車進行混凝土的運輸。在混凝土二次襯砌施工時，采用的是液壓式整體模板臺車（9m或12 m），并給模板臺車配備混凝土輸送泵和輸送管，模板臺車按照鋪設軌道前行，并進行相關的混凝土的澆筑。需要注意的是，要給每臺模板臺車配備一個簡易臺架，用于安裝防水板，該工作應在混凝土灌注前完成，避免雨水或者地下水影響隧道工程的施工質量。
2.5 風、水、電保障系統配置和運作
2.5.1 通風系統的配置和運作
通風對于隧道工程來說是十分重要的，特別是長大隧道。該隧道施工通風一般選擇長管路機械混合通風或者壓入式通風，并構建相應的通風系統，其組成部分包括PVC軟風管、軸流風機。具體來說，在凈空允許的條件下，應盡可能選擇直徑較大的風管，從而滿足施工通風的需求;軸流風機的選擇，需根據施工的需求進行風機的各種參數（風壓、風量等）計算，從而實現隧道的有效通風，給隧道的安全施工提供保障。
2.5.2 供水系統的配置和運作
供水系統是滿足隧道施工中水資源需求的一項重要系統，從而為隧道工程的施工提供保障。通常將蓄水池設置在洞外的水源處，并安設高壓水泵，使得水資源在高壓的作用下，進入高位水池，再由鋪設的水管將水池中的水引入洞中，從而滿足隧道施工用水需求。
2.5.3 供電系統的配置和運作
在進行長大隧道施工時，通常將變壓器（630kVA、800kVA）設置于洞外，并由高壓線將電壓引入各個生產生活區域以及隧道內，從而滿足隧道工程施工的用電需求。在進行隧道掘進的過程中，當掘進距離在1000m以上時，電壓會出現較大的降幅，為了保障電力的正常應用，通常會采用鎧裝電纜高壓進洞，并分為照明和動力兩個分路，實現洞內的雙回路供電[1]。為了保障洞內施工設備的正常運作，通常會將移動式變壓器設置在離挖面較近的附屬洞室內，為掌子面周圍的施工提供電力。另外，還要配備一臺超過200kW的發電機，作為隧道施工的應急電源備用，從而保障長大隧道工程的用電施工。
3 結語
綜上所述，在長大隧道工程機械化施工過程中，應根據隧道工程的實際情況，選擇適宜的機械設備，從而提高隧道工程施工的質量和效率。同時，還要保障通風、供水、供電等系統的運行，為長大隧道工程施工提供保障。
【參考文獻】
【1】馬飛.長大隧道施工技術分析[J].工程建設與設計，2016（7）：164-166.
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