摘要:長期以來,處于成本考慮,我國建筑施工企業(yè)在隧道施工中大量使用民工施工,這為廣大農(nóng)村勞動者提供了大量的就業(yè)機會,同時也推動了建筑業(yè)的發(fā)展。但是隨著建筑市場規(guī)模的迅速擴大、地質條件的復雜和建設標準的不斷提高,大量使用農(nóng)民工的弊端就逐漸顯露出來:廣大農(nóng)民工專項施工技術水平普遍不高,雖然施工企業(yè)對他們進行了系統(tǒng)的技術培訓,但農(nóng)民工專業(yè)技術還是不能滿足高質量建筑的要求。在這種情況下,機械化配套作業(yè)就成為大規(guī)模客專建設行業(yè)新的選擇和契機。
關鍵詞:隧道,施工機械,配套技術,職稱論文發(fā)表
一 我國隧道施工現(xiàn)狀
現(xiàn)如今,我國鐵路隧道建設的總量已經(jīng)遠遠超過世界其他國家。但是,我國鐵路隧道施工的快速修建設備配套技術水平、施工裝備及國產(chǎn)化仍處于隧道施工機械化初期,整體技術仍較落后。主要表現(xiàn)為:
1以鉆爆法為基礎的機械化快速施工技術體系尚未完成,在機械化作業(yè)線設備配套技術、環(huán)境控制、施工安全與風險控制、巖溶高壓水、大變形治理等方面,許多設備配套關鍵技術難題尚未取得突破,施工進度差別很大,事故隱患較多,工后環(huán)境影響較大
2以鉆爆法為基礎的機械化設備配套在硬巖或圍巖穩(wěn)定性較好的條件下才能實現(xiàn)快速施工,而且作業(yè)線的主要設備大多從國外引進,自主開發(fā)的品種少、質量較差、故障較多,主要技術性能參數(shù)與鐵路隧道現(xiàn)有施工條件不匹配。設備國產(chǎn)化程度低,因而影響作業(yè)效率,難以形成現(xiàn)今的機械化作業(yè)線。特別是開挖出砟、噴錨、支護、二次混凝土襯砌等工序,設備國產(chǎn)化程度低,制約了全行業(yè)整體技術的全面發(fā)展和進步。
3 對于軟巖和土質隧道,大多數(shù)仍采用人工作業(yè),工序循環(huán)時間長,圍巖擾動大,安全風險高,支護困難,進度緩慢,造成軟巖隧道既不能快速施工,也不能形成機械化作業(yè)。
隧道施工中設備配套的重要性
在隧道施工中,常用的機械設備有鉆爆設備(如風動鑿巖機。電動空壓機、內(nèi)燃空壓機、螺桿空壓機等),裝運設備(如隧道挖裝機、裝載機、電瓶車、礦斗車、翻車機、自卸汽車、立爪裝巖機等),噴錨襯砌設備(如濕噴機、砼組合攪拌機、雙液注漿泵、注漿機、管棚鉆機、砂漿拌和機、砼攪拌機、軌行式砼輸送車、砼輸送泵、單線模板臺車,模板臺車等),通風設備(如軸流式通風機、射流風機等),以及其他設備。可供選擇的設備眾多,但是如何選擇最優(yōu)化的設備以及設備組合,在保證安全施工的前提下,又能保證隧道施工的進度以及經(jīng)濟性,對于縮短隧道施工周期,節(jié)約成本,提高建筑質量具有重要作用。同時,多種設備同時進入隧道施工現(xiàn)場,如果沒有明確的機械設備配套方案,對于現(xiàn)場的施工管理,安全控制也是一個極大的控制。總之,有效的隧道施工設備配套技術,能偶保證機械施工期間的連續(xù)性和有效性,保證施工方案的順利進行,同時施工方也節(jié)約了成本。
二 機械選型配套應全面考慮的幾項技術經(jīng)濟要求
1、生產(chǎn)性:生產(chǎn)性是指各單機組合配套后形成的生產(chǎn)作業(yè)線所具備的綜合性能和生產(chǎn)能力。對于隧道施工機械設備的額選型配套,毫無必要區(qū)刻意追求某種系列機型或某單機的性能最好,技術最先進,產(chǎn)量最高,而應從機械配套后的整體能力入手,實現(xiàn)各單機的機械性能與生產(chǎn)力相匹配,達到既經(jīng)濟又合理的最佳組合。
2、可靠性:可靠性指的是要求各點擊在運轉過程中,穩(wěn)定的保持良好的技術性能,可靠地在規(guī)定時間和作業(yè)條件下完成工期所要求的額定功率的能力。各施工工序采用的設備要能保證生產(chǎn)的高速度和生產(chǎn)的均衡性,應該以整套設備來評價機械的完好率,許多國家都是用施工中造成的時間損失作為標準來衡量。
3、安全性:一是指機械本身的安全運轉功能,應配有過載保護和自動控制裝置,二是指機械轉動時對操作人員和周圍施工人員的安全保障,機械上應裝備有各種類型的防護設備。
4、耐久性:指的是配套機組中的各單機應經(jīng)久耐用,技術壽命應相互匹配。
5、維修性:便于檢查維修和保養(yǎng),利于配件采購和儲備。
6、經(jīng)濟型:應優(yōu)先選用經(jīng)濟合理的節(jié)能型設備,要結合我國國情,盡量面向國內(nèi)市場。組合配套的設備應與隧道本身的地位和投資能力相適應。
7、適應性:指的是配套設備能適應多種地質條件下不同的施工方法,能滿足輔助工法的施工需要。例如瑞典產(chǎn)門架式臺車既可用于全斷面開挖也能進行微臺階開挖;日本產(chǎn)挖裝機既可以用于裝渣,也能進行欠挖處理,并能用液壓錘破碎渣堆中的大塊巖石,免去了費時費工又不安全的“放解炮”作業(yè)。
8、配套設備要能夠在隧道施工各工序的作業(yè)空間內(nèi)運轉自如。
9、配套設備各單機的動力形式要基本一致,行走方式要與裝運方案相適應。
10、配套設備各單機應盡量選用低噪音、無污染或低污染、弱震動的設備。
11、配套設備各單機應具有良好的密封防潮性能。
三 隧道施工常用設備優(yōu)缺點
1開挖設備
液壓鑿巖臺車。液壓鑿巖臺車按結構形式可分為門架式和實腹式,按行走方式可分為輪胎式、軌行式和履帶式。門架式液壓鑿巖臺車和腹部可以通行運渣車輛,有效地利用率隧道內(nèi)有限的橫斷面空間,使各施工工序的設備互不干涉,常用語單線鐵路隧道。液壓鑿巖臺車開恩啊鉆孔作業(yè)效率高,勞動強度低,勞動環(huán)境條件好,但一次性投入相對較大。
多功能開挖臺架。為了降低投入,上世紀90年代中期國內(nèi)施工單位開發(fā)出風鉆多功能臺架配套法,其優(yōu)點:只做容易、成本低、易于推廣、靈活性強、適用面廣、使用成本低、有利于全斷面大契形斜眼掏槽爆破技術的實施,爆破效果較好,進度較快且有組都得保證;適合國內(nèi)勞動力充足,臉頰的基本國情。這種配套方式雖然在一定時期內(nèi)因其有各種優(yōu)勢為大家所接受,但也存在這嚴重的不足,那就是科技含量太低、工人勞動強度大、勞動環(huán)境條件差,不能適應形勢發(fā)展需要。
2運輸設備
隧道運輸有三種方式:無軌運輸、有軌運輸和皮帶運輸。常用的為前兩種方式,皮帶運輸盡在少數(shù)隧道施工中采用。
無軌運輸是利用自卸車輛作為運輸工具,多應用于大斷面隧道和短隧道。其優(yōu)點是是機動靈活,棄渣不需要二次倒運,可是直接運至棄渣場。缺點是洞內(nèi)受內(nèi)燃廢氣和噪聲污染嚴重,在長隧道中施工通風難以解決,對隧道底部損壞嚴重,輪胎消耗大,在小斷面隧道施工中受限制。
有軌運輸是在隧道內(nèi)輔設軌道,利用電瓶車牽引出渣車和進料車運輸。其優(yōu)點是無廢氣和噪聲污染,施工通風容易解決,對隧道底部不會造成損壞,特別適合于長大隧道和小斷面隧道。缺點是機動性差,一次投資較大,施工管理復雜,棄渣場較遠時需在洞外設二次棄渣倒運站。這兩種運輸方式各有利弊,進行選擇時應根據(jù)實際情況考慮,例如在獨頭掘進1000m以下的短隧道中,若斷面允許,可采用無軌運輸方式;在獨頭掘進1000m以上的長隧道中,應首選有軌運輸方式。
3支護襯砌設備
初期支護設備,在隧道施工中,采用噴射砼并配之以錨桿、掛網(wǎng)、鋼拱架的方法,作為臨時初期支護。砼噴射機油干噴機和濕噴機,按結構形式可分為轉子式和活塞式。轉子式結構簡單、價格低。活塞式主要為濕式砼噴射,噴射質量高,并可用于鋼纖維噴射,價格高。
二次支護設備。在隧道施工中,砼模注襯砌所采用的機械設備,根據(jù)不同的施工工藝,有多重配置方式,主要機械有砼拌合站。砼運輸車、砼輸送泵、襯砌模板臺車等。
4 盾構隧道掘進機
盾構隧道掘進機,簡稱盾構機。是一種隧道掘進的專用工程機械,現(xiàn)代盾構掘進機集光、機、電、液、傳感、信息技術于一體,具有開挖切削土體、輸送土碴、拼裝隧道襯砌、測量導向糾偏等功能,涉及地質、土木、機械、力學、液壓、電氣、控制、測量等多門學科技術,而且要按照不同的地質進行“量體裁衣”式的設計制造,可靠性要求極高。
盾構機的基本工作原理就是一個圓柱體的鋼組件沿隧洞軸線邊向前推進邊對土壤進行挖掘。該圓柱體組件的殼體即護盾,它對挖掘出的還未襯砌的隧洞段起著臨時支撐的作用,承受周圍土層的壓力,有時還承受地下水壓以及將地下水擋在外面。挖掘、排土、襯砌等作業(yè)在護盾的掩護下進行。
用盾構機進行隧洞施工具有自動化程度高、節(jié)省人力、施工速度快、一次成洞、不受氣候影響、開挖時可控制地面沉降、減少對地面建筑物的影響和在水下開挖時不影響水面交通等特點,在隧洞洞線較長、埋深較大的情況下,用盾構機施工更為經(jīng)濟合理。
結束語
設備配套不是越先進越好,在隧道施工設備進行選擇時,要從工程的總體規(guī)劃考慮,需要充分考慮人的因素、要以滿足對工程的工期、質量、安全、環(huán)保等各項要求為前提。合理進行機械配置以滿足施工需要;施工機械應與施工環(huán)境、施工方法相配套;根據(jù)地質條件、工期要求,通過必選,確定切合實際機械配套施工方案;還應充分考慮施工機械之間的配合及協(xié)調工作能力。
參考文獻:
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