浅谈公路隧道施工机械的合理配置
于盼
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于盼,. 浅谈公路隧道施工机械的合理配置[J]. 中国电气工程,202310. DOI:10.12721/ccn.2023.157104.
摘要: 公路隧道施工的工作面非常狭窄,工作量大且集中,施工人员和机械受到施工环境和地质条件的严重影响,在公路隧道施工中使用的机械设备一定要合理配置,在高效率完成施工的基础上节约施工成本。
关键词: 公路隧道;施工机械;合理配置
DOI:10.12721/ccn.2023.157104
基金资助:

在公路隧道施工过程中,合理配置施工机械不仅能有效提升施工效率和施工质量,还能有效减少施工工作人员的工作强度,在保证施工进度的同时有效减少工程造价,高质量、低消耗地完成公路隧道施工这项严峻困难的施工任务。本文针对公路隧道施工机械的合理配置原则进行分析,提出了施工机械的合理配置建议。

1合理配置原则

公路隧道施工机械的合理配置原则应建立在公路隧道的实际长度、断面大小和施工地区地质条件、运用相关施工技术和安全因素等配置原则:

①施工机械的配置应建立在施工过程中运用到的施工技术基础上,并要满足施工工期的前提下;

②施工机械配置的生产力应超过均衡施工能力,而均衡施工能力则要超过于施工进度的标准;

③在选购施工机械配置的过程中应重视备用机械设备;

④在进入到公路隧道中进行施工的设备应尽可能选择电力机械设备,并且优先选择噪声小和排出污染物符合标准的机械设备;

⑤在正式开展公路隧道施工前,一定要注重培训工作,让相关工作人员都能够清楚地了解所用机械,并且充分掌握机械的使用技巧、使用规则等;

⑥要保证施工机械的使用安全,即购入施工机械的过程应建立在安全性的基础上,并且定时检查、维修施工机械,确保施工机械安全运行;

⑦配置机械设备的过程中,应优先选择经济合理、具有节能特点的机械设备,选择适应性较强的设备,能够使施工设备满足不同情况下的公路隧道施工条件,还能够满足辅助施工技术的需求。

2公路隧道施工机械的合理配置

2.1合理配置通风机械设备

在进行通风机械设备配置和安装之前,相关工作人员应根据公路隧道施工现场的实际施工情况进行计算,并且在满足以下条件下采取最大值来计算风量:

①根据公路隧道中同时间施工人员的最大数量计算风量,一般情况下200m3/min就能够满足与以上要求;

②根据同时爆破过程中用到的最大炸药数量来计算风量,通常情况下公路隧道都会运用压入式通风,当风量达到1300m3/min时就能够满足要求;

③按照公路隧道施工中内燃机作业废气稀释的需求来计算风量,一般情况下风量达到1500m3/min就能够满足要求;

④根据公路隧道洞内的最小风速来计算,针对这种情况所得出的值普遍偏小,一般情况下风量满足1000m3/min时,相关工作人员就能够顺利开展施工工作。根据以上的分析结果加上漏风和阻系数,只要通风机能够在正常运行的情况下提供1600m3/min的新鲜空气,就能够保障公路隧道施工的所有工作人员顺利开展工作。能够满足于一般情况下公路隧道通风条件的机械为轴流风机,型号为SDDY-No11A。

2.2合理配置供电机械设备

在隧道施工过程中供电机械的合理配置十分重要,直接影响到隧道施工质量和施工效率,并且在一定程度上影响着施工工作人员的生命安全,因此要慎重考虑供电机械设备的合理配置。在公路隧道施工过程中供电主要包括生产用电、生活用电等,而生产用电包含机械运行用电和施工过程中的照明用电。在合理配置供电设备过程中应注重考虑总用电量,这样才能选择出合理的发电机、变压器、各种类型的供电开关和导线等,进而做到用电可靠、用电安全、用电节约。另外在确定施工总用电量的过程中,用电定额并不是固定的,在用电设备同时运行的过程中超过用电定额的现象非常普遍。中小公路隧道在施工过程中可以采用400/230V三相四线系统两端送电,在导线断面的选择上应保证末端电压<10%;而对于长隧道施工,如果在施工过程中的用电设备不多时,可以与中小隧道施工过程中的供电机械设备相一致,如果用电设备较多,则可以采用690V-1140V高压送电。

2.3隧道开挖施工机械合理配置

隧道开挖施工环节是公路隧道施工中的第一个施工环节,此环节通常会使用锚杆钻机、三臂凿岩台车、多功能作业台车、多功能开挖台车等大型钻机机械设备。

(1)三臂凿岩台车。隧道开挖环节最值得推广的施工设备是高性能挖进机械,其中的三臂凿岩台车而根据行走方式可分为轮胎形式、轨行形式和履带形式三种。公路隧道施工中主要采用刚性底盘,轮式行走,四轮驱动形式三臂凿岩台车。三臂凿岩台车具有钻孔爆破效率高、可进行锚杆施工和超前地质勘探、同时可配合注浆与管棚施工,可配合爆破装药。借助先进的隧道洞内扫描系统可以进行自动钻孔,减少劳动强度,公路隧道内三臂凿岩台车的使用有效提升设备使用效率,被普遍运用在公路隧道施工中。

(2)多功能作业台车。隧道多功能作业台车是隧道支护安装设备,具有钢拱架安装、花拱架安装、锚杆安装、锚网安装、辅助撬毛、辅助测量、通风管作业、炸药装填、隧道设备安装功能,已广泛应用与公路隧道施工中的支护作业及高空作业。多功能作业台车配套施工方法具有施工效率高、施工质量好,操作简单、信息化程度高、使用范围广、适用范围广、施工人员少等优点。

2.4无轨出碴施工机械合理配置

如果公路隧道施工场地较为宽广,可以不设置运行轨道,更多运用普通装载机和侧卸装载机与自卸汽车互相配合实现出碴,能够有效节省材料,使出碴施工更加简单方便,减少施工成本,提高施工效率,增进公路隧道的经济效益。无轨出碴通常会将碎石场地和自卸汽车的卸碴场地设置在同一区域,具有废渣二次利用的优点。无轨出碴施工使用的大型推土机的类型较为单一,可以运用同一类型的推土机,避免因某台推土机发生故障不能使用时,导致公路隧道要全部停工。

2.5混凝土衬砌施工机械合理配置

混凝土衬砌施工环节在公路隧道施工过程中非常重要,包括制备混凝土、输送混凝土和混凝土衬砌。混凝土的制备不仅为隧道提供衬砌的使用材料,也用于道路铺设过程,混凝土的质量不仅要足够好,还要满足衬砌和铺筑路面对于混凝土的施工要求。综合考虑混凝土的使用情况,合理选择混凝土拌和站的区域位置,选择性能优秀的混凝土拌和设备,还要设置专门的材料储备场地。

混凝土搅拌机按施工配合比搅拌水泥、砂石料和外加剂形成混凝土后,采用专用搅拌运输车运送到施工现场,运用混凝土湿喷台车等设备将混凝土形成初期衬砌层。湿喷台车通过泵送系统将混凝土输送至喷头处,在喷头处混凝土与速凝剂和压缩空气混合后喷射到混凝土初期衬砌层中,进而形成混凝土衬砌层。湿喷台车要根据公路隧道实际施工情况进行选择,主要根据隧道断面形式确定臂架长度和喷射量来确定湿喷台车型号。

3结束语

公路隧道施工过程的施工综合性强,工序和环节繁多,运用到的机械设备非常复杂,在公路隧道施工过程中一定要合理选择、搭配施工机械,才能够在工期内完成施工,保证施工质量。在施工机械设备的合理配置过程中,并不是运用到的设备越先进效果就越好,应从公路隧道整体施工相互配合上进行考虑,才能获得更好的经济效益。

参考文献

[1]钟金洲.高速公路隧道施工中的设备选型配套与经济性分析[J].黑龙江交通科技,2014,37(1):155-156.