鐵路長大隧道的機(jī)械化配套施工探討

福州至平潭鐵路有限責(zé)任公司 張 斌

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鐵路長大隧道的機(jī)械化配套施工探討

福州至平潭鐵路有限責(zé)任公司 張 斌

在我國鐵路建設(shè)中，特長隧道、穿江過河隧道、穿越地質(zhì)復(fù)雜區(qū)域隧道占有一定比例，解決好隧道的建設(shè)問題是搞好鐵路建設(shè)的關(guān)鍵問題之一。但隨著建筑市場規(guī)模的迅速擴(kuò)大，面對(duì)復(fù)雜的地質(zhì)條件和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，過去那種粗放型施工管理模式，與鐵路大規(guī)模建設(shè)的形勢不相適應(yīng)。正是在這樣的背景下，一種新的管理模式——機(jī)械化配套作業(yè)成為大規(guī)?？蛯＝ㄔO(shè)行業(yè)新的選擇和契機(jī)。該文通過介紹渝利鐵路長洪嶺隧道采用機(jī)械化配套施工的成功案例，為今后鐵路長大隧道工程的機(jī)械化配套施工提供借鑒和參考。

隧道施工 機(jī)械化 設(shè)備配套

按照《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》和《鐵路“十二五”規(guī)劃》，到2015年，中國鐵路營業(yè)里程將達(dá)到120000公里左右，其中快速客運(yùn)網(wǎng)總規(guī)模達(dá)到45000公里左右。今后幾年，我國還將要修建約5000公里的鐵路隧道，其中特長隧道、穿江過河隧道、穿越地質(zhì)復(fù)雜區(qū)域隧道占有一定比例，解決好隧道的建設(shè)問題是搞好鐵路建設(shè)的關(guān)鍵問題之一。長期以來，出于成本等考慮，我國建筑施工企業(yè)在隧道施工中大量使用農(nóng)民工施工，這為廣大農(nóng)村勞動(dòng)者提供了大量就業(yè)機(jī)會(huì)，同時(shí)推動(dòng)了建筑業(yè)的發(fā)展。但是，隨著建筑市場規(guī)模的迅速擴(kuò)大、地質(zhì)條件的復(fù)雜和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)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(xiàng)施工技術(shù)水平普遍不高，雖然施工企業(yè)對(duì)他們進(jìn)行了系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，但農(nóng)民工專業(yè)技術(shù)還是不能滿足高質(zhì)量建筑的要求。隨著和諧鐵路建設(shè)深入展開，這種粗放型的施工管理模式與鐵路大規(guī)模建設(shè)的形勢不相適應(yīng)。正是在這樣的背景下，一種新的管理模式——機(jī)械化配套作業(yè)成為大規(guī)?？蛯＝ㄔO(shè)行業(yè)新的選擇和契機(jī)。截至2009年底，我國建成的鐵路隧道總長度已經(jīng)超過7000公里，在建鐵路隧道總長度已超過5000公里，即將開工和規(guī)劃建設(shè)的隧道總長度超過5000公里，到2012年，我國建成通車的鐵路隧道總數(shù)量將突破1萬座，總長度將突破12000公里。我國鐵路隧道建設(shè)的總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界其他國家。但是我國鐵路軟巖隧道施工的快速修建設(shè)備配套技術(shù)水平、施工裝備及國產(chǎn)化仍處于隧道施工機(jī)械化初期，整體技術(shù)仍較落后。主要表現(xiàn)在：

——以鉆爆法為基礎(chǔ)的機(jī)械化快速施工技術(shù)體系尚未完成，在機(jī)械化作業(yè)線設(shè)備配套技術(shù)、環(huán)境控制、施工安全與風(fēng)險(xiǎn)控制、巖溶高壓水、大變形治理等方面，許多設(shè)備配套關(guān)鍵技術(shù)難題尚未取得突破，施工進(jìn)度差別很大，事故隱患較多，工后環(huán)境影響較大。

——以鉆爆法為基礎(chǔ)的機(jī)械化設(shè)備配套在硬巖或圍巖穩(wěn)定性較好的條件下才能實(shí)現(xiàn)快速施工，而且作業(yè)線的主要設(shè)備大多從國外引進(jìn)，自主開發(fā)的品種少、質(zhì)量較差、故障較多，主要技術(shù)性能參數(shù)與鐵路隧道現(xiàn)有施工條件不匹配。設(shè)備國產(chǎn)化程度低，因而影響作業(yè)效率，難以形成先進(jìn)的機(jī)械化作業(yè)線。特別是開挖出砟、噴錨、支護(hù)、二次混凝土襯砌等工序，設(shè)備國產(chǎn)化程度低，制約了全行業(yè)整體技術(shù)的全面發(fā)展和進(jìn)步。

——對(duì)于軟巖和土質(zhì)隧道，大多數(shù)仍采用人工作業(yè)，工序循環(huán)時(shí)間長，圍巖擾動(dòng)大，安全風(fēng)險(xiǎn)高，支護(hù)困難，進(jìn)度緩慢，造成軟巖隧道既不能快速施工，也不能形成機(jī)械化作業(yè)。

本文結(jié)合渝利鐵路長洪嶺隧道采用機(jī)械化配套施工的成功案例，為今后鐵路長大隧道工程的機(jī)械化配套施工提供借鑒和參考。

1 工程概況

長洪嶺隧道是渝利鐵路全線的第二長隧，全長13294m，為單洞雙線隧道，洞門為臺(tái)階式洞門。隧道進(jìn)口里程DK170+300，位于龍河鎮(zhèn)柏木園村，洞口位于省道江馬路附近，交通條件較好。隧道進(jìn)口段位于直線上，洞內(nèi)縱坡為單面上坡，DK170+300～DK171+500坡度為4‰，DK171+ 500～DK175坡度為15.5‰。隧道圍巖以Ⅲ級(jí)為主，洞口淺埋段為Ⅴ級(jí)、Ⅳ級(jí)圍巖。

2 機(jī)械化配套施工情況

一是根據(jù)施工總體計(jì)劃和施工要求，確定機(jī)械設(shè)備需求計(jì)劃；二是在滿足總進(jìn)度計(jì)劃前提下，充分合理利用施工機(jī)械，對(duì)設(shè)備資源進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化；三是合理選擇主導(dǎo)機(jī)械，力求組合機(jī)械施工最佳匹配。在隧道施工前期，我們引進(jìn)水平地質(zhì)鉆機(jī)和三臂鑿巖臺(tái)車，陸續(xù)進(jìn)場混凝土機(jī)械手、自行式移動(dòng)棧橋、自卸汽車及挖掘機(jī)、裝載機(jī)、液壓模板臺(tái)車、混凝土輸送車等，形成施工設(shè)備重點(diǎn)配置，地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前支護(hù)及圍巖注漿等輔助設(shè)備最佳配置，實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)。其中采用機(jī)械化配套作業(yè)計(jì)劃施工段長度約4700m，為保證工程總工期，項(xiàng)目部將機(jī)械化配套工作作為施工重點(diǎn)來組織，隧道開挖配備2臺(tái)先進(jìn)的湯姆洛克鑿巖臺(tái)車進(jìn)行全斷面開挖施工，裝載機(jī)配合自卸汽車進(jìn)行出碴；初期支護(hù)采用砼機(jī)械手濕噴工藝，對(duì)開挖的掌子面及時(shí)進(jìn)行封閉；仰拱作業(yè)采用液壓移動(dòng)棧橋進(jìn)行全斷面開挖施工；隧道襯砌作業(yè)采用12米長液壓模板臺(tái)車、砼運(yùn)輸車以及砼輸送泵進(jìn)行全斷面襯砌。

2.1 熟練運(yùn)用鑿巖臺(tái)車進(jìn)行開挖

2.1.1改善工人作業(yè)環(huán)境，體現(xiàn)以人為本

在機(jī)械化配套方案中，隧道開挖使用鑿巖臺(tái)車代替了傳統(tǒng)的人工風(fēng)鉆，人工開挖采用高壓風(fēng)作動(dòng)力，作業(yè)時(shí)，風(fēng)鉆數(shù)量投入多達(dá)20～30把，對(duì)開挖面周圍的空氣污染很大，開挖面周圍的空氣狀態(tài)越來越差，同時(shí)風(fēng)鉆產(chǎn)生高分貝的噪音，對(duì)施工人員的身體健康和施工安全造成極大的威脅，可能導(dǎo)致矽肺病、耳朵聽力下降等疾??；鑿巖臺(tái)車開挖采用電力作動(dòng)力，不產(chǎn)生粉塵，對(duì)空氣狀況改變不大，清潔無污染，僅有一定量的噪音，與風(fēng)鉆相比，噪音比較小，同時(shí)操作人員可戴上防噪音彈性耳塞，可大大減少噪音對(duì)人體的傷害。

2.1.2提高工人作業(yè)安全系數(shù)，體現(xiàn)生命至上

采用人工風(fēng)鉆開挖，司鉆工離掌子面只有幾米遠(yuǎn)，風(fēng)鉆開挖時(shí)沖擊振動(dòng)巖面，如果隧道掌子面巖層自穩(wěn)性較差，易造成隧道拱部產(chǎn)生落石，人員逃脫不及時(shí)極易受到傷害；在機(jī)械化配套中，采用鑿巖臺(tái)車開挖，操作人員在固定的操作臺(tái)上操作鉆機(jī)，離掌子面有十幾米遠(yuǎn)，且操作平臺(tái)上面有安全頂棚保證人員安全，可防止落石傷人，安全性能較高。

2.1.3加快循環(huán)施工進(jìn)度，體現(xiàn)效率至上

采用人工風(fēng)鉆開挖，除噪音高、粉塵大等缺點(diǎn)外，循環(huán)作業(yè)時(shí)間長也是制約施工進(jìn)度的重要原因，人工風(fēng)鉆開挖從測量、打鉆到響炮一個(gè)循環(huán)需要4.5個(gè)小時(shí)；采用鑿巖臺(tái)車開挖，鉆一個(gè)孔的時(shí)間為1～2分鐘，隧道整個(gè)斷面打眼一般在2個(gè)小時(shí)內(nèi)完成，從測量、打眼、裝藥到響炮一個(gè)循環(huán)需要大約3個(gè)小時(shí)，每個(gè)開挖循環(huán)可以節(jié)省1.5個(gè)小時(shí)，從而有效縮短工序時(shí)間，大大提高隧道開挖施工進(jìn)度。

2.2 成功運(yùn)用砼機(jī)械手進(jìn)行濕噴

長洪嶺隧道進(jìn)口在施工初期采用小型濕噴機(jī)具進(jìn)行噴混凝土施工，但在施工過程中發(fā)現(xiàn)采用小型濕噴機(jī)施工存在環(huán)境污染指數(shù)高、外加劑摻量不準(zhǔn)、存在施工盲區(qū)、施工進(jìn)度緩慢等問題，無法滿足渝利鐵路施工的要求。

根據(jù)以往工程的施工經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)借鑒國外隧道噴射施工的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，在長洪嶺隧道進(jìn)口引進(jìn)Sika-PM500PC濕噴機(jī)械手，該濕噴機(jī)械手為西班牙制造，機(jī)械造價(jià)約400萬元（人民幣）。

Sika-PM500PC濕噴機(jī)在長洪嶺隧道應(yīng)用中的成果有：

(1)施工安全方面

采用Sika-PM500PC濕噴機(jī)進(jìn)行噴錨施工，保證施工人員與機(jī)械處于已經(jīng)完成初期支護(hù)的地段。

采用普通濕噴機(jī)進(jìn)行施工時(shí)，人員與濕噴機(jī)械均要在尚未進(jìn)行支護(hù)的圍巖下面進(jìn)行施工，施工人員安全難以保證。

采用Sika-PM500PC濕噴機(jī)施工時(shí)，作業(yè)人員對(duì)濕噴機(jī)進(jìn)行遙控控制，作業(yè)人員可站在已完成初期支護(hù)的位置，相比普通濕噴機(jī)的安全性有很大的提高；

Sika-PM500PC濕噴機(jī)采用機(jī)械手伸縮到掌子面進(jìn)行施工，機(jī)器本身停留在已經(jīng)完成初期支護(hù)的地段，即使掌子面出現(xiàn)塌方也不會(huì)威脅到機(jī)器本身。

(2)施工質(zhì)量方面

采用Sika-PM500PC濕噴機(jī)施工的混凝土內(nèi)實(shí)外美。Sika-PM500PC濕噴機(jī)施工的噴混凝土表面平整，無明顯坑洼；噴混凝土能夠?qū)崿F(xiàn)無間斷連續(xù)施工，混凝土強(qiáng)度能夠保證；Sika-PM500PC濕噴機(jī)配有液態(tài)添加劑計(jì)量輸送裝置AL-403.5，能夠精確添加速凝劑用量，能有效保證噴射混凝土早期強(qiáng)度和施工質(zhì)量，同時(shí)還可以減少噴射砼回彈量，節(jié)約材料。

(3)施工進(jìn)度方面

采用Sika-PM500PC濕噴機(jī)施工是高機(jī)械化程度的作業(yè)，施工過程中只需要兩個(gè)人便可以控制整個(gè)施工過程，而且Sika-PM500PC濕噴機(jī)的施工效率是普通濕噴機(jī)的3～5倍。從理論上講，按照每開挖循環(huán)進(jìn)尺3m來計(jì)算，采用Sika- PM500PC濕噴機(jī)施工的效率等同于5～6臺(tái)普通濕噴機(jī)同時(shí)作業(yè)，但是每臺(tái)普通濕噴機(jī)的操作人員需要4～5人，那么同樣的工作效率，Sika-PM500PC濕噴機(jī)便可以節(jié)省出至少20個(gè)勞動(dòng)力。但是從實(shí)際施工情況來看，普通濕噴機(jī)的效率并不能達(dá)到理論上的數(shù)值，而Sika-PM500PC濕噴機(jī)的實(shí)際工作效率卻能到達(dá)理論效率的90％以上。因此采用Sika- PM500PC濕噴機(jī)施工后，每個(gè)開挖循環(huán)至少能提前3個(gè)小時(shí)。

2.3 研制開發(fā)使用液壓式移動(dòng)仰拱棧橋

為減少施工干擾、加快施工進(jìn)度，我們對(duì)鐵路隧道仰拱施工進(jìn)行了深入研究，同時(shí)以不間段、循環(huán)施工為目的，設(shè)計(jì)并制造出了38m可移動(dòng)式仰拱棧橋，仰拱棧橋的最大有效施工長度為20m，能夠根據(jù)仰拱實(shí)際開挖情況改變仰拱棧橋長度。與普通簡易仰拱棧橋相比，采用可移動(dòng)仰拱棧橋具有安全性能高、施工工效快、移動(dòng)快速方便等優(yōu)點(diǎn)。

2.3.1液壓移動(dòng)棧橋的特點(diǎn)

(1) 跨度大。該棧橋主橋長38m，支點(diǎn)間跨度23m，一個(gè)循環(huán)最大施工長度20m。同時(shí)能夠根據(jù)仰拱實(shí)際開挖情況改變仰拱棧橋長度。

(2) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等級(jí)高，載重大。設(shè)計(jì)最大載重量45t，滿足施工中作業(yè)機(jī)械、出碴機(jī)械的通行需要。

(3) 可自行移動(dòng)。棧橋工作時(shí)，油缸提升，前后支撐著地，前后行走裝置不承載；當(dāng)棧橋移動(dòng)時(shí)，油缸頂升，前后行走裝置著地，然后前后支撐離開地面，由輪子承擔(dān)棧橋自重載荷；行走由電機(jī)帶動(dòng)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)前進(jìn)。

(4) 設(shè)計(jì)合理，工藝先進(jìn)。主梁和橋面采用桁架式結(jié)構(gòu)，減少了自重和結(jié)構(gòu)高度，滿足了通行和橋下作業(yè)凈空要求，實(shí)現(xiàn)了仰拱全斷面作業(yè)。

(5) 操作簡單，安全可靠。棧橋操作無特殊作業(yè)，基本上是工程中常用的機(jī)械、液壓、電氣作業(yè)，普通技術(shù)工稍作培訓(xùn)就可完成全部工作內(nèi)容，安全保證程度高。

(6) 移動(dòng)就位快捷，提高了隧道仰拱混凝土的施工速度。完成一次移動(dòng)就位僅需要2h，提高了仰拱混凝土的施工速度。

2.3.2工作原理

采用帶有行走設(shè)施的仰拱棧橋，棧橋上各種車輛設(shè)備正常通行不影響掌子面施工，橋下同時(shí)進(jìn)行隧道的仰拱初期支護(hù)、鋼筋綁扎、砼澆注、填充施工、混凝土養(yǎng)生以及洞內(nèi)開挖出碴車輛運(yùn)輸?shù)钠叫凶鳂I(yè)，及時(shí)解決掌子面和仰拱施工之間的干擾，大大提高隧道整體施工進(jìn)度。

2.3.3安全及質(zhì)量要求

(1) 仰拱棧橋就位時(shí)，要注意安設(shè)的平整及寬度符合設(shè)計(jì)要求，保證車輛形成安全及不同輪距的車輛均能通過仰拱棧橋。

(2) 仰拱棧橋上部的泥水及殘余混凝土雜物等應(yīng)及時(shí)清除，以保證棧橋上部的清潔。

(3) 車輛通過棧橋時(shí)限速5km/h，保證施工安全。

(4) 棧橋上用紅燈等設(shè)置明顯示寬、示高標(biāo)識(shí)，以確保車輛通過安全。

(5) 棧橋基礎(chǔ)必須處理到位，確認(rèn)滿足行車所需承載力后方可通行車輛，并且嚴(yán)禁超過設(shè)計(jì)荷載的車輛機(jī)械通行。

2.3.4施工工期對(duì)比

普通仰拱棧橋兩個(gè)循環(huán)作業(yè)時(shí)間新型可移動(dòng)仰拱棧橋可完成三個(gè)循環(huán)，所以采用新型仰拱棧橋加快了施工進(jìn)度，節(jié)省了整個(gè)工程的施工工期,同時(shí)節(jié)省了間接費(fèi)用。

(1)簡易抑拱棧橋（按一個(gè)口計(jì)劃施工任務(wù)計(jì)算）：

平均生產(chǎn)能力：12米/3天 =4米/天

工期：4700米/4米/天=1175天/30=39.2個(gè)月

(2)新型抑拱棧橋：

平均生產(chǎn)能力：12米/2天=6米/天

工期：4700米/6米/天=783天/30=26.1個(gè)月

2.4 投入安全監(jiān)控系統(tǒng)

為了對(duì)隧道內(nèi)作業(yè)人員以及地面相關(guān)場地的人員進(jìn)行有效的監(jiān)控，全面提高項(xiàng)目施工生產(chǎn)和安全管理的綜合水平，對(duì)現(xiàn)場施工情況實(shí)行遠(yuǎn)程動(dòng)態(tài)控制，我們引進(jìn)安全定位系統(tǒng)，懸掛于隧道洞口上方，能夠及時(shí)、準(zhǔn)確掌握隧道內(nèi)施工的動(dòng)態(tài)情況，該系統(tǒng)操作簡單，便于管理，為今后隧道現(xiàn)場施工的辦公自動(dòng)化奠定了基礎(chǔ)。安全定位系統(tǒng)可以自動(dòng)統(tǒng)計(jì)隧道內(nèi)作業(yè)人員的上下班時(shí)間，有效防止偷懶早退現(xiàn)象；可以實(shí)時(shí)反映隧道內(nèi)人員的作業(yè)情況和地點(diǎn)，對(duì)隧道施工安全生產(chǎn)各個(gè)崗位的人員進(jìn)行有效監(jiān)督，能夠有效提高安全生產(chǎn)防范能力，有效減少“三違”，促進(jìn)安全生產(chǎn)。同時(shí)，在發(fā)生隧道內(nèi)發(fā)生瓦斯爆炸、大面積塌方、突泥涌水等災(zāi)害時(shí)，可以實(shí)時(shí)顯示作業(yè)區(qū)內(nèi)人員的數(shù)量、身份、位置等數(shù)據(jù)，為迅速展開搶險(xiǎn)救災(zāi)提供確切的決策依據(jù)。

3 隧道機(jī)械化配套施工的主要經(jīng)驗(yàn)

隨著建筑領(lǐng)域施工技術(shù)的不斷提高，傳統(tǒng)的隧道施工工藝已難以滿足國家對(duì)環(huán)保、低耗、經(jīng)濟(jì)性和安全質(zhì)量方面的要求，而實(shí)行先進(jìn)的機(jī)械化配套施工則是隧道施工的必然趨勢。從長洪嶺隧道機(jī)械配套施工看，經(jīng)過近兩年的機(jī)械化配套施工實(shí)踐，順利實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化配套所期望的目標(biāo)，提升了標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)水平。主要經(jīng)驗(yàn)是：

3.1 立足項(xiàng)目施工特點(diǎn)，合理配備施工資源

我們結(jié)合隧道工期緊、工程量大、區(qū)域性斷層破碎帶多、巖溶富水發(fā)育等特點(diǎn)，對(duì)施工組織進(jìn)行認(rèn)真策劃，組織專家多次論證機(jī)械化配套施工方案，形成了隧道鉆爆作業(yè)、裝砟運(yùn)輸、錨噴支護(hù)、仰拱鋪底及混凝土襯砌5條機(jī)械化配套作業(yè)生產(chǎn)線。同時(shí)，根據(jù)施工實(shí)際進(jìn)行地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前支護(hù)及圍巖注漿輔助作業(yè)線配套，精心組織隧道施工。一是根據(jù)施工總體計(jì)劃和施工要求，確定機(jī)械設(shè)備需求計(jì)劃；二是在滿足總進(jìn)度計(jì)劃前提下，充分合理利用施工機(jī)械，對(duì)設(shè)備資源進(jìn)行調(diào)整和優(yōu)化；三是合理選擇主導(dǎo)機(jī)械，力求組合機(jī)械施工最佳匹配。在隧道施工前期，我們引進(jìn)水平地質(zhì)鉆機(jī)和三臂鑿巖臺(tái)車，混凝土機(jī)械手、自行式移動(dòng)棧橋、自卸汽車及挖掘機(jī)、裝載機(jī)、液壓模板臺(tái)車、混凝土輸送車等陸續(xù)進(jìn)場，形成施工設(shè)備重點(diǎn)配置，地質(zhì)預(yù)報(bào)、超前支護(hù)及圍巖注漿等輔助設(shè)備最佳配置，實(shí)現(xiàn)平行作業(yè)。

3.2 制定配套目標(biāo)，做好人員培訓(xùn)

我們依托機(jī)械化施工支撐，提升標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)水平，對(duì)機(jī)械操作人員開展多種形式的教育培訓(xùn)。一是邀請(qǐng)廠家授課，在設(shè)備進(jìn)場同時(shí)，設(shè)備廠家工程師到現(xiàn)場講解設(shè)備操作和理論知識(shí)；二是開展崗前培訓(xùn)，在隧道開工前，組織機(jī)管員、設(shè)備操作人員進(jìn)行崗位培訓(xùn)，做好上崗前取證工作；三是編寫機(jī)械操作教程，根據(jù)實(shí)際為每臺(tái)機(jī)械設(shè)備編寫《操作手冊(cè)》；四是開展相互交流，為機(jī)械操作、維修、管理人員搭建平臺(tái)，加強(qiáng)交流，熟悉機(jī)械設(shè)備性能，充分發(fā)揮機(jī)械施工優(yōu)勢。

3.3 降低施工風(fēng)險(xiǎn)，推進(jìn)安全生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化

針對(duì)長洪嶺隧道高風(fēng)險(xiǎn)的施工特點(diǎn)，我們采用TSP超前地質(zhì)預(yù)報(bào)系統(tǒng)、地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水、水平超前鉆孔等手段綜合探測。配備意大利產(chǎn)C6多功能地質(zhì)鉆機(jī)1臺(tái)，該機(jī)最大水平鉆進(jìn)深度為200m，鉆孔直徑為64～194mm，與國產(chǎn)CM458地質(zhì)鉆機(jī)相比，其鉆孔效率提高1倍以上；在隧道開挖和噴漿時(shí)，三臂鑿巖臺(tái)車只需6名操作人員，濕噴機(jī)械手只需2名操作人員，且所有操作人員均在有防護(hù)的設(shè)備內(nèi)，有效減少了掌子面氣霧和巖塵侵害，為作業(yè)人員營造了良好的施工環(huán)境。

3.4 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)人員配備標(biāo)準(zhǔn)化

根據(jù)各工序機(jī)械化配套情況，我們對(duì)隧道作業(yè)人員進(jìn)行優(yōu)化組織，確定了“以機(jī)定班、按班設(shè)崗、以崗定責(zé)、以責(zé)促為”的人員設(shè)置原則，達(dá)到了“以機(jī)代人，降低勞動(dòng)強(qiáng)度、精簡作業(yè)人員、提高作業(yè)效率”的人力優(yōu)化目標(biāo)。在隧道開挖中，為2臺(tái)鑿巖臺(tái)車配置了2個(gè)作業(yè)班組，每班3人，設(shè)有操作主司機(jī)、副司機(jī)各1人，旁站指揮人員1人；在噴漿作業(yè)中，1臺(tái)機(jī)械手配置2名作業(yè)人員；在出砟作業(yè)中，根據(jù)裝運(yùn)設(shè)備數(shù)量也進(jìn)行定額配置人員。

3.5 加快施工進(jìn)度，達(dá)到作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)化

我們引入“工序標(biāo)準(zhǔn)化作業(yè)時(shí)間管理法”，根據(jù)機(jī)械設(shè)備正常作業(yè)工效，通過理論計(jì)算，確定進(jìn)度數(shù)據(jù)指標(biāo)，明確5米深的炮孔成孔時(shí)間控制在5分鐘，4.5米全斷面單循環(huán)進(jìn)尺時(shí)間控制在3.5～4小時(shí)；機(jī)械手完成4.5米全斷面噴射任務(wù)時(shí)間控制在1小時(shí)；單車裝砟時(shí)間控制在2分鐘，單循環(huán)出砟時(shí)間控制在3～4小時(shí)；仰供模架就位時(shí)間控制在3小時(shí)。以指標(biāo)參數(shù)為考核依據(jù)，兌現(xiàn)進(jìn)度指標(biāo)獎(jiǎng)罰，實(shí)現(xiàn)了單工序作業(yè)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)化管理。

3.6 提高工程質(zhì)量，促進(jìn)工藝流程標(biāo)準(zhǔn)化

我們采用“熟悉一項(xiàng)，凝固一項(xiàng)，推廣一項(xiàng)”的機(jī)械操作辦法，形成穩(wěn)定的工序作業(yè)支撐體系。地質(zhì)預(yù)報(bào)實(shí)現(xiàn)鉆灌一體化，改變傳統(tǒng)軟弱圍巖開挖方式，提升軟弱圍巖的掘進(jìn)速度；通過控制鉆孔角度、精度，提升斷面光爆成型質(zhì)量，利用臺(tái)車施作錨桿和超前小導(dǎo)管，施作質(zhì)量比傳統(tǒng)工藝有較大提升；機(jī)械手濕噴實(shí)現(xiàn)240度擺動(dòng)和360度回轉(zhuǎn)，最大噴射寬度可達(dá)30m，混凝土的回彈率控制在12%以內(nèi)，并通過人機(jī)對(duì)話，準(zhǔn)確了解噴射情況，提高了噴射質(zhì)量和效果。

3.7 實(shí)施單機(jī)核算，提升成本控制標(biāo)準(zhǔn)化

將機(jī)械施工的總體成本核算分解成為油料核算、修理費(fèi)核算、配件核算、輪胎核算、工資核算、操作司機(jī)保管費(fèi)等分項(xiàng)費(fèi)用核算，并按分項(xiàng)成本進(jìn)行管控。將單臺(tái)機(jī)械施工中所發(fā)生的燃料動(dòng)力費(fèi)、經(jīng)常維修費(fèi)及人工費(fèi)等可控費(fèi)用包干到人，把操作人員的收益與單臺(tái)機(jī)械所發(fā)生的成本緊緊捆綁在一起，將考核機(jī)械設(shè)備經(jīng)濟(jì)指標(biāo)作為操作人員工資發(fā)放的重要依據(jù)，有效調(diào)動(dòng)機(jī)械操作人員積極性，實(shí)現(xiàn)了項(xiàng)目總成本的穩(wěn)定可控。

3.8 實(shí)現(xiàn)技術(shù)創(chuàng)新，滿足現(xiàn)場適用性

一是成立了仰拱移動(dòng)模架QC攻關(guān)小組，研制出整體式仰拱移動(dòng)模架，弧形模板及鋼結(jié)構(gòu)桁架一次加工成型，較普通仰拱模板增加配重小車，保證了模板穩(wěn)定性，提高了澆筑混凝土質(zhì)量；二是開展鉆孔與裝藥平行作業(yè)研究，針對(duì)裝藥與鉆孔存在的時(shí)間差，采用乳化炸藥和非電毫秒雷管，選用針起爆方式，保證了鉆爆作業(yè)安全；三是積極開展《長大隧道鉆爆法快速施工關(guān)鍵技術(shù)與裝備研究》相關(guān)課題攻關(guān)，以提升鐵路長大隧道修建理論技術(shù)水平。

[1] 肖廣智. 加強(qiáng)鐵路隧道機(jī)械化施工，保證隧道施工質(zhì)量和安全[A]//中國土木工程學(xué)會(huì)第十三屆年會(huì)暨隧道及地下工程分會(huì)第十五屆年會(huì)論文集[C], 2008.

[2] 關(guān)寶樹. 隧道施工的技術(shù)特性、理念及其發(fā)展(上)[J]. 鐵道建筑技術(shù), 2003(3).

[3] 齊夢學(xué). 雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)在不良地質(zhì)洞段的施工方法探討[J].現(xiàn)代隧道技術(shù), 2007(4):9-15.