隧道挖掘機(jī)設(shè)計(jì)選型中的問(wèn)題分析

李金強(qiáng)

摘 要：隨著社會(huì)的發(fā)展，國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的加快，各種工程項(xiàng)目如火如荼的展開(kāi)，尤其是隨著人口增長(zhǎng)，交通運(yùn)輸?shù)膲毫εc日俱增，在交通運(yùn)輸項(xiàng)目建設(shè)過(guò)程中，難免碰到一些難題，如車(chē)輛的增多導(dǎo)致人與車(chē)爭(zhēng)奪地面交通；跨江交通依靠橋梁，壓力太大；高速鐵路途徑深山，繞行不易，等等。在這種情況下，開(kāi)發(fā)隧道挖掘技術(shù)，對(duì)地下空間進(jìn)行綜合利用是時(shí)代發(fā)展的需求。可是在對(duì)隧道進(jìn)行挖掘作業(yè)時(shí)，挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)選型卻十分重要，文章分析了隧道挖掘機(jī)設(shè)計(jì)選型中的常見(jiàn)問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：隧道；挖掘機(jī)；設(shè)計(jì)選型

隧道的挖掘，是人們對(duì)于地下空間的綜合利用，其主要是用來(lái)緩解地面交通壓力，提供交通便利，保證交通安全等，如人行隧道和地鐵隧道可以緩解地面交通壓力，過(guò)江隧道和高鐵隧道提供交通便利，水工隧洞則是為了保障交通的安全。不同功能的隧道有不同的施工要求，對(duì)于挖掘機(jī)的機(jī)型需求也不盡相同。

1 隧道的種類(lèi)和分類(lèi)

隧道是人類(lèi)對(duì)地下空間的綜合利用，是在地下修建的工程項(xiàng)目，其主要是用來(lái)分擔(dān)地面交通、敷設(shè)各種管道等，隧道按照用途可以分為：交通隧道、市政隧道、水工隧道、礦山隧道。根據(jù)隧道的不同情況，隧道也可分成不同的類(lèi)型。

1.1 隧道的種類(lèi)

1.1.1 交通隧道

主要是用來(lái)保證交通安全、分擔(dān)交通壓力、提供交通便利的隧道，如人行隧道、地鐵隧道以及穿越深山的高速鐵路隧道等。

1.1.2 市政隧道

市政隧道主要修建在城市的地下，由城市政府修建的地下管線，用于服務(wù)城市的各種公共設(shè)施，如城市供排水系統(tǒng)、統(tǒng)一采暖系統(tǒng)、天然氣管道、城市電網(wǎng)、通信管道等等。

1.1.3 水工隧道

用做引水洞的隧道，也稱隧洞，水工隧洞主要是用來(lái)引水、輸水、導(dǎo)流、泄洪、排放尾水、排沙，等等。

1.1.4 礦山隧道

用來(lái)為開(kāi)礦作業(yè)所需要的設(shè)備、人員提供交通的隧道，礦山隧道的挖掘工作需要依照《礦山法》嚴(yán)格實(shí)行。

1.2 隧道的分類(lèi)

隧道的基本情況包括：隧道地質(zhì)、隧道長(zhǎng)度、隧道橫斷面積、隧道地理位置、隧道埋深、隧道用途。

隧道地質(zhì)：土質(zhì)隧道、石質(zhì)隧道。

隧道長(zhǎng)度：短隧道、中長(zhǎng)隧道、長(zhǎng)隧道和特長(zhǎng)隧道。

隧道橫斷面積：極小斷面隧道、小斷面隧道、中等斷面隧道、大斷面隧道、特大斷面隧道。

隧道地理位置：山嶺隧道、水底隧道、城市隧道。

隧道埋深：淺埋隧道、深埋隧道。

按照隧道的用途：交通隧道、市政隧道、水工隧道、礦山隧道。

2 隧道挖掘機(jī)設(shè)計(jì)選型中的問(wèn)題分析

隧道挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)選型，是依據(jù)隧道施工環(huán)境和施工現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛所決定的，其根本目的，是為了保證隧道挖掘工作的高效和安全。即，如果隧道挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)選型不合理，不僅會(huì)影響隧道挖掘施工的工程效率，還會(huì)造成安全隱患。所以，要根據(jù)隧道施工環(huán)境和施工現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛對(duì)隧道挖掘機(jī)進(jìn)行合理設(shè)計(jì)選型。

2.1 根據(jù)隧道施工環(huán)境選擇挖掘機(jī)

隧道施工環(huán)境的不同，對(duì)挖掘機(jī)的性能要求也各不相同，要避免“大材小用”和挖力不足的現(xiàn)象，選擇最合適的挖掘機(jī)，提高工程效率。

2.1.1 土質(zhì)地質(zhì)

土質(zhì)地質(zhì)的特點(diǎn)是土壤較為疏松，砂石等密度低，在進(jìn)行隧道挖掘作業(yè)時(shí)，可以選擇功率中等偏大，挖斗容量較大的挖掘機(jī)，從而發(fā)揮出挖掘機(jī)的工程效率，節(jié)省工期，如，挖斗容量1.6立方米的30噸級(jí)挖掘機(jī)，挖斗容量2.2立方米的40噸級(jí)挖掘機(jī)。如果工程量不大，工期沒(méi)有太大的限制，則可以選擇挖斗容量0.85立方米的20噸級(jí)挖掘機(jī)，從而控制施工成本。

2.1.2 石質(zhì)地質(zhì)

石質(zhì)地質(zhì)的特點(diǎn)是土壤較為堅(jiān)硬，砂石等密度高，甚至是純巖石地質(zhì)等，在進(jìn)行隧道挖掘作業(yè)時(shí)，要選擇大功率挖掘機(jī)，挖斗的容量要偏小，這樣才能保證單點(diǎn)挖力充足（功率越大、挖斗越小，挖力就越強(qiáng)），挖掘機(jī)盡量選擇30噸級(jí)以上的，挖斗容量控制在1.6立方米以下。

2.1.3 特殊環(huán)境

在進(jìn)行鐵路隧道、礦山隧道等挖掘作業(yè)時(shí)，挖掘環(huán)境較為特殊，如低壓、高溫、潮濕、低溫、腐蝕性地質(zhì)等，針對(duì)這樣的環(huán)境，在使用挖掘機(jī)時(shí)，需要做相應(yīng)的處理，從比避免特殊環(huán)境影響挖掘機(jī)的正常作業(yè)，如水箱加壓、減少供油、加大動(dòng)力傳輸、機(jī)器預(yù)熱等。

2.2 根據(jù)隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛選擇挖掘機(jī)

挖掘機(jī)是由挖掘裝置、行走裝置、回轉(zhuǎn)裝置和輸送裝置四部分組成的，但是總體來(lái)說(shuō)，它分為兩部分，即挖掘和運(yùn)輸，所以在對(duì)挖掘機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)選型時(shí)，同樣需要考慮隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛情況，運(yùn)輸距離的遠(yuǎn)近，運(yùn)輸車(chē)輛的充足與否，都影響著挖掘機(jī)的工程效率以及施工成本。

2.2.1 運(yùn)輸距離較近，運(yùn)輸車(chē)輛充足

隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛運(yùn)輸情況沒(méi)有壓力，那么可以選擇大型挖掘機(jī)，充分發(fā)揮挖掘機(jī)在隧道挖掘中的工程效率，如可以使用多臺(tái)挖斗容量1.6立方米的30噸級(jí)、挖斗容量2.2立方米的40噸級(jí)挖掘機(jī)。

2.2.2 運(yùn)輸距離較遠(yuǎn)，運(yùn)輸車(chē)輛不足

隧道施工現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛運(yùn)輸情況有壓力，那么應(yīng)該選擇中型挖掘機(jī)，減緩現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛運(yùn)輸壓力，并節(jié)省隧道挖掘的施工成本，如可以使用多臺(tái)挖斗容量1.1立方米的20噸級(jí)、挖斗容量1.2立方米的20噸級(jí)挖掘機(jī)。

2.2.3 工程廢物、廢料、廢方作業(yè)

為了避免工程廢物、廢料、廢方的堆積，影響施工現(xiàn)場(chǎng)的交通運(yùn)輸以及掩埋其它工程項(xiàng)目，應(yīng)對(duì)工程廢物、廢料、廢方進(jìn)行快速拋卸，及時(shí)清空。所以在選擇挖掘機(jī)時(shí)，要選擇中小型挖掘機(jī)，控制挖掘機(jī)的噸級(jí)和挖斗容量，如挖掘機(jī)的噸級(jí)最好是20噸，挖斗容量在0.85立方米到1.2立方米之間。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的工程廢物、廢料、廢方堆積情況，合理選擇適當(dāng)?shù)耐诰驒C(jī)，確保工程效率。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在隧道挖掘工程中，挖掘機(jī)的設(shè)計(jì)選型要根據(jù)隧道施工環(huán)境和施工現(xiàn)場(chǎng)的配套車(chē)輛來(lái)決定，選擇合理的挖掘機(jī)機(jī)型，保證挖掘作業(yè)安全的同時(shí)，提高隧道挖掘的工程效率。

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