高速公路施工機(jī)械選擇與組合策略研究

周 飛，樓樹楨

（浙江交工集團(tuán)股份有限公司大橋分公司，浙江杭州 310051）

0 前言

就高速公路工程建設(shè)而言，機(jī)械設(shè)備管理是施工管理的重要組成部分，直接影響著工程的順利實(shí)施和施工質(zhì)量。隨著高速公路建設(shè)事業(yè)不斷發(fā)展，各類現(xiàn)代化工程機(jī)械得到了越來越廣泛的應(yīng)用，相應(yīng)提高了對(duì)于高速公路施工機(jī)械管理的實(shí)際要求。只有科學(xué)、系統(tǒng)的進(jìn)行機(jī)械選擇和分配，才能充分發(fā)揮不同機(jī)械設(shè)備的施工優(yōu)勢(shì)，提高施工效率和工程質(zhì)量，降低施工成本，提高高速公路工程建設(shè)的綜合效益。因此，從高速公路工程施工入手，就機(jī)械的挑選原則和組合配置方案等進(jìn)行探討，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 工程機(jī)械選擇與組合配置原則與分析

1.1 符合工程施工實(shí)際要求原則

高速公路工程施工是一項(xiàng)系統(tǒng)、復(fù)雜的工作，施工機(jī)械作為工程施工的實(shí)施主體，在選擇過程中需要全方面考慮工程施工的實(shí)際要求，以確保工程的順利進(jìn)行。同時(shí)，高速公路工程的施工環(huán)境較為復(fù)雜，如軟土路基、基層施工、隧道施工、橋梁施工等施工環(huán)境和條件的變化，也會(huì)對(duì)施工機(jī)械提出不同的選擇要求。此外，工作人員還需要進(jìn)一步考慮到施工空間、現(xiàn)場(chǎng)氣候等客觀因素對(duì)機(jī)械選擇的實(shí)際影響，以確保施工機(jī)械的施工效率和使用安全。

1.2 經(jīng)濟(jì)性管理原則

在大市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)背景下，高速公路建設(shè)市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)壓力日益增大，施工單位只有科學(xué)地加強(qiáng)自身造價(jià)管理，減低工程施工成本，才能確保工程施工經(jīng)濟(jì)效益的穩(wěn)定增長(zhǎng)。工程機(jī)械的使用成本在工程成本中占據(jù)較大比重，因此科學(xué)、系統(tǒng)的制定機(jī)械選擇和組合配置方案，不僅可提高施工效率和施工質(zhì)量，還可有效降低工程機(jī)械方面的施工成本，進(jìn)而提高工程施工的綜合效益。

以某高速公路工程為例，其路面設(shè)計(jì)共有瀝青混凝土面層、水穩(wěn)碎石基層和白灰石底基層，共3層。其中，瀝青混凝土包含2 cm抗滑面層、5 cm中粒式層，以及7 cm粗粒式層，瀝青混凝土層的總厚度約為14 cm，工程量較大，且工期緊迫。為確保工程如期完成，施工單位選擇機(jī)械化施工方案進(jìn)行施工，根據(jù)工程實(shí)際施工需要，合理搭配攤鋪機(jī)和壓路機(jī)，其中壓路機(jī)分別選用德國(guó)HAMM8.4型雙鋼輪振動(dòng)壓路機(jī)、瑞典68BS型雙鋼輪壓路機(jī)以及洛陽(yáng)YZ19型輪胎壓路機(jī)，用于初壓機(jī)型、復(fù)壓機(jī)型和終壓機(jī)型，同時(shí)配置了6輛自卸車，負(fù)責(zé)瀝青混凝土的施工運(yùn)輸，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)了良好的設(shè)備配套關(guān)系，有效提高了施工效率、施工質(zhì)量和施工綜合效益。如果該施工單位未能實(shí)現(xiàn)設(shè)備間的良好組織選擇，不僅會(huì)影響工程施工的順利進(jìn)行，還會(huì)影響工程整體的進(jìn)度和質(zhì)量，進(jìn)而降低工程施工的經(jīng)濟(jì)效益。

1.3 高效性原則分析

高速公路工程項(xiàng)目普遍具有規(guī)模大、施工環(huán)境復(fù)雜等特征，涉及的工程施工機(jī)械數(shù)量繁多、種類復(fù)雜，只有實(shí)現(xiàn)不同機(jī)械間的良好合作，才能真正發(fā)揮機(jī)械化施工的優(yōu)勢(shì)，提高工程施工效率和整體質(zhì)量。因此，施工單位需從高效性的角度出發(fā)，對(duì)不同機(jī)械間的集群作業(yè)契合度進(jìn)行評(píng)價(jià)，科學(xué)確定工程機(jī)械的選擇與組合配置方案，以確保整體施工效益。

1.4 保障性原則分析

就高速公路工程施工而言，部分施工項(xiàng)目的施工標(biāo)準(zhǔn)相對(duì)較高，對(duì)于工程機(jī)械的選擇和使用也有著較高且嚴(yán)苛的要求。針對(duì)此類工程，施工單位應(yīng)在參考以上原則的基礎(chǔ)上，優(yōu)先選擇性能優(yōu)越的機(jī)械設(shè)備，以確保施工的安全性和可靠性。

2 相關(guān)施工機(jī)械的組合方案要點(diǎn)探討

高速公路工程，施工機(jī)械組合配置方案的最終確定，需要綜合機(jī)械數(shù)量、類型、性能、環(huán)境適應(yīng)性要求等多方面因素，實(shí)際操作過程中，工作人員需重點(diǎn)把握3點(diǎn)內(nèi)容。

2.1 設(shè)備類型的組合要點(diǎn)分析

（1）路基路面工程方面的機(jī)械。從高速公路工程機(jī)械設(shè)備選型配置的角度分析，其最簡(jiǎn)單的配置方式，就是依據(jù)工程施工基本內(nèi)容和工序順序要求進(jìn)行機(jī)械配置。就路基工程施工而言，其主要涉及土石方挖運(yùn)和路基填筑壓實(shí)兩方面的施工操作，這一過程中需要的應(yīng)用的施工機(jī)械主要包括挖掘機(jī)、裝載機(jī)、油錘、平地機(jī)、自卸汽車、壓路機(jī)等，部分不良路基施工區(qū)域還需使用強(qiáng)夯設(shè)備、碾壓壓路機(jī)等設(shè)備進(jìn)行處理。如果施工存在巖體開挖施工等操作時(shí)，還需要鑿巖機(jī)、空壓機(jī)等設(shè)備。高速公路路面施工以基層和面層有關(guān)施工作業(yè)項(xiàng)目為主，一般要求拌合設(shè)備、攤鋪機(jī)、運(yùn)輸車輛，以及壓路機(jī)等機(jī)械設(shè)備。

（2）隧道橋梁工程方面的機(jī)械。隧道和橋梁作為高速公路的重要組成部分，對(duì)于工程施工機(jī)械有著較為特殊的要求。隧道工程方面涉及的工程機(jī)械主要包括鉆孔機(jī)、盾構(gòu)機(jī)以及攪拌機(jī)等，此類機(jī)械普遍為大型設(shè)備，使用要求和技術(shù)較為復(fù)雜，在施工應(yīng)用過程中，通常需配合挖掘機(jī)、空壓機(jī)、注漿機(jī)、運(yùn)輸車、通風(fēng)機(jī)等機(jī)械設(shè)備聯(lián)合作業(yè)使用。橋梁工程主要施工機(jī)械有混凝土機(jī)械、起重吊裝機(jī)械、鋼筋加工機(jī)械、裝配支架機(jī)械、預(yù)應(yīng)力脹拉設(shè)備等。針對(duì)橋梁工程上部結(jié)構(gòu)施工，需配置拱橋施工機(jī)械、懸索橋施工機(jī)械、斜拉橋施工機(jī)械等機(jī)械設(shè)備。針對(duì)橋梁基礎(chǔ)工程，還有樁工設(shè)備、預(yù)制基礎(chǔ)樁設(shè)備、泥漿系統(tǒng)等設(shè)備。

2.2 機(jī)械設(shè)備數(shù)量及規(guī)格配置要點(diǎn)分析

高速公路工程中的施工機(jī)械設(shè)備數(shù)量眾多且種類繁雜，對(duì)于設(shè)備規(guī)格的最終確定，應(yīng)以工程施工對(duì)于設(shè)備作業(yè)效率及工作性能的實(shí)際要求作為評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)。從工程施工的角度分析，如果不同技術(shù)間的經(jīng)濟(jì)效益差異性較小，則應(yīng)優(yōu)先選擇相對(duì)大型的設(shè)備，以提高工程施工效率和施工可靠性。

就機(jī)械數(shù)量配置而言，機(jī)械管理人員需充分考慮到工程量、成本控制、施工進(jìn)度等要求，科學(xué)確定機(jī)械數(shù)量，重點(diǎn)突出工程的施工任務(wù)要求和技術(shù)經(jīng)濟(jì)性要求。另外，在工程施工過程中，可能受環(huán)境、操作等多方面因素影響，導(dǎo)致設(shè)備故障、損壞等問題，而影響施工的順利進(jìn)行。對(duì)此，施工單位應(yīng)提前做好相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)案，在加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)管理的同時(shí)，積極聯(lián)系關(guān)鍵性施工設(shè)備的備用設(shè)備，以應(yīng)對(duì)各類施工突發(fā)情況，確保施工順利進(jìn)行。

2.3 內(nèi)部管理及外部環(huán)境背景下的機(jī)械組合分析

在高速公路工程機(jī)械配置過程中，施工企業(yè)應(yīng)嚴(yán)格遵守適用性的配置原則，為達(dá)到這一要求，就需要施工單位綜合內(nèi)部管理和外部環(huán)境雙重要求，科學(xué)的進(jìn)行機(jī)械的選擇和組合配置工作。從外部環(huán)境條件的角度分析，要求施工單位結(jié)合工程施工要求選擇機(jī)械，進(jìn)而保障施工的順利實(shí)施。例如，在遠(yuǎn)距離、高運(yùn)輸成本的環(huán)境背景下，施工單位就應(yīng)該優(yōu)先選擇噸位相對(duì)較大的運(yùn)輸車輛，避免選擇小噸位車輛導(dǎo)致成本增加的問題。再如，在潮濕、多雨的環(huán)境條件下，施工單位應(yīng)優(yōu)先選擇履帶式的施工機(jī)械，以避免外部環(huán)境對(duì)于機(jī)械設(shè)備的不良影響。從施工內(nèi)部管理的角度分析，施工單位應(yīng)根據(jù)施工工藝要求、質(zhì)量要求、進(jìn)度要求，以及技術(shù)與材料間的相關(guān)性要求等，科學(xué)和有針對(duì)性地進(jìn)行機(jī)械配置。以SMA上面層施工作業(yè)為例，在選擇壓實(shí)機(jī)械過程中，應(yīng)注意不可選擇膠輪壓路機(jī)設(shè)備，以避免瀝青材料中馬蹄脂的擠出問題。

3 機(jī)械組織管理辦法分析

目前，高速公路工程項(xiàng)目中，常用的機(jī)械施工組織管理辦法，包括平行作業(yè)法、流水作業(yè)法、順序作業(yè)法以及網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃法等方法，不同的方法具有較明顯的差異性特征。

3.1 平行作業(yè)法概述

平行作業(yè)法是指以施工作業(yè)段落分段為基礎(chǔ)，針對(duì)不同分段的實(shí)際情況組織施工隊(duì)，并各自進(jìn)行施工作業(yè)的組織管理模式。優(yōu)點(diǎn)是，可以提高工程施工效率，可以有效減少工程施工所需時(shí)間。但由于施工現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境和組織條件較為復(fù)雜，在實(shí)際應(yīng)用過程中，也容易導(dǎo)致分段施工質(zhì)量不均或分段數(shù)量過多，造成物資供應(yīng)不科學(xué)等問題?；谄叫凶鳂I(yè)法的優(yōu)缺點(diǎn)，主要用于施工隊(duì)伍較多、機(jī)械設(shè)備相對(duì)充足的公里數(shù)較長(zhǎng)的高速公路工程中。

3.2 流水作業(yè)法概述

流水作業(yè)法，是指根據(jù)施工工序和工藝要求，將某個(gè)工程標(biāo)段分解為若干施工段，并組織相應(yīng)的施工隊(duì)和施工機(jī)械進(jìn)行施工的管理方式。通常情況下，應(yīng)用流水作業(yè)法需設(shè)置路基施工隊(duì)、路面施工隊(duì)、隧道施工隊(duì)，以及橋梁施工隊(duì)等，分別針對(duì)不同的施工段進(jìn)行有針對(duì)性的專業(yè)施工，優(yōu)點(diǎn)是可保障在時(shí)間和空間層面保持連續(xù)的施工狀態(tài)，進(jìn)而提高工程的施工節(jié)奏。該方法在高速公路工程施工中，應(yīng)用最為廣泛。

3.3 網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃法概述

網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃法在實(shí)際應(yīng)用過程中，需以施工作業(yè)網(wǎng)絡(luò)圖作為機(jī)械配置管理基礎(chǔ)進(jìn)行，優(yōu)點(diǎn)是管理?xiàng)l件、線路清晰，管理人員可根據(jù)網(wǎng)絡(luò)圖信息，做出針對(duì)性的科學(xué)配置調(diào)整，提高各類機(jī)械設(shè)備的有效利用率。同時(shí)，施工作業(yè)網(wǎng)絡(luò)圖中對(duì)于工程施工中各項(xiàng)作業(yè)、工序的制約關(guān)系有著明確的標(biāo)注，管理人員可以有效了解設(shè)備的配置情況，進(jìn)而降低機(jī)械配置的整體成本，提高機(jī)械配置的科學(xué)性和針對(duì)性。

4 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，施工機(jī)械管理作為高速公路工程管理的重要組成，直接影響著工程的順利實(shí)施和工程質(zhì)量。因此，施工單位應(yīng)綜合多方面設(shè)備選擇原則，以及設(shè)備組織配置要求，科學(xué)確定設(shè)備選擇和組織配置方案，以提高設(shè)備的有效利用率，降低設(shè)備配置成本，進(jìn)而促進(jìn)我國(guó)高速公路建設(shè)事業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。