！ ：塑 Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ ＴｅｃｈｎＯｌＯｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ 工程技术 隧道施工中的机械设备配套技术 刘宝巨 （中铁十四局集团隧道工程有限公司 ２ ５０００２） 摘要：隧道施工过程中，机械设备的配套技术是保证施工安全，经济的重要保证。全文首先分析了隧道施工中设备配套的重要性。随后 讨论了隧道施工机械配套的设置原则。最后从三个方面阐述了主要机械设备选择，如凿岩机械选择，装岩与运输机械选择，辅助作业线施 工机械等。 关键词：隧道施工 机械设备 配套 中图分类号：ＴＵ ７ 文献标识码：Ａ 文章编号：１ ６７４—０９８ｘ（２ｏ１ ｏ）０２（ａ）－－００６９－０１ １隧道施工中设备配套的重要性 在隧道施中，常用的机械设备有钻爆设 备（如风动凿岩机，电动空压机，内燃空压 机，螺杆空压机等），装运设备（如隧道挖装 机，装载机，电瓶车，矿斗车，翻车机，自卸汽 车，立爪装岩机等），喷锚衬砌设备（如湿喷 机，砼组合搅拌机，双液注浆泵，注浆机，管 棚钻机，砂浆拌合机，砼搅拌机，轨行式砼输 送车，砼输送泵，单线模板台车，抗水压模板 台车等），通风设备（如轴流式通风机，轴流 式通风机，射流风机等），以及其他设备（电 力变压器，照明设备，制氧设备，制暖设备 等）。可供选择的设备众多，但是如何选择最 优化的设备以及－Ｌ几备组合，在保证安全施工 的前提下，又能保证隧道施工的进度以及经 济性，对于缩短隧道施工周期，节约成本，提 高建筑质量具有重要作用…。同时，多种设备 同时进入隧道施工现场，如果没有明确的机 械设备配套方案，对于现场的施工管理，安 全控制也是一个极大的控制。总之，有效的 隧道施工设备配套技术，能保机械施工期间 的连续性，有效性，证施工方案的顺利的进 行，同时为施工方节约成本。 ２隧道施工机械配套的设置原则 隧道施工的机械设备必须要满足施工 合同所要求的工期、安全、质量、环境保护 要求，在此基础上考虑经济技术要求，如能 源消耗，人力投资量，工作效率，易操作性， 设备维修性，灵活性等。机械设备配套一般 有以下原则：（１）方便设备管理。大量机械设 备同时进入隧道内外进行操作，对其的现 场管理和机械的生产能力同样重要。因此 管理人员，操作人员，维修人员应有较高的 职业素养和技能，只有这样才能做到管理 现代化，作业规范化，保养制度化，维修标 准化，同时这也有利于降低机械的维修率， 保证隧道施工的连贯进行。（２）机械设备的 零件配套与机械寿命。机械设备的选取和 组合必须考虑到其后期维护与零件购买。 对于特种设备，购买渠道不多，或运输不便 的机械设备则更需要注意。对于零件与整 机的寿命匹配应有一定的预见性，并保持 一定零件储备＿２］。（三）隧道运输轨道，制氧， 通风，防尘，排水等机械设备必须纳人到机 械设备配套中，这样才能隧道施工环境的 快速和安全性，保证施１二的正常进行。 ３主要机械设备选择 式计算： ：Ｋ （ ＋Ｗ）＝Ｋ （ ＋ＡＳ）Ｌｏ， ３．１凿岩机械选择 其中 为每・丌挖循环松散石渣量， 为 凿岩设备的选用应考虑到岩石性质、 石渣爆破松散系数， 为设计断面开挖量， 断面大小、进度要求、工程量大小和造价等 为允许超挖量， 为允许超挖断而积， 影响因素。（１）同时开动凿岩机械数量的确 ￡ 为开挖循环进尺。装载机生产率， 定，决定因素有凿岩生产率和开挖断面尺 ＝３６００Ｖ￣．ＫｉＫ ／Ｔ， 为装载机定斗容， 和 分别为装载满额系数及利用系数， 寸，可以按照以下公式计算：Ⅳ＝＞ ／ ， 两者值均小于１，Ｔ为装载循环时间。如果以 其中Ｌ 为每一循环钻孔总长度， 则 无轨运输，用同样的方式可以计算汽车的 自卸效率 。根据以上公式可以初步计算 为开挖断面面积，１， 凿岩机实际生产率， 出每一个工作而应需要的自卸汽车台数， ・般用每分钟掘金长度（米）计算，Ｔ为开挖 当然必须考虑到现场管理，运输意外，换 循环作业计划的凿岩时间，Ｔ １， 为每台凿 班，汽车维修等特殊情况。 岩机或（钻臂）的工作面积。（２）凿岩机械生产 ３．３辅助作业线施工机械 率，一般根据凿岩机厂商提供的数据进行判 辅助线主要是通风系统，施工供、排水 断，公式为 ＝ ，其中 为凿岩机械 系统，供电系统等他们是保证隧道内安全， 的实际生产率（米／分钟）， 为同时开动干 快速施工的必要保证。（】）通风。通风系统需 扰系数，∥为工作时间利用系数，这两者值 要考虑的因素是隧道长度，同一时间工作 一般小于１，主要根据具体工作环境进行确 人数，爆破后一氧化碳可能浓度，风速。对 定，一般取值０．７～０．９，则 为纯钻速，单位 于里程较长的隧道，可以采用巷道式无风 同 。 门射流通风技术，充分利用双洞隧道有横 凿岩设备根据结构形式主要分为三种 通道的优势，解决了独头通风距离长技术 类型可供选择：开敞式硬岩掘进机，如德国 难题。（２）用电设备。可以根据最大负荷和需 ｗｉ ｒｔｈ生产的双排支撑靴结构和美国 用系数法计算出隧道工区最大用电负荷。 Ｒｏｂｂｉｎｓ公司的单排支撑靴结构。其特点是 对于隧道施工而言，如在野外一般都在洞 适用于地址条件比较稳定的隧道，否则掘 外架设高压变配中心，从变电站引出一路 进时，需在护盾后及时进行喷锚支护；单护 １Ｏｋｖ供电线路送至涧内变压器洞室，由该 盾式硬岩掘进机，它有完整的圆形护盾，在 变压器洞室送出多路，供掘进、通风、照明、 掘进时依靠推进缸支撑在安装好的管片或 排水等设备用电，另外，洞外设两回路分别 整体衬砌上获得支反力；双护盾式硬岩掘 供涧外设备及生活设施用电和接自备发电 进机，其特点就在于由于前后护盾和伸缩 站使用。（３）施工排水设施。隧道内需要考 护盾和支撑靴作用，能保证其在不同地址 虑。凿岩车的用水量，另外就是隧道内可能 条件下施工。 存在积水和下雨过后的积水，因此涧内应 ３．２装岩与运输机械选择 配套大功率，高扬稗的抽水机。另外如果是 隧道施工时，一股有三种运输方式，无 顺坡施工，可以考虑可以利用两侧水沟自 轨运输。有轨运输和皮带运输。但皮带运输 然顺坡排水。否则可以在施工仰拱、水沟地 由于效率不高，适用较少。无轨运输主要以 段，采用设临时集水坑，用抽水机抽排至两 自卸车辆为主，适用于短隧道和大断面隧 侧水沟排水。 道。优点是机动灵活，废渣可以直接倾倒， 缺点是隧道内尾气和噪声污染严重，对制 参考文献 氧通风等配套设备要求较高。相反，有轨运 ［１】胡威，杨家松，陈寿根．长隧道快速施工 输则适用于长大隧道和小断面隧道，它能 机械选型配套技术［Ｊ］．东北水利水电， 保证减小隧底损坏程度，但由于铺设轨道 ２００９（２）． 一次性投资较大。同时施工管理程度较为 ［２】张泽斌．合理配备机械设备、加快隧道 复杂，另外轨道终端往往还是需要借助汽 施工进度…．西部探矿工程，２００６（１０）． 车二次转运。 【３】杨米柱．风火山隧道施工机械配套技术 根据隧道长短，断面大小确定运输方 ［Ｊ］．桥隧机械，２００９（１）． 式之后，就可以选择相应的运输设备。（１）计 算石渣量和机械生产率。石渣量用如下公 科技创新导报Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ Ｉｎｎｏｖａｔｉｏｎ Ｈｅｒａｌｄ ６９