高铁隧道机械化施工配套技术研究 高军

高铁隧道机械化施工配套技术研究高军

摘要：文章针对目前的单线高铁隧道的开挖机械设备选型以及相应的施工技术

和配套方法进行分析,对隧道内的机械布置，施工安排等进行规划后，发现，高铁

隧道的机械化施工配套技术，以及相应设备型号的选择，将对隧道的施工质量带

来巨大的影响。这一发现，将对今后的隧道施工技术产生很大的帮助和借鉴。

关键词：高铁隧道；机械化；施工配套；技术研究

1.前言

随着时代的发展，人们对于铁路的使用要求越来越大，“八纵八横” 高铁建设

规模发展速度较快。在这样的发展背景下，机械化施工是提高工程质量和进度的

依据。文章结合了一些实际的施工案例，对机械化施工的优缺点进行了着重的分析，尤其是对隧道开挖、支护架施工序的机械化施工配套方案进行了详细的阐述。目的在于帮助当前隧道施工的技术可以跟上时代发展的潮流，可以推广相关的施

工经验，下面就将工程进行分析，从而研究机械化施工的实际配套技术。

2.工程概况

本次研究选取的标线路全长41.27km，穿过四川地区，所以在铁路线路周围

的地质状况比较复杂，岩溶地质尤其繁多，有水泥突出以及地面塌陷等多种问题

产生，隐患极高，所涉及到的隧道的数量为14座，总长度共计21.21km，隧道占比51.3%，隧道的总长度较大，存在的危险因素较高，所以采用机械化施工较为

便捷。其中主要隧道为1号，总长度达到1900m，最大埋深345m，围岩主要为Ⅱ、Ⅲ级，掘进的方式为独头。最长的为2号隧道，长度达到6550m，最大埋深690m，围岩中的七成为Ⅱ、Ⅲ级材料，作业面多为进出口形式。存在的较大的问题为不良的熔岩地质，全部为二级风险隧道，存在安全隐患较大。

3.机械设备选型及配套

3.1设备选择考虑的因素

在对相关的机械设备进行选取，以及工艺进行配套的过程中,要将隧道工程的

施工时间、后期的施工质量以及实际的安全问题等等纳入考虑的范围。选择这些

机械以及工艺的过程中需要将一下几点纳入考虑范围:

3.1.1施工方案

机械设备的选型对施工的方案有着很重要的影响。考虑到地质的问题以及施

工的实际条件，通过对多种方式进行选择比较,可以将大致的施工方案进行确定:

钻爆法施工是传统的辅助方式,施工过程中采用机械化的施工手段,洞内无轨装碴,

运输方式中有轨道进行;开挖以全断面法为主,部分地区采用短台阶的施工方式;二

次衬砌采用全断面整体液压钢模衬砌台车;洞内的运输方式是有轨道的情况下进行的。在选择机械的过程中要和方案配套。

3.1.2工期

多数情况而言，施工的机械化程度越高，在能保证施工的质量越好, 施工的周期也可以被大大缩短，所以在施工周期有要求的时候，需要选择一些性能较高的

设备,而且设备的实际质量也要满足要求,各种设备的实际使用需要相互配合，防

止出现问题事故，导致生产的设备功效无法全部发挥。隧道要求必须在20个月

内贯通, 挖掘的深度必须达到320米以上,然后再进行进一步施工。

3.1.3隧道自身规模

隧道的长度较大,所以前期消耗的资金较多，采用大型的机械可以充分发挥作用，评价工程量的成本也可以适当降低，是一种经济型的方式;相反,隧道的长度

较小时，使用一些大型的机械,成本过大,而且设备的运输等等，平均工程量的成

本就会过高，这种方式就不合适。因此从经济的角度讲,要将投入与生产综合考虑，根据实际的工程量选择施工的机械。2号隧道属于长隧道,规模较大,施工前后的机

械工艺投入大约为4000万元,约占隧道总投资的五分之一。

3.1.4环保、职业健康要求

隧道内空气污染主要来自爆破产生的粉尘、有害气体和废气。对于隧道通风

来说，长距离导致排烟困难，所以应尽量使用电气设备，很少尽量不要使用内部

燃烧设备，以及大功率通风设备，以改善工作环境，保证操作者的健康。此外，

还应考虑设备噪声污染的适当降低。

3.1.6企业的发展战略要求

根据企业的长远规划，考虑企业的可持续发展，必须重视企业的技术进步。

技术装备的能力是重要的标志之一。借助重点大型项目，提高企业设备能力，既

能加快项目进度，又能创造企业信誉，树立企业形象，也能促进整个行业的进步。当然，这应该结合现有的设备条件、经济条件、技术水平等因素来综合考虑。

4.隧道机械化配套施工技术方案

4.1 机械化设备配置原则

在隧道施工的工程中，需要考虑的机械化设备原则是：先进高效、配套合理、同时能力需要满足生产的最低需求和数量，各个工序之间可以进行相互的配合，

从而达到实际的施工效果。按照实际所需的机械化程度来配套相应方案，机械化

程度的划分的依据主要包含以下几个点：生产水平、生产能力、以及周围岩石的

等级。周围的岩石如果达到Ⅲ级以上，那么具体配套指标如下：170m/月以上为

Ⅰ级机械化，140~170m/月为Ⅱ级机械化，140m/月以下为Ⅲ级机械化程度。Ⅲ级以上围岩，进行全断面施工；其与等级的围岩采用的是台阶化的施工方式，对于

其他的岩石情况暂时不考虑到施工的具体方式；汽车在对其进行运输的过程中；

挖隧道的作用就需要按照实际的施工能力1.2倍左右进行管理。

4.2 机械化施工设备配置方案

隧道机械化综合体系需要遵循以下几点要求和标准:要设置一些地质警报等大

功率的通风设备；可以适当配置三臂凿岩台车组成开挖作业线；采用一些大吨位

的装载运作线；配置适当的防水板以及焊接的辅助设备；配置混凝土供给设备与

液压模板台车相结合组成衬砌作业线；配备沟槽移动模架及混凝土运输车等组成

沟槽施工作业线。最终达到隧道的全机械化施工工序。

5.结束语

经济的快速发展，使得人们对于铁路的使用要求越来越大在这样的发展背景下，机械化施工是提高工程质量和进度的依据。文章结合了一些实际的施工案例，对机械化施工的优缺点进行了着重的分析，帮助当前隧道施工的技术可以符合实

际生产的需要。

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