铁路隧道机械化施工设备配套和管理

铁路隧道机械化施工设备配套和管理
摘要：机械化施工已发展成为铁路隧道施工的重要趋势，其中施工设备的机械化配套和管理工作具有极为重要的研究探索意义，是机械化能切实发挥，经济效益最大化的关键所在。

本文主要针对铁路隧道机械化施工过程中施工设备的配套要点和管理要点进行了探讨。

关键词：铁路隧道；机械化施工；设备配套管理
受地质和自然环境、工程造价、施工技术等因素影响，铁路隧道施工中普遍采用机械化施工。

基于此，机械化施工设备的配套和管理工作的科学高效开展，是有效控制施工进度和施工成本，提高施工质量和经济效益的重要途径。

一、铁路隧道机械化施工设备配套要点
（一）超前地质预报设备配套要点
通过超前地质预报技术的应用，能够探测掘进中隧道前方是否存在涌水、岩溶等不利情况，从而避免对施工的不良影响。

现阶段应用较多的探测手段包括TSP超前地质预报系统、水平超前地质预报钻机和凿岩车超前加深炮孔三种，可实现对探测掌子面100m~200m、30m~35m、3~7m内的水地质状况。

其中，TSP超前地质预报系统具有较高的先进性，可以实现长距离预报，其具体原理是基于不同地层中地震波的反射波特性差异，实现地质状况的探测。

与此同时，在探测中短距离地质状况时，还可以借助红外线探测和地质雷达设备开展探测工作。

（二）隧道开挖施工设备配套要点
TBM掘进机全断面开挖与钻爆法开挖是目前铁路隧道施工中应用最为广泛的两种施工方法。

首先，TBM 全断面开挖掘进机有护盾式和开敞式两种类型。

开敞式TBM掘进机能够在硬性、稳定性岩层中实现高效的掘进，护盾式TBM掘进机则更多地运用于破碎底层。

护盾式TBM掘进机有两种，一是单护盾掘进机，其前进支反力通过衬砌、管片上的推进缸提供[1]。

二是双护盾掘进机，这种掘进机在不
良地质中的铁路隧道施工中能够发挥更加理想的效果，因其在前后各有一个护盾，且基于后方护盾上的支撑靴，可实现岩层支撑功能。

如果隧道施工地质环境极为
恶劣，双护盾掘进机依然能够同时进行管片安装和掘进操作，通过安装的管片提
供支反力，推进原理与单护盾掘进机相同。

双护盾掘进机具备的地质环境良好适
应性和高掘进速度特点，在当下铁路长、大隧道开挖掘进施工中的应用日益广泛。

其次，钻爆法开挖主要采用三臂凿岩车和风动凿岩机进行。

三壁凿岩车可以通过
电气液压进行自动化控制，从而完成高精准性的钻孔定位。

除此之外，与风动凿
岩机相比，三臂凿岩机能够实现长距离的钻探注浆，基于现场情况有效完成爆破
支护施工方案，在实际施工中具有更高的经济、环境以及效率价值。

（三）出渣施工设备配套要点
铁路隧道掘进过程中，需要将挖出的土石渣不断运送出隧道，这一过程便是
出渣，其运送效率对于整体施工进度的控制发挥着关键的制约作用。

在运输土石
渣环节，主要有无轨出渣和有轨出渣两种运输方式。

无轨出渣是通过将汽车驶入
隧道，装载土石渣后运出，具有较高的灵活机动性，但其环保性较低，会产生废
气和大量噪声。

有轨出渣则是基于隧道中铺设的轨道，利用拖斗车从轨道上将土
石渣运出隧道。

这一方法具有较高的环保性，且轨道也能够二次利用，但在施工
成本和管理难度方面则比较高[2]。

实际铁路隧道施工中，出渣方式的选择主要依
据隧道的长度、轮廓大小及弃渣场的具体位置进行。

（四）喷锚支护施工设备配套要点
喷锚支护技术实际应用过程中，会在岩层中打入高强性能的金属锚杆，搭建
钢筋网架，并利用高压进行混凝土喷射，对隧道支护结构进行进一步的保护。

要
切实发挥喷锚工艺技术的应用效果，其核心内容在于对喷锚支护施工设备的合理
选用。

常用的喷锚支护施工设备包括空气压缩机、混凝土泵送车以及混凝土喷射
机等。

其中，混凝土喷射机主要包括干式混凝土喷射机和湿式混凝土喷射机两种。

但实际铁路隧道施工中，干式混凝土喷射机已逐渐退出铁路隧道施工，主要因为
这一设备使用期间会有较明显的回弹，且会产生比较严重的粉尘污染。

湿式混凝
土喷射机包括泵送型液体压缩和气动型空气压缩两种类型，但随着机械手喷射的
应用日益深入，具有多样化功能的喷射机组在隧道掘进开挖中被广泛应用，其机
械手喷射、混凝土行走泵送系统应用效果良好。

（五）二次衬砌支护施工设备配套要点
为进一步提高铁路隧道的安全性和美观性，隧道初期支护完成搭建之后，要
针对围岩开展二次衬砌支护施工，开始施工之前，要对围岩进行监控量测，根据
结果数据明确具体施工时间，二次衬砌支护施工过程主要利用衬砌模板台车进行
施工操作，常用衬砌台车有简易式、网架式及液压式。

行走式衬砌台车施工过程
中可以与有轨出渣使用相同的导轨，从而实现施工成本的节约和施工资源的重复
利用。

二、铁路隧道机械化施工设备管理要点
（一）加强设备配置计划编制
铁路隧道施工项目初期阶段，要根据施工设计书中的相关内容，制定完善合
理的设备配置计划。

第一，设备配置计划中要对各个施工环节涉及的所有施工设
备型号、配套情况、数量等具体信息进行详细列明，并就每个环节的主导、辅助
及备用施工设备做好分类规定。

其次，根据项目技术规定，要做好各种类、型号
施工设备的机械化施工计划的编制工作。

隧道开挖掘进施工中，要严格遵照施工
计划有序安排施工设计入场，并由专人进行每台施工设备出勤相关信息的记录工作，做好过程管控。

（二）加强施工设备统一管理
因施工环境和地质条件的不同，铁路隧道施工的施工技术方法要进行相应的
调整，施工设备种类、型号及数量也要随之变化。

故此，项目部必须就施工设备
管理安排专门的设备工程师进行负责。

第一，设备工程师要根据实际项目情况制
定合理的设备调整计划，针对不同施工设备采取不同的分级管理措施。

对于大型
施工设备，要统一进行调度管理；对于小型施工设备，则要采取分散管理的措施。

设备管理部门要掌控施工设备的调度控制权利，基于各个施工分队的实际施工情
况和进度，统一进行统筹调度。

第二，各个大型单项工程正式施工前，负责人要
向设备管理部门递交设备使用计划，由设备部门提前进行相关设备的检修养护工作，并配置专业的设备操作员。

（三）完善施工设备档案
大型铁路隧道工程往往需要种类、型号繁多的大量施工设备，为进一步提高
施工设备管理质量，为隧道施工提供更为有力的保障，建立完善的施工设备档案
至关重要。

首先，施工设备档案台账中要包含施工设备的具体名称、规格、功能、性能、厂家、使用年限及出厂日期等详细信息。

其次，为令开展设备养护检修时
具有更加全面科学的依据，要做好施工设备说明书、检修说明书、零件图册以及
保修卡等资料的保存归档工作[3]。

最后，要安排专人管理等级施工设备的出勤情况、故障发生排除和养护检修履历、零件更换记录等信息，从而基于此开展设备
运行的分析工作，及时发现设备中的隐患问题，便于针对性进行处理。

结束语
施工设备的配套和管理是铁路隧道施工的重要工作内容，与施工质量、安全、速度及经济效益密切相关。

实际施工过程中，企业必须加强重视施工设备的合理
选型与配套，综合考量具体隧道工程项目的具体情况，提高施工设备配套水平。

与此同时，要进一步完善施工设备管理制度，采取科学高效的管理手段，从而奠
定机械化施工设备配套的稳固基础。

参考文献
[1]闫俊.铁路隧道机械化施工设备配套技术探讨[J].工程机械与维
修,2021(04):222-223.
[2]林翠军.铁路隧道机械化施工设备配套技术[J].工程建设与设
计,2021(08):122-123+139.
[3]任岗.铁路隧道施工设备配套技术研究[J].设备管理与维
修,2020(08):112-113.。