公路隧道機械化施工設(shè)備配置分析
近年來,我國的隧道工程施工水平得到提升,并且相關(guān)施工設(shè)備也在不斷更新,為工程建設(shè)發(fā)展提供了很大的推力。合理配置機械設(shè)備可以為施工工作的順利開展提供保障,并且也能減少施工風(fēng)險,加強隧道質(zhì)量,避免國家財產(chǎn)和施工人員安全受到威脅。因此,隧道工程在設(shè)備建設(shè)環(huán)節(jié),需要根據(jù)工程實際需要進行配置,并且注意檢查設(shè)備性能,考慮不同種類的設(shè)備是否可以協(xié)調(diào)辦公,以此為施工工作的質(zhì)量和效率打下基礎(chǔ)。
本文項目工程為阿扎河1號隧道,右幅長度9885m,最大埋深803.08m;左幅長度9870m,最大埋深816.58m。存在四個斷層帶(930m)、中巖爆(1190m)、大變形(1180m)地質(zhì)較為復(fù)雜,圍巖在Ⅳ、Ⅴ級的范圍內(nèi),根據(jù)實際情況分析,工程適宜使用鉆爆法進行施工,在此基礎(chǔ)上,本文主要分析了此施工流程所涉及的機械化設(shè)備配置以及具體應(yīng)用。
1.1 技術(shù)先進性和經(jīng)濟合理性
建筑企業(yè)對自身經(jīng)濟效益具有很大的重視,因此,在配置施工設(shè)備時需要考慮設(shè)備的經(jīng)濟性,根據(jù)實際施工需要來選擇,同時,配置設(shè)備環(huán)節(jié)應(yīng)將操作安全性以及設(shè)備耐用程度考慮在內(nèi),并在施工期間做好設(shè)備管理和保養(yǎng)工作,根據(jù)具體工程造價和施工承包單位的公眾評價等因素,選擇最適用于工程的施工設(shè)備。
隧道工程在對挑選配套施工設(shè)備時,應(yīng)先考慮工程施工實際活動進度因素,公路隧道工程通常被要求在短工期內(nèi)完成,特別設(shè)計到施工開挖階段時,要對隧道施工的地質(zhì)環(huán)境進行檢查,并將其所調(diào)查的地質(zhì)狀況信息進行提前上報,確保施工設(shè)備的配備更加科學(xué)合理,推動開挖環(huán)節(jié)的順利展開。同時,隧道工程的支護階段,需要裝配針對性的通風(fēng)排水設(shè)備,防止進度受到這方面的影響。應(yīng)掌握工程各施工環(huán)節(jié)所需要的裝備配置,確保彼此之間可以和諧使用。
所配備的施工設(shè)備應(yīng)能夠配合相關(guān)施工工藝進行使用,這說明設(shè)備配置應(yīng)具有一定的通用性,只有這樣,才能更好地控制工程成本。選擇設(shè)備時,不同裝備之間也應(yīng)存在整體性,相關(guān)管理人員應(yīng)選擇同型號規(guī)格的配套設(shè)備,通過掌握施工工序的實際狀態(tài),來制定設(shè)備保養(yǎng)維修的計劃。最后,在規(guī)劃配置設(shè)備時,為了加強對施工設(shè)備臨時故障的有效預(yù)防,應(yīng)加強對一些中小型設(shè)備的選購數(shù)量。
傳統(tǒng)施工方式會耗費大量人力、物力資源,并且完成工期長,工作效率低。而機械化施工有助于降低施工人員工作壓力,提高工作效率,整體效果相比,人工施工模式更具精細化特點,在公路隧道機械化施工中,其內(nèi)機械施工、施工工藝以及配套設(shè)備等都具有鮮明特點,主要內(nèi)容如下:
(1)能夠完成施工難度較大的作業(yè)任務(wù),并且可以保證施工質(zhì)量。
(2)有助于勞動生產(chǎn)率的提高,更快地完成工程進度。
(3)提高了工程施工的安全性,并能夠優(yōu)化施工環(huán)境。
隧道工程機械化施工的設(shè)備配套特點具體體現(xiàn)為:
(1)隧道鉆爆施工中,洞內(nèi)定位、鉆孔和施工流程內(nèi)容可以通過鑿巖臺車自動完成,并且對圍巖狀態(tài)可以自行適應(yīng)。
(2)施工中的配套設(shè)備組成了幾種機械化施工流程線,例如,開挖流程作業(yè)、出渣流程作業(yè)、初期支護噴射混凝土流程作業(yè)、二襯襯砌灌注混凝土流程作業(yè)等,這些作業(yè)線能夠在對應(yīng)的施工流程中展現(xiàn)各自的功能。
(3)在隧道工程所組建的機械化作業(yè)系統(tǒng)中,其設(shè)備配置之間需要能夠協(xié)同作業(yè),通過在項目中所使用的施工技術(shù)來確定設(shè)備施工的具體作業(yè)方式;并且單一設(shè)備在機械化作業(yè)系統(tǒng)中會受到其他設(shè)備的影響,如果某一設(shè)備出現(xiàn)運行故障,其他設(shè)備的使用也將受到限制;確定整體設(shè)備組在作業(yè)系統(tǒng)中是否運行正常,要看各分項設(shè)備在作業(yè)時的運行狀態(tài),如果某一設(shè)備作業(yè)時出現(xiàn)故障,則整體設(shè)備組都會受到限制。
(4)只有在施工技術(shù)、施工方案都確定的情況下,才能組建配套設(shè)備作業(yè)系統(tǒng),并正確分布各分項設(shè)備的位置、施工內(nèi)容以及彼此存在的組織關(guān)系和工藝聯(lián)系。
隧道工程的施工環(huán)節(jié)需要涉及許多工序,并且在每個階段中都有著鮮明的區(qū)別,因此,設(shè)備配置要根據(jù)實際情況進行考慮。在配置過程中,工作人員必須考慮工程實際,在不同階段選擇對應(yīng)的機械設(shè)備,并在具體施工要求滿足的基礎(chǔ)上最大化效益地選擇設(shè)備,降低使用成本。根據(jù)現(xiàn)階段本項目的施工情況,兩車道隧道Ⅳ級、Ⅴ級圍巖主要采用上下臺階施工方法,并增設(shè)超前支護或掌子面玻璃纖維錨桿等輔助施工措施,保障上下臺階法施工過程中圍巖的穩(wěn)定,避免施工過程中產(chǎn)生施工轉(zhuǎn)化。該方法適用于地下水較少、圍巖條件較好的Ⅴ級圍巖段,如本隧道中的5b、5j型襯砌結(jié)構(gòu)段。
其主要施工順序是:上臺階開挖及支護、下臺階左右側(cè)分別開挖及支護、仰拱二次襯砌、拱墻二次襯砌。如采用機械化施工方案,常用的機具設(shè)備有濕噴砼機械手、三臂鑿巖臺車、鋼拱架拼裝機、自行式仰拱棧橋、仰拱模板、防水板鋪設(shè)臺車、二襯混凝土養(yǎng)護作業(yè)臺架等,從加快施工進度的角度出發(fā),本工程主要是掌子面的施工工序?qū)κ┕みM度影響比較大,可能提高施工效率的機械化設(shè)備有濕噴砼機械手、三臂鑿巖臺車、鋼拱架拼裝機,機械化施工方法可以提高一定的施工進度,每月可加快施工進度6m左右。
另外,采用機械化施工后,人工數(shù)量得到減少,施工時,作業(yè)人員離掌子面距離較遠,可以提高施工過程中的安全性。兩車道隧道Ⅲ級圍巖多采用全斷面法施工。本文主要描述Ⅴ級圍巖機械施工配置內(nèi)容。上下臺階法橫斷面施工示意圖如圖1。