第一篇：鐵路隧道機械化配套施工新模式

鐵路隧道機械化配套施工新模式 來源：《人民鐵道》報作者：李慶安 段宏杰發(fā)表時間:2010-01-14 16:19

長期以來，出于成本等考慮，我國建筑施工企業(yè)在隧道施工中大量使用農(nóng)民工施工，這為廣大農(nóng)村勞動者提供了大量就業(yè)機會，同時推動了建筑業(yè)的發(fā)展。但是，隨著建筑市場規(guī)模的迅速擴大、地質(zhì)條件的復(fù)雜和建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)的不斷提高，大量使用農(nóng)民工的弊端就逐漸顯露出來：廣大農(nóng)民工專項施工技術(shù)水平普遍不高，雖然施工企業(yè)對他們進(jìn)行了系統(tǒng)的技術(shù)培訓(xùn)，但農(nóng)民工專業(yè)技術(shù)還是不能滿足高質(zhì)量建筑的要求。隨著和諧鐵路建設(shè)深入展開，這種粗放型施工管理模式，與鐵路大規(guī)模建設(shè)的形勢不相適應(yīng)。正是在這樣的背景下，一種新的管理模式——機械化配套作業(yè)成為大規(guī)模客專建設(shè)行業(yè)新的選擇和契機。

山嶺隧道機械化配套施工適應(yīng)鐵路建設(shè)新形勢的迫切要求，對于提升我國隧道施工水平意義深遠(yuǎn)

截至2009年年底，我國建成的鐵路隧道總長度已經(jīng)超過7000公里，在建鐵路隧道總長度已超過5000公里，即將開工和規(guī)劃建設(shè)的隧道總長度超過5000公里，預(yù)計到2012年，我國建成通車的鐵路隧道總數(shù)量將突破1萬座，總長度將突破12000公里。我國鐵路隧道建設(shè)的總量已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過世界其他國家。但是我國鐵路軟巖隧道施工的快速修建設(shè)備配套技術(shù)水平、施工裝備及國產(chǎn)化仍處于隧道施工機械化初期，整體技術(shù)仍較落后。主要表現(xiàn)在：

——以鉆爆法為基礎(chǔ)的機械化快速施工技術(shù)體系尚未完成，在機械化作業(yè)線設(shè)備配套技術(shù)、環(huán)境控制、施工安全與風(fēng)險控制、巖溶高壓水、大變形治理等方面，許多設(shè)備配套關(guān)鍵技術(shù)難題尚未取得突破，施工進(jìn)度差別很大，事故隱患較多，工后環(huán)境影響較大。

——以鉆爆法為基礎(chǔ)的機械化設(shè)備配套在硬巖或圍巖穩(wěn)定性較好的條件下才能實現(xiàn)快速施工，而且作業(yè)線的主要設(shè)備大多從國外引進(jìn)，自主開發(fā)的品種少、質(zhì)量較差、故障較多，主要技術(shù)性能參數(shù)與鐵路隧道現(xiàn)有施工條件不匹配。設(shè)備國產(chǎn)化程度低，因而影響作業(yè)效率，難以形成先進(jìn)的機械化作業(yè)線。特別是開挖出砟、噴錨、支護、二次混凝土襯砌等工序，設(shè)備國產(chǎn)化程度低，制約了全行業(yè)整體技術(shù)的全面發(fā)展和進(jìn)步。

——對于軟巖和土質(zhì)隧道，大多數(shù)仍采用人工作業(yè)，工序循環(huán)時間長，圍巖擾動大，安全風(fēng)險高，支護困難，進(jìn)度緩慢，造成軟巖隧道既不能快速施工，也不能形成機械化作業(yè)。

通過對瑞典和丹麥等國家隧道施工現(xiàn)場進(jìn)行考察，技術(shù)人員發(fā)現(xiàn)，國外隧道施工從開挖、支護、鉆注漿、錨桿、噴混凝土、出砟等各工序都配置了配套的全機械化作業(yè)生產(chǎn)線，機械化程度較高，且配套完整。國外隧道施工時采用噴混凝土機械手，真正實現(xiàn)了工裝的配套，既環(huán)保又安全，可以真正控制支護質(zhì)量，同時還可以因回彈比例小而有效降低施工成本。國外承包商的各生產(chǎn)線都利用較為發(fā)達(dá)的租賃市場，且配套維修非常及時。設(shè)備租賃特別是大型專用設(shè)備的租賃，方式較為靈活，便于現(xiàn)場推廣應(yīng)用。由于施工設(shè)備的完善配套，隧道施工作業(yè)人員每班僅7人~10人。

為了盡早實現(xiàn)我國隧道施工的機械化配套施工，鐵道部專門設(shè)立了“隧道圍巖穩(wěn)定性及其控制技術(shù)研究”重大研究課題。其中，中國中鐵隧道集團有限公司（以下簡稱中鐵隧道集團）牽頭承擔(dān)起“隧道施工機械化配套技術(shù)及裝備研究”子課題，并依托貴廣鐵路進(jìn)行試驗和實踐。

課題借助三都、天平山等特長鐵路隧道的修建，重點解決開挖與噴錨支護、裝砟與運輸、防水板鋪設(shè)機械化施工作業(yè)線，控制圍巖變形，完善我國軟硬巖隧道全斷面和臺階法施工的全工序作業(yè)線的機械化，盡快建立起合理的設(shè)備配套、協(xié)調(diào)運轉(zhuǎn)機制，形成一套完整的具有理論指導(dǎo)、設(shè)備配套齊全且具有廣泛適應(yīng)性以及工法完善的機械化體系，以解決我國鐵路修建技術(shù)方面的設(shè)備配套及國產(chǎn)化問題。核算機械化施工和課題取得的各項經(jīng)濟指標(biāo)，對評價投資規(guī)模，促進(jìn)施工進(jìn)度，縮短工期，保證施工質(zhì)量和安全，提升隧道施工裝備實力與國產(chǎn)化水平，進(jìn)而形成我國鐵路機械化配套施工技術(shù)體系具有重要意義。

明確任務(wù)，積極行動，深入研究，認(rèn)真實踐，中鐵隧道集團扎實推進(jìn)機械化配套課題實施

2009年4月12日，中鐵隧道集團主持召開“隧道施工機械化配套技術(shù)與裝備研究”課題實施大綱研討會，就科研實施大綱如何完善鐵道部提出的長大隧道設(shè)備配套技術(shù)及滿足鐵道部提出的裝備國產(chǎn)化達(dá)到國際水平的要求，對三都隧道設(shè)備配套實施如何與科研大綱配套方案相統(tǒng)一、設(shè)備投入資金來源及設(shè)備管理模式等事項進(jìn)行了研討。

會議決定成立專門課題組，下設(shè)“長大隧道機械化配套技術(shù)研究”“隧道施工裝備國產(chǎn)化研究”和“隧道施工機械化經(jīng)濟分析研究”三個分課題，分六個階段組織科研攻關(guān)。會議要求在貴廣鐵路三都隧道選擇關(guān)鍵線路的工作面，在科研費以外再投入1500萬元作為新增設(shè)備購置及三臂臺車升級改造費用。為減少超欠挖，項目負(fù)責(zé)對已到現(xiàn)場的兩臺湯姆洛克鑿巖臺車進(jìn)行改造，升級為電腦臺車。

會議要求課題組堅持科研攻關(guān)實施方案的可行性、可靠性、先進(jìn)性和合理性，按照“項目法施工”的組織要求，把科研攻關(guān)納入到施工管理中，做到超前思維、精心組織、合理安排、突破重點，科研階段成果指導(dǎo)施工的原則，確?？蒲谐晒蠓忍嵘┕ば?，設(shè)備配套達(dá)到國際水平，國產(chǎn)化水平大幅提高。會議要求課題組重視貴廣鐵路的工程實踐，建立以科研攻關(guān)為先導(dǎo)、以科研指導(dǎo)施工的施工管理體系。

2009年10月21日，中鐵隧道集團課題組人員在貴陽向貴廣鐵路公司匯報“長大隧道快速施工機械化配套技術(shù)”課題進(jìn)展情況。貴廣公司就該課題提出了以下幾點要求：一是要深刻認(rèn)識設(shè)立課題的意義是用高科技手段來提高鐵路施工效率，減輕勞動強度，提高隧道施工機械化程度，保證隧道施工安全。二是要改變課題轉(zhuǎn)化到施工實踐中過程較慢、轉(zhuǎn)化效果不佳的局面，使課題與施工實踐相結(jié)合，為施工服務(wù)。三是課題應(yīng)解決以下幾個關(guān)鍵問題：效率問題、環(huán)保問題、安全問題、經(jīng)濟性問題、設(shè)備與設(shè)備間工序與工序間有效銜接問題。四是以課題依托項目來推進(jìn)，應(yīng)盡快形成規(guī)模，盡快投入使用，要在項目推進(jìn)時盡快出成果。2009年11月10日，中鐵隧道集團再次主持召開機械化配套課題專題會，討論了課題中設(shè)計的相關(guān)設(shè)備的引進(jìn)和國產(chǎn)化問題。會議要求課題組和項目承擔(dān)單位要了解研制開發(fā)鋼拱架安裝機的核心條件，其目的是減輕鋼拱架安裝人員的勞動強度，提高作業(yè)安全性，縮短工序循環(huán)時間。關(guān)于鋼拱架安裝機的開發(fā)研制，會議明確，主要是針對兩臺階開挖情況下的鋼拱架立拱作業(yè)，鋼拱架安裝機應(yīng)具有兩條工作臂、一個工作吊籃，行走形式為履帶式行走，驅(qū)動形式為內(nèi)燃機。會議要求隧道設(shè)備制造公司盡快按以上要求組織鋼拱架安裝機的設(shè)計。同時，要加緊進(jìn)行防水板自動鋪設(shè)臺車、多功能臺架和模板臺車標(biāo)準(zhǔn)化的設(shè)計與制造，力保在2010年一季度末完成樣機并投入使用。會議要求課題組及時總結(jié)濕噴機械手在貴廣鐵路三都隧道及其他項目成功應(yīng)用的經(jīng)驗，在全集團內(nèi)推廣使用。

2009年12月3日至8日，中鐵隧道集團邀請北京交通大學(xué)、鄭州大學(xué)教授前往貴廣鐵路三都隧道進(jìn)行現(xiàn)場指導(dǎo)。根據(jù)隧道地質(zhì)情況，開展三都隧道出口全斷面開挖機械化施工配套作業(yè)技術(shù)研究，由于地質(zhì)復(fù)雜，還要在進(jìn)口開展兩臺階開挖機械化施工配套技術(shù)研究。會議就課題的階段性目標(biāo)和任務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)分解，就課題研究中存在的問題進(jìn)行了討論，希望科研配合好施工，施工為科研提供條件，大家共同努力，爭取實現(xiàn)科研和施工互動和雙贏。

目前，貴廣鐵路三都隧道出口已配置三臂鑿巖臺車2臺、挖掘機2臺、裝載機4臺、自卸汽車6輛、仰拱移動棧橋1座、噴射機械手1臺、多功能超前地質(zhì)預(yù)報鉆機1套、可移動整體仰拱模板1套等，基本形成了隧道施工全斷面機械化配套作業(yè)流水線。

科研與施工互動，相互促進(jìn)，中鐵隧道集團在隧道機械化配套施工方面取得階段性成果

貴廣鐵路全長857公里，是西南地區(qū)通達(dá)華南沿海地區(qū)的重要區(qū)際鐵路通道。三都隧道為全線重點工程，全長14.6公里，隧道地質(zhì)條件復(fù)雜，共穿越13條大的斷層破碎帶。隧道出口段采用機械化施工，出口段計劃施工2580米，設(shè)計洞身巖層為泥灰?guī)r夾鈣質(zhì)砂巖、頁巖、石質(zhì)砂巖、砂質(zhì)頁巖，段內(nèi)設(shè)計的圍巖級別為Ⅴ級圍巖285米，占段內(nèi)總長的11%，Ⅳ級巖630米，占段內(nèi)總長24%，Ⅲ級圍巖1665米占段內(nèi)總長65%。

針對三都隧道，中鐵隧道集團加強了超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報方面的工作。項目部采用TSP全程貫通探測，異常地段采用地質(zhì)雷達(dá)、紅外探水、進(jìn)口多功能C6地質(zhì)水平鉆機超前鉆孔探測、地質(zhì)素描等手段對隧道施工前方的地質(zhì)、水文情況進(jìn)行綜合分析，同時在每個開挖循環(huán)鉆3個～8個超前炮孔近距離了解掌子面前方地質(zhì)情況。項目部根據(jù)量測速率的變化分級進(jìn)行管理，利用專用網(wǎng)絡(luò)對監(jiān)控量測數(shù)據(jù)實施動態(tài)監(jiān)控，根據(jù)量測數(shù)據(jù)反饋指導(dǎo)現(xiàn)場施工，保證施工安全。開工以來，項目部已多次成功預(yù)報出隧道前方的溶洞和不良地質(zhì)，避免了數(shù)次涌水和突泥的發(fā)生。

開挖方面，項目部為三都隧道出口配備了2臺三臂鑿巖臺車，2009年4月底開始使用，開挖月進(jìn)度最高達(dá)到198.6米的單口掘進(jìn)速度，目前已開挖近400米。每臺臺車配備6名操作人員，分兩個作業(yè)班組進(jìn)行施工。鑿巖臺車在實際使用中提高了施工工效，單孔5米深的炮孔成孔時間為1.5分鐘～2分鐘，全斷面開挖單循環(huán)時間控制在3小時～4小時，加快了掘進(jìn)的速度。項目部采用全斷面光面爆破，現(xiàn)場實際統(tǒng)計平均線性超挖均能控制在10厘米以內(nèi)。同時鑿巖臺車兼顧施鉆系統(tǒng)錨桿眼孔的任務(wù)，提高了初期支護的施工效率和質(zhì)量。

出渣方面，根據(jù)隧道斷面大小，項目部在三都隧道出口配備了PC220挖掘機1臺，用于找頂扒渣工序施工，配備2臺WA380裝載機及6臺VOLVO自卸汽車。通風(fēng)找頂完成后，由2臺裝載機同時向1臺汽車進(jìn)行裝渣運輸

第二篇：鐵路隧道施工機械化見證與展望

鐵路隧道施工機械化見證與展望

獻(xiàn)給中鐵西南科學(xué)研究院成立五十周年

柴永模2009.09.10 我有幸見證了鐵路隧道上下導(dǎo)坑-漏斗棚架式古老的礦山法施工、隧道鉆爆法全斷面綜合機械化掘進(jìn)、隧道全斷面機械破巖掘進(jìn)機法施工。展望未來，隧道施工的根本出路在于實現(xiàn)機械化。

祝中鐵西南院繼續(xù)領(lǐng)跑隧道事業(yè)，興旺發(fā)達(dá)，繁榮昌盛！

1.鐵路隧道施工機械化的發(fā)展簡述 1.1國外隧道鉆爆法施工機械的發(fā)展

十九世紀(jì)20年代，在英國的鐵路線上，開始修建了第一座鐵路隧道（長1,190m）。到1861年出現(xiàn)了第一臺風(fēng)動鑿巖機，1866年發(fā)明了黃色炸藥后，在法意邊境的仙尼斯隧道施工中，首先采用了風(fēng)動鑿巖機和簡易鑿巖臺車鉆孔。二十世紀(jì)40年代，由于鑿巖機具的幾次重大革新，采用門架式鑿巖臺車及其配套機械進(jìn)行隧道全斷面施工，到二十世紀(jì)70年代，以高壓風(fēng)為動力的隧道全斷面綜合機械化施工已成為一種首選施工方法。使單線鐵路隧道的平均單口月成洞達(dá)170m。隨后，具有鑿巖速度高、能耗低的液壓鑿巖機的成功應(yīng)用，很快地取代了風(fēng)動鑿巖機在鑿巖臺車上使用的統(tǒng)治地位，出現(xiàn)了鉆臂少且鑿孔范圍大的輪胎式全液壓鑿巖臺車并很快廣泛應(yīng)用于鐵路隧道施工，使鉆爆法施工機械及其配套技術(shù)水平得到一次飛越，單線鐵路隧道全斷面月掘進(jìn)達(dá)到240m（麥克唐納隧道）。1.2我國隧道鉆爆法施工機械的發(fā)展 1.2.1隧道分部開挖施工機械

上世紀(jì)50年代初期，我國隧道多數(shù)為人工開挖，60%左右的短隧道（500m以下）月成洞僅14m，30%左右長2000m以下的隧道為30m。1954年開工的寶-成線秦嶺隧道（2364m）第一次使用手持式風(fēng)動鑿巖機、電瓶機車和碴斗車。到60年代中期的川-黔、成-昆和貴-昆鐵路隧道建設(shè)中，學(xué)習(xí)煤礦和金屬礦山的巷道快速掘進(jìn)模式：采用手持式鑿巖機配以自制的分風(fēng)、分水器，長短鋼釬搭配多臺鑿巖機同時鑿孔；全部采用人工元木支撐；采用H762型(或華-1型)鏟斗后卸式裝碴機、平移調(diào)車器、0.75m3V型斗車、XK-8型電瓶機車及762mm軌距組成裝運系統(tǒng)，最高月進(jìn)尺301.3m(沙木拉打隧道)；當(dāng)配套形式中的裝碴機采用國內(nèi)新研制的ZCQ-4型風(fēng)動裝碴機后,于1975年在長潭1號隧道導(dǎo)坑掘進(jìn)中創(chuàng)造了月掘進(jìn)359.5m；又當(dāng)裝碴機改為8HR立爪裝碴機與12t電瓶機車和8m3梭式礦車配套時，1988年在大瑤山隧道北端的導(dǎo)坑掘進(jìn)中，達(dá)到月進(jìn)尺425m；雖然隧道的襯砌作業(yè)僅使用了J1250-

1、J1400和J1400A混凝土攪拌機進(jìn)洞作業(yè)、木模板和插入式振搗器等機械，此期間的單線鐵路隧道平均月成洞已達(dá)到80m，最高為152m(關(guān)村壩隧道)。

2008年以來，建設(shè)中的貴昆線六盤水至沾益段烏蒙山2號隧道(全長12266m)，其中橫洞工區(qū)負(fù)責(zé)橫洞2026m、平行導(dǎo)坑3645.5m，正洞雙線隧道4270.94m施作。橫洞和平行導(dǎo)坑的掘進(jìn)斷面分別為25m2和15m2。釆用多臺手持風(fēng)動鑿巖機打眼；ITC-312大能力挖裝機、3臺25m3梭式礦車和25t內(nèi)燃機車、43kg/m鋼軌、900mm軌距、4軌3線布置軌道組成的裝運作業(yè)線；TK-961型濕噴機支護作業(yè)；大風(fēng)量長管道壓入式通風(fēng)方式等。在巖溶地區(qū)水害很大條件下，月掘進(jìn)近300m，代表了當(dāng)今平行導(dǎo)坑掘進(jìn)機械化水平。1.2.2鐵路單線隧道全斷面施工機械化的發(fā)展

鐵路單線隧道全斷面施工機械化起步較早，可分為以高壓風(fēng)為鑿巖動力和以液壓為動力的兩個階段。

1.2.2.1早期的風(fēng)動鑿巖臺車及配套模式

成昆鐵路修建期間引進(jìn)10臺套隧道全斷面風(fēng)動鑿巖臺車及部份配套設(shè)備，在15座隧道施工中掘進(jìn)7876.68m，機械配套作業(yè)線歸納起來有兩種形式。

(1)以自制SQT-1型梯架鑿巖臺車為主的全斷面掘進(jìn)配套技術(shù)在白云巖1號隧道中施工，臺車分三層，共布置17臺BBC-24W風(fēng)動鑿巖機(進(jìn)口)沿梯架自動推進(jìn)鑿孔，洞口供風(fēng)量為100m3/min；2臺LM-250H風(fēng)動裝巖機、19輛4.25m3側(cè)卸式大斗車、3臺LJU-10內(nèi)燃機車和起重能力為10t的風(fēng)動平移調(diào)車器等組成裝、運作業(yè)線；采用01-45錨桿鉆機鉆孔、安裝楔形錨桿并掛網(wǎng)支撐；人工立木模板襯砌等，全斷面掘進(jìn)僅580m。

(2)另一種形式是以日本ZC419型液壓鉆臂式風(fēng)動鑿巖臺車為主的全斷面掘進(jìn)配套技術(shù)在成昆線蜜蜂菁2號隧道施工。臺車分三層、共15臺液壓鉆臂上分別安裝1臺ASD-35中型導(dǎo)軌式風(fēng)動鑿巖機鑿孔，洞口供風(fēng)量為100m3/min；RS-85型風(fēng)動裝巖機、120輛0.75m3V型斗車、三臺BL-10-M電瓶機車和自制三線平移調(diào)車器組成出碴作業(yè)線；金屬錨桿掛網(wǎng)支護；人工立木模襯砌等。全斷面掘進(jìn)長度658.38m，平均月掘進(jìn)153.11m，最高月掘進(jìn)200.58m。這種配套形式繼后又在沙通鐵路梨樹溝隧道、襄渝鐵路蜀河隧道中再次使用。1.2.2.2鑿巖臺車及配套設(shè)備研究制

1974年鐵道部科學(xué)研究院西南研究所與鐵道部第二工程局合作，總結(jié)了隧道全斷面機械化施工的經(jīng)驗教訓(xùn)，研制了第一臺CGJ15-3型鐵路隧道全斷面鑿巖臺車、SC8.5m3、SC16m3梭式礦車、TP865型混凝土噴射機械手等施工機械，1977年在四川廣(元)-羅(壩)鐵路普濟隧道（長405m）進(jìn)行全斷面試掘進(jìn)，取得了月掘112m和每米掘進(jìn)工天為56天的好成績。與鑿巖臺車配套的相關(guān)機械有YG-40型導(dǎo)軌式鑿巖機，ZCY-45電動裝碴機及SC8.5m3風(fēng)動梭車等，其中研制的梭式礦車在鐵路隧道施工中首次使用，深受施工單位喜愛。1984年按CGJ15-3改型的CGJ12型臺車在四川映秀漁子溪二級電站引水隧洞修建中再次成功應(yīng)用。

1.2.2.3單線鐵路長隧道快速施工配套技術(shù)與設(shè)備研究

二十世紀(jì)90年代侯月、寶中、南昆、西康和內(nèi)昆單線鐵路的修建，由于單線鐵路隧道斷面凈空小、施工干擾大，成功的雙線隧道施工機械配套模式不適于單線長隧道施工，因此，1992年鐵道部針對米花嶺隧道（9,392m）工程實際，由鐵路工程總公司牽頭，進(jìn)行了“單線鐵路長隧道快速施工配套技術(shù)與設(shè)備”的研究。以引進(jìn)、研制單線隧道門架軌行式全液壓鑿巖臺車為龍頭，使用國產(chǎn)機械組成裝運作業(yè)、噴錨支護作業(yè)和襯砌作業(yè)線等。以洞內(nèi)軌道布置為紐帶，使幾條作業(yè)線在運行尺寸、工作范圍、生產(chǎn)能力等方面合理配套為該研究的重點和難點。經(jīng)過幾年努力，研制出了適用于單線隧道支護作業(yè)的TK-961型濕噴設(shè)備、研制了類似ITC-

312、KL-20ES大能力挖裝機，使用了T12t電瓶牽引機車與14m3梭式礦車新產(chǎn)品，首次在隧道內(nèi)使用43kg/m重軌，建立了單線鐵路隧道快速施工機械配套方案，實現(xiàn)了單口月成洞120-150m的目標(biāo)。

隨后在西康鐵路秦嶺隧道Ⅱ線(長18,456m)施工中，將上述配套方案中的軌距由762mm改為900mm、四軌三線制布置軌道、使用ITC-312大能力挖裝機、14m3以上梭式礦車和大馬力內(nèi)燃機車組成的裝運作業(yè)線；使用具TK-961型濕噴機為主的支護作業(yè)線；采用長管道壓入式通風(fēng)方式等。形成了我國單線鐵路隧道快速施工機械配套模式。具有90年代國際先進(jìn)水平，在隧道施工中發(fā)揮了極其重要的作用。

1.2.3 鐵路雙線隧道全斷面施工機械化模式研制

1982年后，衡廣及大秦鐵路加速修建，大瑤山、軍都山特長雙線隧道建設(shè)中，采用傳統(tǒng)的施工方法和施工機械難已滿足工程建設(shè)要求。為此，引進(jìn)國外先進(jìn)機械和施工技術(shù)進(jìn)行全斷面綜合機械化施工，推動我國隧道新奧法施工技術(shù)、液壓鑿巖技術(shù)和大型輪式隧道施工機械等跨入國際先進(jìn)行列。在引進(jìn)設(shè)備的同時，各專業(yè)廠家采取技貿(mào)結(jié)合或入門費加提成的方式，引進(jìn)了工程機械專有生產(chǎn)技術(shù)111項，到1989年底，其中67項國產(chǎn)化率達(dá)70%以上，不少項目基本實現(xiàn)國產(chǎn)化，其中隧道機械專有生產(chǎn)技術(shù)9項，如H174~H178全液壓鑿巖臺車、COP1038HD液壓鑿巖機等，促進(jìn)了隧道施工機械的研制和發(fā)展。國產(chǎn)配套施工機械主要有鋼模板襯砌臺車、HB30、HB60混凝土泵。引進(jìn)的隧道機械組成了幾條作業(yè)線：由TH286液壓鑿巖臺車、LM1641或CAT966D裝載機、DP205自卸汽車組成挖、裝、運作業(yè)線；由B1.5-

4、Robot75機械手組成的支護作業(yè)線；由國產(chǎn)模板臺車、引進(jìn)的M30混凝土拌合樓、混凝土攪拌輸送車組成襯砌作業(yè)線；另外還配有通風(fēng)機械、注漿機械和找頂反鏟等。大瑤山、軍都山雙線隧道機械化的施工，建立了具有世界先進(jìn)水準(zhǔn)的鐵路雙線隧道機械化施工模式，其月掘進(jìn)和成洞速度達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

2007年以來，正在施工的雅礱江錦屏電站引水隧洞中，發(fā)包人提供承包人全額回購的施工設(shè)備13臺（套），在鐵路雙線線隧道機械化施工橫式基礎(chǔ)上，適當(dāng)變換機械，形成了當(dāng)今最先進(jìn)的隧洞掘進(jìn)機械化模式，該模式由Rocket Boomer353E液壓鑿巖臺車、0.5～1m3長臂挖掘機組成掘進(jìn)作業(yè)線；用CAT980、CAT966胎式正裝側(cè)卸式裝載機、反鏟挖掘機(清底)、大型自卸汽車(20t)等組成裝運作業(yè)線；進(jìn)口錨桿鑿孔臺車(工作高度11m、動力約100kW)、使用水脹式錨桿、Spraymec 7110WPC噴混凝土臺車(35m3/h)組成支護作業(yè)線；襯砌鋼模臺車、砼運輸罐車、砼土泵等組成襯砌作業(yè)線。2鐵路隧道掘進(jìn)機施工法的發(fā)展 2.1國外隧道掘進(jìn)機施工法發(fā)展

掘進(jìn)機是由盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展而來，具有掘進(jìn)、出碴、導(dǎo)向、支護四大基本功能，使隧洞全斷面一次成形。

1851美國工程師設(shè)計了世界上第一臺掘進(jìn)機，由于存在難以克服的刀具問題和其它各種困難，不好與隧道鉆爆法施工相比。直到1952年，美國工程師再次采用滾刀獲得了成功，使掘進(jìn)機在硬巖中的掘進(jìn)速度超過了鉆爆法的掘進(jìn)速度。

現(xiàn)代的掘進(jìn)機采用了機械、電氣和液壓領(lǐng)域的高科技成果，運用計算機控制、閉路電視監(jiān)視、工廠化施作隧道，無論是隧道的一次成型、施工進(jìn)度、施工安全、施工環(huán)境、工程質(zhì)量等方面，還是在人力資源的配置方面都比傳統(tǒng)的鉆爆法施工有質(zhì)的飛躍。

目前，國外掘進(jìn)機技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，有敞開式、單護盾、雙護盾掘進(jìn)機等不同類型，適應(yīng)不同的地質(zhì)條件。德國維爾特公司1999年制造的用于西班牙Paracuellos項目的TBE450/1140H型掘進(jìn)機，直徑為12.35m；德國海瑞克公為馬德里一座隧道提供了一臺雙刀盤土壓平衡盾構(gòu)機，外刀盤直徑達(dá)15.2m；上海長江隧橋工程成功使用2臺德國海瑞克公司生產(chǎn)的世界上最大直徑(15.43m)的泥水平衡式盾構(gòu)等，代表目前大直徑掘進(jìn)的先進(jìn)水平。

經(jīng)過半個世紀(jì)的發(fā)展，國外的掘進(jìn)機制造技術(shù)在以下方面取得了長足進(jìn)步：

(1)掘進(jìn)機在適應(yīng)地質(zhì)條件方面可根據(jù)不同地條件設(shè)計掘進(jìn)機及其后配套設(shè)備系統(tǒng)，并有多種形式的機型供選用；

(2)掘進(jìn)機的直徑范圍也擴大了，從直徑小于1.0m的微型掘進(jìn)機到12.35m左右的大直徑巖石掘進(jìn)機均能生產(chǎn)并投入使用；(3)掘進(jìn)機的一次掘進(jìn)長度可達(dá)20-25km，在更換一次刀盤大軸承及軸承密封后，整機壽命達(dá)40km，有利修建特長隧道；(4)當(dāng)前，有單一圓形斷面、雙圓、多圓斷面、擴孔式掘進(jìn)機和任意斷面的掘進(jìn)機修建巖石隧道；(5)有水平隧道掘進(jìn)機、豎井掘進(jìn)機、斜井掘進(jìn)機；

(6)掘進(jìn)機激光制導(dǎo)和PC控制系統(tǒng)及液壓伺服調(diào)節(jié)技術(shù)也非常成功在掘進(jìn)機上得到應(yīng)用；

(7)滾刀直徑進(jìn)步加大，19英吋(￠483mm)滾刀已投入使用，其單刃滾刀的承載能力達(dá)31t，刀具的破巖能力和使用壽命得以提高；(8)特大型刀盤的分塊設(shè)計、刀盤鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制、刀盤整體熱處理技術(shù)，刀盤、護盾的耐磨保護技術(shù)及耐磨材料的研究成功；(9)大型鑄鋼件的冶煉、澆鑄、質(zhì)量控制和成品檢測技術(shù)，大型焊接件(掘進(jìn)機主梁)的選材、焊接成型工藝、變形控制和質(zhì)量檢測等；(11)可自動延伸的特長皮帶機連續(xù)運渣，使掘進(jìn)速度加快，是鉆爆法隧道施工不可比擬的。2.2國內(nèi)掘進(jìn)機及施工發(fā)展

國內(nèi)全斷面掘進(jìn)機的研究開發(fā)始于1964年。由上?？睖y設(shè)計院機械設(shè)計室、北京水電學(xué)院分別進(jìn)行方案設(shè)計。1965年，掘進(jìn)機的研制列入國家重點科研項目，當(dāng)時的水電部抽調(diào)技術(shù)力量，集中在上海水工機械廠進(jìn)行現(xiàn)場設(shè)計，1966年制造出了1臺直徑3.5m的掘進(jìn)機，先后在云南西洱河水電站引水隧洞進(jìn)行試驗，洞軸地層為花崗片麻巖、石灰?guī)r，抗壓強度為100～240MPa。最高月進(jìn)尺為48.5m。

上海水工廠制造直徑SJ-58型掘進(jìn)機，于1977年4月～1978年4月在云南西洱河水電站的水工隧道中進(jìn)行工業(yè)性試驗，共掘進(jìn)了247.3m。1981年，SJ-58型掘進(jìn)機經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計后，于同年11日25日投入引灤入唐工程古人莊隧道施工，共掘進(jìn)2747.2m，穿越的巖層系白云質(zhì)矽質(zhì)灰?guī)r，最高日進(jìn)尺19.85m，最高月進(jìn)尺201.5m，該工程于1983年3月15日貫通，這是中國第一條用國產(chǎn)掘進(jìn)機施工的中型斷面隧道。

1985年～1992年，天生橋二級水電站引水隧洞工程使用了美國羅賓斯公司制造的開敞式掘進(jìn)機，直徑為10.8m，平均月進(jìn)尺僅65m。

1991年～1992年，引大入秦工程30A號和38號輸水隧洞，總長約17km，相繼采用了美國羅賓斯公司制造的φ5.53m雙護盾掘進(jìn)機施工，平均月進(jìn)尺980m，最高月進(jìn)尺1400m。隨后，引黃入晉工程中使用了5臺羅賓斯、1臺法國法馬通公司制造的雙護盾掘進(jìn)機，開挖了總長為122km的隧道，創(chuàng)造了日掘進(jìn)113m、月掘進(jìn)1637m 的紀(jì)錄。

秦嶺Ⅰ線隧道全長18.456km，采用掘進(jìn)機法和鉆爆法施工，鐵道部1996年引進(jìn)兩臺φ8.8m開敞式掘進(jìn)機，秦嶺北掘進(jìn)機掘進(jìn)隧道5.244km，秦嶺南掘進(jìn)機掘進(jìn)隧道5.621km，1998年平均月進(jìn)度為252.36m，1999年平均月進(jìn)度為290.64m，最高月進(jìn)度為528.48m。

2003年招標(biāo)建設(shè)計的遼寧大伙房水庫引水工程，引水隧道全長85.308km，采用掘進(jìn)機法和鉆爆法施工，使用了3臺φ8.03m開敞式掘進(jìn)機順利完成。

建成的武漢長江隧道是一條雙孔雙向四車道設(shè)計的公路隧道，盾構(gòu)段長2.5公里，2009年4月19日雙線貫通，隧道內(nèi)車行8分鐘即可過江。

上海長江隧橋工程起自浦東五號溝，經(jīng)長興島，止于崇明陳家鎮(zhèn)，全長約25.5公里，其中浦東至長興島為7.5km隧道，建成后，上海市民從市中心乘車只需40分鐘左右就可直達(dá)崇明。隧道成功使用2臺德國海瑞克公司生產(chǎn)的世界上最大直徑(15.43m)的泥水平衡式盾構(gòu)，上行線盾構(gòu)段已于4月23日貫通，下行線盾構(gòu)段到5月底已完成總掘進(jìn)量的85.1%。到2009年6月30日,上行線路面鋪裝總量88.3%，下行線路面鋪裝總量86.1%。

南京長江隧道位于南京長江大橋與三橋之間，連接河西新城區(qū)——江心洲——浦口區(qū)。整個工程通道總長約6.2公里，按6車道快速通道規(guī)模建設(shè)，設(shè)計車速80km/h，盾構(gòu)開挖直徑14.96m。左線于2009年5月20日貫通右線于2009年8月22日貫通。

新建廣深港鐵路客運專線是內(nèi)地聯(lián)接香港的快速通路，線路長度約105km。獅子洋隧道工程為全線控制性工程，全長10.8km，其中盾構(gòu)段長9277m，采用四臺泥水平衡式盾構(gòu)分別從左線、右線兩端工作井相向掘進(jìn)，地中對接、洞內(nèi)解體完成隧道掘進(jìn)。隧道內(nèi)徑9.80m，外徑10.80m，采用“7+1”分塊式的通用契形環(huán)鋼筋砼單層管片襯砌。總工期35個月，目前正順利掘進(jìn)。該工程為目前國內(nèi)最長、標(biāo)準(zhǔn)最高的水下隧道，是廣深港客運專線的控制性工程。

蘭渝鐵路西秦嶺隧道，隧道長28236米，為我國長度第二鐵路隧道，僅次于在建的新關(guān)角隧道。隧道為雙洞單線，由中國隧道集團及中鐵十八局采用兩臺TBM和鉆爆法施工。西秦嶺隧道于2008年8月開工，工期約5年。

西安至成都客運專線前期勘測工作已全部完成，并計劃于2009年底正式開工建設(shè)。西安北至江油段線路建筑長度510公里，其中穿越秦嶺山區(qū)地段線路總長達(dá)到135公里，隧道合計長度高達(dá)127公里，超過10公里的特長隧道就有6座，將釆用掘進(jìn)機法施工。

中國城市地鐵建設(shè)中，將有幾百臺盾構(gòu)機投入掘進(jìn)，有人估計，世界上70％左右的掘進(jìn)機(含盾構(gòu)機)在中國掘進(jìn)。2.3掘進(jìn)機的國內(nèi)外合作生產(chǎn)與施工

國外掘進(jìn)機制造商為了降低制造成本，選擇國內(nèi)的制造廠合作生產(chǎn)掘進(jìn)機及后配套設(shè)備，把一些鋼結(jié)構(gòu)件如刀盤、機架、盾殼、后配套平臺車等鋼結(jié)構(gòu)件交由國內(nèi)的制造廠生產(chǎn)，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造。關(guān)鍵配件由外方制造或采購，運到國內(nèi)組裝。例如：

(1)1996年維爾特公司與鐵道部寶雞工程機械廠合作生產(chǎn)用于秦嶺隧道維爾特TB880E掘進(jìn)機后配套設(shè)備。制造了7號～18號平臺車12節(jié)，20m3出碴礦車26臺。

(2)1998年羅賓斯公司與上海隧道股份有限公司合作生產(chǎn)2臺φ4.84m雙護盾掘進(jìn)機，刀盤、盾殼等結(jié)構(gòu)件由上海制造，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造。其他部件由外方制造或采購后運到上海組裝。1998年底出廠，用于山西引黃入晉南干線工程。

(3)2001年以來中國二重與美國羅賓斯公司合作，為新加坡制造了φ4.2m雙護盾掘進(jìn)機刀盤、盾殼等結(jié)構(gòu)件，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造，其他部件、配件由外方制造或采購后，運到中國第二重型機械廠組裝。2002年7月～2003年3月為云南掌鳩河引水工程制造了φ3.65m雙護盾掘進(jìn)機，該機已于2003年4月在現(xiàn)場完成安裝并投入使用，整機設(shè)備運行良好。(4)2004年羅賓斯公司與大連重工·大連起重集團公司合作生產(chǎn)2臺φ8.03m(MB264—310，MB264—311)開敞式掘進(jìn)機，部分結(jié)構(gòu)件由大重大起公司制造，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造。其他部件、配件由外方運到大重大起公司組裝。2005年用于遼寧省大伙房引水工程掘進(jìn)機一標(biāo)及三標(biāo)。

(5)2004年維爾特公司與河南新鄉(xiāng)中鐵隧道股份有限公司合作生產(chǎn)掘進(jìn)機后配套平臺車的結(jié)構(gòu)件，由維爾特公司提供圖樣及督造，2004年底用于遼寧省大伙房引水工程掘進(jìn)機二標(biāo)。

(6)2004年海瑞克公司與廣州重型機器廠(簡稱廣重)、武漢重型機床廠以及陜西寶雞工程機械廠合作生產(chǎn)一臺直徑6.76m的雙護盾硬巖掘進(jìn)機，主機鋼結(jié)構(gòu)由武漢重型機床廠生產(chǎn)，后配套臺車架由寶雞工程機械廠制造，刀盤由廣重生產(chǎn)，海瑞克公司負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造，其他部件、配件由外方運到廣重，整機組裝在廣重進(jìn)行，2005年用于新疆大坂引水隧洞工程。

2007年8月，北方重工以絕對控股方式，成功并購德國維爾特控股集團公司/法國ＮＦＭ公司，從而擁有了世界隧道掘進(jìn)機知名企業(yè)控股權(quán)。至此，經(jīng)過歷時兩年的精心運作和多輪談判，北方重工對擁有世界隧道掘進(jìn)機知名品牌和核心技術(shù)的德國維爾特控股集團公司/法國ＮＦＭ公司的并購終于落下帷幕。據(jù)透露，并購后德國維爾特控股集團公司/法國ＮＦＭ公司成為北方重工（ＮＨＩ）旗下的ＮＦＭ公司，將作為具有獨立經(jīng)營、自負(fù)盈虧的分公司繼續(xù)運營。

2008年08月，成都南車隧道裝備有限公司與美國羅賓斯公司合作生產(chǎn)的第一臺隧道掘進(jìn)機下線并交付使用，標(biāo)志著中國西部裝備制造企業(yè)首次進(jìn)入隧道掘進(jìn)機制造領(lǐng)域。此次竣工下線的是雙護盾隧道掘進(jìn)機，專門為陜西省南水北調(diào)引紅救濟石工程所生產(chǎn)。該工程年平均引水量1億立方米，有效緩解咸陽、楊凌和西安等城市水資源供需矛盾，改善渭河生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟社會可持續(xù)發(fā)展。南車集團正在合作為西秦嶺隧道、成都地鐵生產(chǎn)隧道掘進(jìn)機和盾構(gòu)機。3隧道施工機械化展望

3.1大量新建隧道需要隧道施工機械化

截至1999年，中國現(xiàn)在有鐵路隧道6876座，總長度為3670公里，中國公路隧道總數(shù)已達(dá)1782座，總長度704公里，分別是改革開放之初的4.7倍和13.5倍，是世界上隧道最多的國家。為適應(yīng)我國國民經(jīng)濟的需要，鐵道部于2004年制定并頒布了《中長期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，規(guī)劃中明確指出到2020年，全國鐵路營業(yè)里程達(dá)到10萬公里。其中“十一五”期間我國在建或開工新建的鐵路隧道超過4000km。為滿足快速增長的旅客運輸需求，建立省會城市及大中城市間的快速客運通道，規(guī)劃“四縱四橫”鐵路快速客運通道以及發(fā)達(dá)地區(qū)城際快速客運系統(tǒng)。建設(shè)客運專線及城際軌道交通1.8萬公里，10km以上的特長隧道比重增加，它的快速施工需要實現(xiàn)機械化。

3.2隧道鉆爆法施工機械化是推廣發(fā)展重點

自液壓鑿巖臺車應(yīng)用隧道施工，隧道鉆爆法施工紀(jì)錄不斷刷新，創(chuàng)造了18個月貫通秦嶺隧道（18.46公里）的奇跡。推廣和創(chuàng)新發(fā)展“新奧法”施工和機械化配套技術(shù)，是實現(xiàn)隧道鉆爆法施工機械化的重點。其中掘進(jìn)機械化，裝-運-卸機械化，錨桿-濕噴砼支護機械化，襯砌(含仰拱)砼施工機械化仍是推廣和創(chuàng)新的重點、難點。

3.3隧道掘進(jìn)機成為重點研制設(shè)備

由于國內(nèi)掘進(jìn)機與國外掘進(jìn)機相比，在機器工作可靠性、自動導(dǎo)向和調(diào)向系統(tǒng)、液壓及伺服系統(tǒng)、刀具及刀具軸承、主機大軸承的設(shè)計與制造、自動控制系統(tǒng)及元件等多方面的差距很大，為滿足當(dāng)前高速鐵路特長隧道建設(shè)需要，我國正與世界知名掘進(jìn)機(含盾構(gòu))制造廠技術(shù)合作，在上海、廣州、沈陽、大連、成都、武漢等地都設(shè)立了本地化生產(chǎn)工廠，為國內(nèi)研制、生產(chǎn)各類隧道掘進(jìn)機及配套設(shè)備。

3.4隧道掘進(jìn)機的發(fā)展趨勢

(1)既要設(shè)計適合復(fù)雜地質(zhì)條件使用的多功能掘進(jìn)機，又要制造用于地質(zhì)條件簡單的、功能單一的掘進(jìn)機。

(2)目前雙線鐵路隧道及公路隧洞因多車道的需要，要求大斷面掘進(jìn)機，直徑20m的掘進(jìn)機正處于“預(yù)研究”階段。大直徑掘進(jìn)機的設(shè)計制造和部件運輸組裝是技術(shù)上的重難點。

(3)未來的發(fā)展趨勢之一是全自動化。掘進(jìn)機的設(shè)計制造在一定程度上反映了一個國家的綜合科學(xué)技術(shù)和工業(yè)水平，體現(xiàn)了計算機、新材料、自動化、信息傳輸和多媒體等的技術(shù)的綜合水平。目前，在辦公室所在地可以直接從計算機屏幕上獲取遠(yuǎn)距離的掘進(jìn)機施工圖像和參數(shù)，并可以發(fā)出指令進(jìn)行控制。

(4)計算機硬件和軟件的迅速發(fā)展，掘進(jìn)機的計算機優(yōu)化設(shè)計和施工系統(tǒng)的開發(fā)也是發(fā)展方向之一。隨著科技的發(fā)展，一門叫做“地質(zhì)機械電子學(xué)”應(yīng)運而生，它把機械原理、電子學(xué)原理和機器人原理應(yīng)用到巖土工程學(xué)中。

(5)TBM導(dǎo)洞擴挖法在特長隧道施工中的研究，即先用小直徑（3.5～5m）TBM開挖導(dǎo)洞，然后用鉆爆法擴挖至設(shè)計斷面的復(fù)合式施工方法。小直徑TBM具備技術(shù)成熟、造價低廉、操作快捷的優(yōu)勢，在高效、低耗、環(huán)保等方面已被證實有突出表現(xiàn)，適宜在眾多山嶺特長隧道施工中采用。意大利自20世紀(jì)80年代初期開始使用這種方法，已有100km以上隧道的建成經(jīng)驗。

作者留言： 學(xué)的是機器制造，干一輩子隧道機械，其志向未變，無怨無悔；

博客格言是“退休繼續(xù)與時俱進(jìn)，年輕心態(tài)延緩癡呆”。主要參考資料：

1、《成昆鐵路(第三冊)隧道》人民鐵道出版社，1979年北京；

2、《中國鐵路隧道史》ISBN：7113052010 中國鐵道出版社 2004-3 第1版；

3、羅朝廷、柴永模、陳永華“隧道施工機械國產(chǎn)化的情況調(diào)查與總結(jié)”，《鐵路隧道及地下工程》科技動態(tài)報告文集，1993年中國鐵道出版社；

4、柴永模 王建宇 “隧道掘進(jìn)機在中國鐵道工程中的應(yīng)用及前景”《建筑機械化》2002年第5期；

5、中國鐵路工程總公司“單線鐵路長隧道快速施工配套技術(shù)與設(shè)備”研究報告，1998年；

6、王新線 雷升祥 柴永?！拌F路客運專線特長隧道的TBM導(dǎo)洞擴挖方案構(gòu)想”《鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計》2006年第12期。

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第三篇：隧道工程機械化施工

隧道機械化施工的認(rèn)識報告

概述

我國鐵路隧道機械化施工是自20世紀(jì)80年代才開始的，以衡廣復(fù)線大瑤山隧道建設(shè)為起點，然后在大秦、南昆、京

九、西康等鐵路建設(shè)中推廣完善，形成了多種機械化施工成套技術(shù)和設(shè)備配套模式?？梢哉f，大瑤山隧道是我國鐵路隧道鉆爆法機械化施工技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志，20世紀(jì)90年代西康鐵路秦嶺特長隧道則是全斷面硬巖掘進(jìn)機(TBM)施工技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志。兩次技術(shù)飛越對我國隧道施工技術(shù)發(fā)展影響甚大。它不僅使隧道施工進(jìn)度明顯加快，而且使人們認(rèn)識到大規(guī)模機械化作業(yè)是今后隧道施工技術(shù)的發(fā)展方向。沒有機械化，就不會有快速施工，就難以在較短時期內(nèi)完成各類大規(guī)模的隧道建設(shè)任務(wù)，這一點目前在鐵路建設(shè)施工企業(yè)中已形成共識。而其他各種施工技術(shù)也必須在機械化條件下來實施，并且要與機械化施工的要求相適應(yīng)才能繼續(xù)發(fā)展下去。

21世紀(jì)是隧道與地下工程更加迅速發(fā)展的世紀(jì)。未來20年，我國交通隧

道的工程規(guī)模將越來越大，技術(shù)難度也越來越高。為加快工程建設(shè)，必須迅速提高機械化施工技術(shù)水平，推進(jìn)國產(chǎn)化裝備的技術(shù)進(jìn)步。

近年來，隧道的施工日漸增多,隧道施工突出“長”、“快”的特點。隧道施工是線路施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，往往影響整個工程的進(jìn)度。因此，如何采用合理優(yōu)化的技術(shù)方案, 選用適當(dāng)?shù)氖┕C械用于配套施工，已成為隧道施工中的核心所在。

一、隧道機械化施工設(shè)備的原則

修建隧道所用的工程機械設(shè)備，分為通用機械和隧道專用機械。前者如空氣壓縮機、混凝土攪拌機、水泵等；后者按施工工序又可分為開挖機械、裝運機械、噴錨機械和襯砌機械等。隧道施工所用的機械應(yīng)具有以下特點：第一，機械輪廓尺寸符合隧道內(nèi)施工場地和空間凈空的要求；第二，運輸工具便于裝卸和調(diào)車等操作，以提高運輸效率；第三，設(shè)備動力裝置排放的氣體應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；第四，符合地下工程施工技術(shù)安全的要求。

隧道和地下工程的施工方法基本分為兩大類，即鉆爆法和掘進(jìn)機法，目前國內(nèi)山嶺隧道多采用鉆爆法施工。隧道鉆爆法施工時，用氣腿式鑿巖機或鑿巖臺車鉆孔，人工裝藥爆破后，多采用大型裝載機配合自卸汽車出碴，即無軌運輸方

式。目前長大隧道常用的是無軌運輸，特別是公路隧道，因斷面較大，基本全部采用無軌運輸。斷面較小時，若采用裝載機裝車?yán)щy時多用有軌運輸，一般用風(fēng)動或電動裝碴機，將碴裝入斗車、槽式列車或梭式礦車內(nèi)，由電瓶車牽引出碴。目前，隧道內(nèi)壁均采用復(fù)合襯砌，復(fù)合襯砌就是用噴射砼及鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)等組合作為初期支護，采用模板臺車澆筑二次襯砌砼。初期支護與二次襯砌間一般設(shè)防水層，在石質(zhì)較好的情況下也可采用噴射砼做襯砌。隧道全斷面的襯砌施工采用模板臺車，由混凝土攪拌站拌合的混凝土，經(jīng)混凝土輸送車或混凝土輸送泵送達(dá)襯砌工作面。

隧道施工中的輔助工作，如供應(yīng)壓縮空氣、排水、供電等均采用通用機械。隧道施工通風(fēng)多采用軸流式通風(fēng)機。在有瓦斯地段，除加強通風(fēng)外，應(yīng)采用防爆型機械施工。隧道照明和動力一般采用發(fā)電站和壓縮空氣站供應(yīng)。單坡隧道，一端往往需要設(shè)置強有力抽水設(shè)備。隧道內(nèi)遇有高溫或熱泉時，還需設(shè)置降溫設(shè)備等。

二、隧道鉆爆法機械化施工設(shè)備配套的基本模式

隧道施工的機械配套應(yīng)當(dāng)本著“性能可靠，技術(shù)先進(jìn)，滿足需求，略有儲備”的原則進(jìn)行。一般情況下，施工機械化程度越高，生產(chǎn)效率就越高，施工進(jìn)度也越快，因此在具體工程施工時，應(yīng)盡量選擇性能好、產(chǎn)量高的設(shè)備，且數(shù)量須滿足作業(yè)要求，各種設(shè)備之間互相匹配，防止出現(xiàn)大馬拉小車或小馬拉大車的現(xiàn)象。隧道施工的機械設(shè)備配置主要圍繞3條作業(yè)線進(jìn)行，即挖裝運作業(yè)線、初期支護作業(yè)線和二次襯砌作業(yè)線。除此之外還應(yīng)有風(fēng)水電等保障設(shè)備。2.1挖裝運作業(yè)線

鉆爆法開挖施工中，國內(nèi)目前多采用自制多功能臺架，臺架根據(jù)隧道斷面高度進(jìn)行分層，便于人工鉆孔及噴錨支護操作。臺架上配備多臺風(fēng)動鑿巖機鉆眼，人工裝藥爆破開挖。鉆孔作業(yè)也有采用液壓鑿巖臺車進(jìn)行的。

出碴運輸是鉆爆法施工中設(shè)備配套選擇的關(guān)鍵，目前主要采用的是有軌運輸和無軌運輸兩種方式。有軌運輸對洞內(nèi)的污染少，但專業(yè)設(shè)備多，日常的組織管理、養(yǎng)護、維修復(fù)雜；無軌運輸?shù)脑O(shè)備配備簡單，組織管理相對容易，但洞內(nèi)因內(nèi)燃機械尾氣影響污染較嚴(yán)重，對通風(fēng)能力要求高，且隧道斷面較小時無法采用。

隧道出碴運輸采用無軌運輸方式時，開挖面采用側(cè)翻式裝載機裝碴，大噸位自卸汽車將洞碴直接運至洞外棄碴場；采用有軌運輸方式時，為提高效率，開挖面一般配備自動裝巖設(shè)備。洞內(nèi)鋪設(shè)輕型鋼軌，采用電瓶車牽引大容量自卸礦車將洞碴運出洞外棄碴場，或在洞口采用裝載機配合自卸車二次倒運至棄碴場。

長大隧道由于受施工工期的限制，多采用輔助坑道進(jìn)行施工，一般為斜井和橫洞。斜井和橫洞的施工與正洞類似，出碴運輸多采用無軌運輸，但在斜井坡度過大、無法采用無軌運輸時采用有軌運輸。特殊情況也可在正洞用無軌運輸，斜井段采用有軌運輸，需要在斜井底將洞碴倒運至側(cè)卸式礦車，然后由雙鉤大絞車牽引到井口車場后再行倒運。2.2 初期支護作業(yè)線

隧道初期支護設(shè)計一般為錨噴支護，噴射砼施工每個作業(yè)面配備3～4臺砼噴射機。噴射砼拌合采用強制式攪拌機，噴射砼的運輸與出碴運輸?shù)姆绞较?/p>

同，有軌運輸方式可用軌行式罐車，無軌運輸方式可采用自卸汽車或砼罐車運輸。錨桿一般采用風(fēng)動鑿巖機成孔，人工安設(shè)，也可采用專業(yè)的錨桿機施工。2.3二次襯砌作業(yè)線

隧道二次襯砌施工，一般在洞外設(shè)置自動計量拌和站生產(chǎn)砼，有軌運輸時采用軌行式輸送車，無軌運輸時采用砼罐車。每臺模板臺車配備2臺砼輸送泵，1臺澆注砼，1臺備用。每個輸送泵配備300 m左右的輸送管。二襯砼施工采用液壓式整體模板臺車，沿鋪設(shè)的軌道行走，長度一般有9 m和12 m．另外每臺模板臺車配備1個簡易臺架進(jìn)行灌注前的防水板安裝。

三、隧道的施工機械實例

目前正在建設(shè)中的太古高速公路中的西山特長隧道長13.63 km，是整個項目的控制性工程。隧道穿越多條斷層破碎帶，施工難度大，建設(shè)工期為3年。為了確保施工進(jìn)度要求，每次開挖掘進(jìn)必須在4 h以內(nèi)完成，每循環(huán)進(jìn)尺為2.4 m.每個鉆孔約需15 min，一共180個鉆孔，所以在該斷面需要配置13臺YZ-28型氣腿式鑿巖機在3臺階上同時進(jìn)行孔施工，3個臺階同時完成鉆孔施工一共需要210 min，滿足要求。鉆孔完成后進(jìn)行炸藥的裝填，約需1 h.隨著洞身的縱向加深，工區(qū)掘進(jìn)任務(wù)單線多于4 000 m，為了保證氣腿式鑿巖機的充足動力，洞口空壓站配備了20 m3/min電動空壓機10臺以提供高壓風(fēng)，目前單線施工開啟4～6臺。3.1出碴

由斷面積可知每一循環(huán)進(jìn)尺2.4 m共產(chǎn)生虛碴約為315.2 m3，由于碴場離隧道口約1 000 m左右，加上連續(xù)不斷爬坡，坡度達(dá)13.6%，為了能夠在3 h以內(nèi)出完，所以出碴采用1臺CAT320D挖掘機和1臺小松WA380側(cè)卸裝載機同時進(jìn)行裝碴作業(yè)，并由8臺北方奔馳ND3260SIF/19 t自卸車運到碴場，共歷時2.5 h.3.2 初期支護

初期支護主要是進(jìn)行工字鋼鋼架的架立，鋼筋網(wǎng)片焊接，錨桿的打設(shè)，由15名工人3臺階同時進(jìn)行，用時2 h.隨后由12名工人進(jìn)行噴射早強混凝土施工 用時2 h.經(jīng)過以上主要4道工序，歷時12 h可以完成開挖一個循環(huán)，所以一天24 h不間斷施工可以保證2個循環(huán)，進(jìn)尺共4.8 m.3.3襯砌施工

配備2臺1000型和1臺750型混凝土拌合站。4臺沃爾沃混凝土運輸車。隧道襯砌采用12 m長的液壓模板臺車施工，砼運輸采用沃爾專用混凝土運輸車運輸，從攪拌機卸出到澆灌完畢的延續(xù)時間不超過120 min.混凝土攪拌運輸車在運輸途中，拌筒應(yīng)保持3～6 r/min的慢速轉(zhuǎn)動。一般12 h左右澆注一板二襯混凝土。

四、隧道機械化施工設(shè)備配套的保障措施

機械設(shè)備是施工生產(chǎn)的三大要素之一，也是確保工程按期完成的關(guān)鍵所在。為此，應(yīng)根據(jù)工程任務(wù)量和工期要求，在配齊、配足各種機械設(shè)備（含車輛）的同時，備足備用和替換設(shè)備，做好相應(yīng)的保障措施。首先，項目經(jīng)理部均成立設(shè)備管理領(lǐng)導(dǎo)小組，隊設(shè)專職設(shè)備管理員。負(fù)責(zé)機械設(shè)備管理、調(diào)配、考評及負(fù)責(zé)設(shè)備保養(yǎng)、維修等日常工作。其次，要加強設(shè)備日常管理工作，落實設(shè)備管理責(zé)任制，所有設(shè)備操作員做到持證上崗。同時，還要加強機械設(shè)備維護保養(yǎng)工作，通過日常的維修保養(yǎng)，充分提高設(shè)備的完好率和利用率。上場的機械設(shè)備的完好率確保100%.再次，對于備用設(shè)備和替換設(shè)備（已包括在擬投入主要機械設(shè)備表內(nèi)），應(yīng)按封存標(biāo)準(zhǔn)封存，并進(jìn)行輪換保養(yǎng)，備用發(fā)電機安裝就位，確?？呻S時啟用。對于替換下來的機械設(shè)備，應(yīng)立即組織搶修，達(dá)到完好標(biāo)準(zhǔn)后封存，使備用和替換設(shè)備與正常投入施工的機械設(shè)備同時進(jìn)場。

總之，對于長大隧道施工，機械設(shè)備的選型與配套是其施工成敗的最主要因素之一。它不僅關(guān)系到施工的速度，而且影響到安全、質(zhì)量和效益。因此要特別重視機械設(shè)備的選型和互相之間要匹配作業(yè)，選擇時要因地制宜，結(jié)合具體情況綜合考慮。唯有如此，才能真正提高長大隧道的施工效率和施工水平。

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第四篇：鐵路隧道綜合接地系統(tǒng)施工

綜合接地系統(tǒng)

1綜合接地系統(tǒng)設(shè)計原則

1.綜合接地系統(tǒng)工程的作用是根據(jù)鐵路等級，不同地區(qū)，不同設(shè)備，因地制宜采取防護措施，達(dá)到保護人身安全何設(shè)備安全的要求，遵循以人為本，系統(tǒng)優(yōu)化，綜合防護的原則，加強總體協(xié)調(diào)，全面規(guī)劃，統(tǒng)籌考慮。

2.距離觸網(wǎng)帶電體5m范圍以內(nèi)的金屬和需要接地的設(shè)施、設(shè)備應(yīng)接入綜合接地系統(tǒng)中。

3.距離線路兩側(cè)20m范圍內(nèi)的鐵路設(shè)備房屋的接地裝置因接入綜合接地系統(tǒng)。

4.不便與鐵路綜合接地系統(tǒng)等電位連接的第三方設(shè)施（路外公共建筑物。公共電力系統(tǒng)、金屬線等設(shè)施）必須采取可靠的隔離或絕緣等措施。

5.綜合接地系統(tǒng)由貫通地線、接地裝置和引接線等構(gòu)成。

6.在綜合接地系統(tǒng)中，建筑物、構(gòu)筑物及設(shè)備在貫通地線接入處的接地電阻不大于1Ω。

7.貫通地線應(yīng)耐腐蝕并符合環(huán)保要求，環(huán)保性能滿足國家對土壤環(huán)境質(zhì)量要求的有關(guān)規(guī)定。

8.沿線電力變、配電所、牽引變電所及建筑物。構(gòu)筑物按照各專業(yè)要求設(shè)置接地裝置后，可就近接入綜合接地系統(tǒng)。

2隧道綜合接地原則

1.貫通地線的設(shè)置應(yīng)便于設(shè)備就近接入和施工。

2.隧道內(nèi)接地裝置應(yīng)優(yōu)先利用隧道襯砌的結(jié)構(gòu)鋼筋作為自然接地體，當(dāng)自然接地體的電阻達(dá)不到要求的時候應(yīng)增加人工接地體。

3.襯砌內(nèi)的接地鋼筋應(yīng)充分利用其結(jié)構(gòu)鋼筋，原則上不再增加專用的接地鋼筋；并在襯砌內(nèi)預(yù)埋外聯(lián)接地端子；接地裝置應(yīng)與貫通地線可靠連接。

4.隧道內(nèi)兼有接地功能的結(jié)構(gòu)鋼筋和專用接地鋼筋應(yīng)滿足：接觸網(wǎng)短路電流Ik≤25KA時，鋼筋截面不小于120mm2；接觸網(wǎng)短路電流Ik>25KA時,鋼筋截面應(yīng)

不小于200 mm2。當(dāng)鋼筋截面不滿足要求時，可將相鄰的二根結(jié)構(gòu)鋼筋并接使用，使總截面積不小于120mm2或200 mm2。

5.隧道內(nèi)接地鋼筋之間要求可靠連接，保證電氣連接。

3隧道內(nèi)綜合接地施工措施

1.隧道地段貫通地線鋪設(shè)在兩側(cè)的電力電纜槽內(nèi)，并采取砂防護措施，接地裝置充分利用隧道的初期支護桿、鋼架、鋼筋網(wǎng)或底板鋼筋。

2.在兩側(cè)通信信號電纜槽的線路側(cè)外緣各設(shè)一根綜合接地鋼筋，每100m斷開一次。用于隧道內(nèi)接地極、接觸網(wǎng)絡(luò)來保護接地及接地鋼筋間的等電位連接。

3.隧道二次襯砌中的接地鋼筋設(shè)置。

①二次襯砌中有結(jié)構(gòu)鋼筋的隧道：

a.利用二次襯砌的內(nèi)層縱、環(huán)向結(jié)構(gòu)鋼筋作為接觸網(wǎng)絡(luò)保護接地鋼筋； b.接觸網(wǎng)線垂直向上在拱頂?shù)耐队熬€兩側(cè)，以0.5m為間隔，各選3根縱向結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋；

c.上述投影線兩側(cè)各1.5m外的其他位置，以1m為間隔，選擇縱向結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地鋼筋；

d.在每個臺車位（作業(yè)段）中部選一根環(huán)向結(jié)構(gòu)鋼筋作為環(huán)向接地鋼筋，環(huán)、縱向接地鋼筋間可靠焊接；縱向接地鋼筋在作業(yè)段間可不連接；

e.每個作業(yè)段內(nèi)的環(huán)向接地鋼筋與兩側(cè)通信信號電纜槽靠線路側(cè)外緣的縱向接地鋼筋連接；

②二次襯砌中無結(jié)構(gòu)鋼筋的隧道，除接觸網(wǎng)基礎(chǔ)接地外，不再單獨考慮接地鋼筋設(shè)置。

③線路兩側(cè)的貫通地線通過隧道內(nèi)環(huán)向接地鋼筋實現(xiàn)橫向連接。

4.隧道接地極設(shè)置：

①IV、V級圍巖隧道，利用系統(tǒng)錨桿、鋼拱架（或鋼網(wǎng)片）作為接地極； ②Ⅲ級圍巖隧道，利用系統(tǒng)錨桿和專用環(huán)向接地鋼筋作為接地極（接觸網(wǎng)基礎(chǔ)接地）；

③Ⅱ級圍巖隧道，利用隧道底板的下層結(jié)構(gòu)鋼筋最為底板接地級；

④錨桿接地極以約一個臺車長度為間隔設(shè)置，用作接地極的錨桿環(huán)向間距要求為2倍錨桿長度；接地錨桿與鋼網(wǎng)片、鋼拱架或?qū)Ｓ铆h(huán)向接地鋼筋可靠焊接；

在與兩側(cè)電纜槽外緣的縱向接地鋼筋連接；

⑤隧道底板接地極按照1m間隔選用底板結(jié)構(gòu)鋼筋作為接地極鋼筋，即在隧道底板的底層形成一個1m×1m的單層鋼筋網(wǎng)；中部“十字”交叉的兩根鋼筋上的網(wǎng)格節(jié)點要求施以“L”型焊接，其他節(jié)點綁扎；底板接地鋼筋網(wǎng)按照一個臺車位的長度考慮，間隔一個臺車位設(shè)置一處。

5.接地鋼筋間的連接：

隧道內(nèi)的錨桿接地極、底板接地極和二次襯砌內(nèi)的接地鋼筋等接地裝置均應(yīng)通過連接鋼筋與兩側(cè)電纜槽靠線路側(cè)外緣的縱向接地鋼筋連接，再通過電纜槽接地端子接入綜合接地系統(tǒng)；

6.接地端子設(shè)置：

①隧道內(nèi)均采用橋遂型接地端子，不銹鋼材質(zhì)。

②從隧道進(jìn)口2m處開始，在兩側(cè)電力電纜槽底部，每間隔100m設(shè)置一個接地端子，小于100m的隧道在中部設(shè)一處，接地端子供隧道接地設(shè)置與貫通地線的連接。

③從隧道進(jìn)口2m處開始，在兩側(cè)通信信號電纜槽靠線路側(cè)壁上，每間隔50m設(shè)置一個接地端子，小于50m的隧道在中部設(shè)一處，接地端子供軌旁設(shè)備，設(shè)施接地。

④在每個專用洞室、變壓器洞室兩側(cè)壁下部設(shè)置接地端子，供洞室設(shè)備及設(shè)施接地。

⑤上述所有的接地端子均通過連接鋼筋與電纜槽外緣的縱向接地鋼筋連接。⑥接觸網(wǎng)基礎(chǔ)采用后植入安裝方式，在安裝基礎(chǔ)的位置預(yù)埋接地端子，接地端子每隔約300m預(yù)留1處（每處預(yù)留2個），長度小于300m隧道預(yù)留1處（每處預(yù)留2個）,具體位置詳見接觸網(wǎng)相關(guān)圖紙，接地端子與二次襯砌內(nèi)的環(huán)向或縱向接地鋼筋焊接。

⑦在工程允許的情況下，接地端子也可根據(jù)設(shè)備、設(shè)施的接地需要來確定預(yù)埋的里程，以達(dá)到最佳接地性能并方便工程實施和管理。

⑧隧道內(nèi)接地鋼筋、接地錨桿、接地鋼拱架（鋼網(wǎng)片）、接地連接鋼筋間均須可靠焊接。

7.隧道內(nèi)各專業(yè)接入綜合系統(tǒng)的地線種類

①信號：沿線信號設(shè)備（所有相關(guān)金屬設(shè)備外殼）的安全地和屏蔽地、工作

地等。

②通信：沿線漏泄電纜懸吊鋼索、通信電纜金屬外皮等的屏蔽地線，通信設(shè)備接地，避雷器的安全接地。通信站、微波站、無線基站在滿足綜合接地總體設(shè)計原則時，可介入綜合接地系統(tǒng)。

③電力：電力電纜的金屬外皮屏蔽地線，電力變壓器中性點接地線及設(shè)備外殼接地線。

④電氣化：接觸網(wǎng)的回流線（或PW）接地。

⑤其他：沿線信息化系統(tǒng)設(shè)備的安全地線和屏蔽地線、工作地線、無蹅軌道板、隧道內(nèi)非預(yù)應(yīng)力鋼筋接地；沿線距接觸網(wǎng)帶電體5m范圍內(nèi)金屬構(gòu)件的防感應(yīng)接地。

8.工藝要求

①接地端子應(yīng)直接灌注在電纜槽或其他混凝土制品中。接地端子采用不銹鋼制造、不銹鋼材料的成分應(yīng)滿足Cr≥16%、Ni≥5%、Mo≥2%、C≤0.08%，如GB00Cr17Ni14Mo2.接地端子的端子孔規(guī)格為M16，并應(yīng)配置防異物堵塞的端子空塞，方便開啟。

②接地連接線宜采用不銹鋼連接線，由鋼絲繩、二個線鼻以及二個配套的防盜螺栓（每個螺栓上應(yīng)配兩個平墊圈和一個彈簧墊圈）組成。鋼絲繩采用直徑不大于1mm的不銹鋼絲制造，總截面不小于200m㎡（Ik>25KA）或120m㎡(Ik≤25KA).線鼻與鋼絲繩的連接處應(yīng)能承受5KN的拉力且3min不得松動和斷股。如接地設(shè)備有特殊規(guī)定，應(yīng)根據(jù)相關(guān)設(shè)備要求選用接地連接線。

③引接線和設(shè)備的連接，可焊接或螺栓連接，用螺連接時應(yīng)采取防松措施。④貫通地線采用35 m㎡銅纜，其連接和“T”形分支引接，采用銅制“C”形壓接件進(jìn)行連接，貫通地線與接地端子間的連接采用壓接并栓接。壓接壓力不小于12t，并且地下連接處應(yīng)采取防腐措施。

⑤貫通地線要求盡可能直，禁止形成環(huán)狀；隧道，路堤、路型、橋梁間的過渡地段貫通地線應(yīng)平順連接。

⑥接地鋼筋間應(yīng)采用搭接焊工藝。焊接要求：雙邊焊搭接長度不小于55㎜；單邊焊搭接長度不小于100㎜；焊縫厚度不小于4㎜.鋼筋間十字交叉時采用直徑14㎜（IK≤25KA）或16㎜(Ik>25KA)的“L”行鋼筋進(jìn)行焊接（焊接長度同前）。

⑦對施工中外露的接地鋼筋進(jìn)行防腐處理，采用外涂瀝青，外包聚氯乙烯，聚苯乙烯帶的方式。

⑧安裝有避雷器的接觸網(wǎng)支柱，通信，信號等弱電系統(tǒng)不與其共用接地點，強、弱電設(shè)備接地點間隔要求不小于20 m。

4隧道內(nèi)預(yù)埋槽道施工措施

1、預(yù)埋槽道設(shè)計說明

①接觸網(wǎng)懸掛安裝采用錨桿槽道形式進(jìn)行預(yù)留。

②在懸掛預(yù)埋的斷面內(nèi)，槽道的錨桿應(yīng)與結(jié)構(gòu)鋼筋或結(jié)構(gòu)加強鋼筋焊接固定。

③所有槽道的預(yù)埋金屬體應(yīng)接地連接。

④預(yù)埋點具體里程與隧道施工縫統(tǒng)一布置，同時應(yīng)滿足接觸網(wǎng)懸掛點跨距等布置要求。

⑤預(yù)埋槽道分別位于隧道拱頂，兩側(cè)拱腰及右側(cè)邊墻，同時分為弧形和直形槽道；長度為1.5m和2.5m不等。在襯砌混凝土澆筑塊前后兩端等距布置。

2、預(yù)埋槽道安裝

①槽道定位準(zhǔn)備，檢查槽道內(nèi)的發(fā)泡填充物的完整狀態(tài)。

②根據(jù)臺車模板上槽道的設(shè)計要求位置，在臺車模板上開螺栓二次定位安裝長孔，槽道兩端各設(shè)一個固定點，隧道頂部槽道設(shè)置三個固定點。盡量減少模板開孔數(shù)量，開孔位置盡量避開臺車支撐固定點、結(jié)構(gòu)連接處，嚴(yán)格控制與臺車邊緣的距離。

③綁扎第二層鋼筋后，根據(jù)設(shè)計要求測量出槽道預(yù)埋位置，于鋼筋網(wǎng)外側(cè)將事先焊接好的成組槽道就位。槽道后錨桿與短鋼筋綁扎在鋼筋網(wǎng)上，且與隧道接地鋼筋焊接牢固，錨桿與鋼筋網(wǎng)發(fā)生沖突時不得隨意切割錨桿。隨后將槽道與模板固定點位置(開孔位置)的發(fā)泡填充物扣除。

④襯砌臺車移動到指定位置后，通過二次定位孔，找到并調(diào)整槽道位置。一根槽道用一個順線路開孔，一個垂直線路開孔固定及進(jìn)行調(diào)整。

⑤將“T”型螺栓穿過二次定位長孔，放入槽道，旋轉(zhuǎn)90度，開孔封堵的鋼板安裝在“T”型螺栓上，擰緊螺母，讓槽道緊貼模板，進(jìn)行二次精確定位。模板上的二次定位孔需封堵密實，確保襯砌混凝土澆筑質(zhì)量。

⑥襯砌脫模：“T”型螺栓螺母松開后，取出螺栓，收回模板脫模。槽道固定點處重新回填發(fā)泡填充物，做好后續(xù)工作養(yǎng)護。

第五篇：鐵路隧道施工安全控制措施和建議

鐵路隧道施工安全控制措施和建議

1、前言

當(dāng)前，隨著新一輪鐵路客運專線的開工，長大隧道和高風(fēng)險隧道的修建將會越來越多，隧道施工中存在的安全隱患應(yīng)引起施工設(shè)計的高度重視，采取有效的管理和技術(shù)措施避免事故的發(fā)生是隧道工作者最為關(guān)心的問題。本文針對鐵路隧道的施工，從安全控制制度、安全風(fēng)險評估、造價人才網(wǎng)施工技術(shù)方案選擇、科技（施工方法）創(chuàng)新、安全生產(chǎn)投入和規(guī)范管理等六個方面談一些建議，以期對復(fù)雜地質(zhì)和高風(fēng)險隧道的施工設(shè)計起到指導(dǎo)作用。

2明確責(zé)任，健全機制，從制度上確保隧道施工安全

2.1建立健全安全責(zé)任體系和管理制度

（1）健全責(zé)任體系，建立安全生產(chǎn)責(zé)任制，做到“領(lǐng)導(dǎo)認(rèn)識到位、管理到位、責(zé)任到位”，確?！邦I(lǐng)導(dǎo)重視，部門協(xié)調(diào)，層層把關(guān)，人人負(fù)責(zé)”的責(zé)任體系落實到現(xiàn)場，形成一個“人人講安全、事事為安全、時時想安全、處處要安全”的良好施工氛圍；

（2）加強管理，貫徹“安全第一，預(yù)防為主”的方針，堅持“領(lǐng)導(dǎo)是關(guān)鍵，教育是前提，設(shè)施是基礎(chǔ)，管理是保證”的做

3.1突出重大施工技術(shù)方案和關(guān)鍵施工工序?qū)彶橹贫?/p>

突出重大施工技術(shù)方案和關(guān)鍵施工工序的審查對確保隧道施工安全具有重要的意義，根據(jù)隧道的地質(zhì)特點和工期，對洞口施工、淺埋偏壓段施工、斷層破碎帶、巖溶、巖爆、突泥突水段、有害氣體段、客專大斷面軟巖斜井進(jìn)入正洞挑頂、正洞施工方法等重點和關(guān)鍵施工技術(shù)方案以及CRD法或CD法的中壁拆除、開挖、支護、防排水、襯砌等關(guān)鍵工序，在施工前要組織設(shè)計、監(jiān)理、施工等單位的專家進(jìn)行審查，集中集體智慧，發(fā)揮專家的技術(shù)優(yōu)勢和經(jīng)驗，對施工方案進(jìn)行完善，為安全施工提供可靠的技術(shù)支撐。

3.2實行隧道施工安全風(fēng)險評估，建立安全預(yù)案和專家咨詢制度

在隧道施工中，常見的施工安全風(fēng)險（或危險源）有不良地質(zhì)、地質(zhì)災(zāi)害、有害氣體及高溫、慣性事故等。不良地質(zhì)有淺埋、斷層、溶腔、巖堆、滑坡、膨脹土（巖）、擠壓性地層、高水壓富水等；地質(zhì)災(zāi)害有巖爆、巖溶、突泥涌水，暗河等；常見的有害氣體多為可以燃燒和爆炸的瓦斯與天然氣，以及有毒的硫化氫氣體等；隧道高溫則是因隧道較長、埋深較大所產(chǎn)生的比正常高的溫度；慣性事故多出于隧道坍塌、爆破作業(yè)、機械傷害、施工用電以及爆破后的危石傷人等。

在隧道施工前，對隧道的不良地質(zhì)和可能存在的地質(zhì)災(zāi)害，組織專家進(jìn)行風(fēng)險評估，實施隧道風(fēng)險等級管理，建立針對性

（3）洞口段二襯及洞門應(yīng)盡早施作，而襯砌臺車更應(yīng)及早定制并使用，以確保洞口安全。

4.2突出超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報的先導(dǎo)作用，為隧道安全施工提供可靠的技術(shù)支持

（1）根據(jù)不同的地質(zhì)條件和隧道施工安全風(fēng)險等級的劃分，采用綜合的超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報手段（物探、鉆探），及時準(zhǔn)確提供預(yù)測預(yù)報結(jié)果，及時調(diào)整開挖方法、支護參數(shù)，規(guī)避施工災(zāi)害、降低工程風(fēng)險，保證隧道的施工安全。

（2）將超前地質(zhì)預(yù)測預(yù)報和掌子面地質(zhì)描述納入正常施工工序，按照“物探先行、綜合驗證，有掘必探，先探后掘”的原則組織施工。

（3）施工前對地表構(gòu)筑物、水池、河流、溝谷、深大陷穴、地質(zhì)變化界等進(jìn)行調(diào)查、分析和判識，及時改進(jìn)施工設(shè)計方案，加強安全措施。

4.3選擇合理的施工技術(shù)方案，規(guī)范關(guān)鍵工序的施工，是確保隧道施工安全的核心

隧道洞口段、淺埋段、偏壓段、軟弱圍巖段和大斷面黃土隧道，合理的施工方法和設(shè)計參數(shù)以及關(guān)鍵工序的施作到位是控制隧道施工安全的核心。

（1）選擇合理的開挖方法和支護參數(shù)。按設(shè)計要求、斷面

支護、短開挖；少擾動（弱爆破）、強支護；早封閉、實回填；嚴(yán)治水、勤量測”原則組織安全施工，同時對地表坑穴進(jìn)行回填，并做好地表的防排水工程。

當(dāng)掌子面處于土石或軟硬分界時，應(yīng)對土質(zhì)（軟巖）部分先開挖、支護，并將支護立于巖石（硬巖）上，然后再進(jìn)行巖石（硬巖）部分施工（弱爆破、短進(jìn)尺），嚴(yán)禁采用爆破開挖巖石（硬巖）方法使土質(zhì)（軟巖）部分自然坍落的做法（易造成坍塌）。

（4）富水巖溶隧道的施工，當(dāng)需要保護地表的生態(tài)平衡時，采用“堵水限排”的設(shè)計理念，按照“先探水、預(yù)注漿、后開挖、補注漿、再襯砌”的原則組織施工，降低安全風(fēng)險，保護生態(tài)環(huán)境。

4.4強化監(jiān)控量測指導(dǎo)隧道安全施工的作用

對淺埋隧道地表、軟巖隧道、黃土隧道開挖后要及時進(jìn)行變形監(jiān)控量測，要將其納入到正常的工序管理中，要強化監(jiān)控量測的指導(dǎo)作用。通過量測及時對圍巖變形段的變形速率、變形值和變形規(guī)律進(jìn)行分析，對圍巖穩(wěn)定性提出報告，為調(diào)整支護參數(shù)（如調(diào)整預(yù)留沉落量、錨桿數(shù)量、噴砼厚度、鋼拱架間距等）提供充分依據(jù)，確保初期支護方案的安全可靠，同時也為二襯的施作及加強（變形穩(wěn)定前施作）提供可靠的信息，確保隧道的建設(shè)質(zhì)量和施工安全。

富水黃土隧道，及時歸槽引排洞內(nèi)積水，要注重初期支護和二襯背后的回填注漿，防止型鋼拱架背后和二襯拱部空隙常年積水和流水，掏空黃土而形成大空洞。

黃土隧道洞頂?shù)乇砹芽p采用三七灰土換填夯實封閉，防止雨水下滲；對地表陷穴提前夯填；完善淺埋段地表的截排水溝設(shè)施，對淺埋段有條件時地表采用全封閉防水處理措施。

（6）規(guī)范隧道防水板、止水帶的施工工藝，加強施工質(zhì)量控制，嚴(yán)禁襯砌后還出現(xiàn)滲漏水，影響運營安全。

5、注重科技攻關(guān)和創(chuàng)新，積極推廣和探索隧道施工新方法

長大隧道和地質(zhì)復(fù)雜的隧道，一般都是全線控制工期的重點工程，加快重點隧道工程的進(jìn)度是實現(xiàn)全線工期目標(biāo)的關(guān)鍵，依靠科技攻關(guān)和創(chuàng)新，在確保安全和質(zhì)量的前提下，積極推廣和探索隧道施工新方法以加快進(jìn)度是確保建設(shè)目標(biāo)得以實現(xiàn)的主要措施。

5.1推廣應(yīng)用成熟的施工技術(shù)和工法

成熟的施工技術(shù)和工法都是經(jīng)過實踐證明能有效加快進(jìn)度，保證安全和質(zhì)量的技術(shù)，在隧道施工中要加以推廣應(yīng)用。

5.2加強科技攻關(guān)，提升隧道安全快速施工能力

針對復(fù)雜地質(zhì)條件下施工安全的難題，開展自主和聯(lián)合科

根據(jù)黃土隧道變形觀測以沉降為主，初期支護主要承受豎向荷載的情況，對CRD法的臨時仰拱普遍采用鋼橫撐而未噴砼、對一些只承受豎向荷載的曲墻式中隔壁改為直墻，極大地方便了施工，加快了進(jìn)度。

在淺埋粘質(zhì)黃土隧道施工中，通過規(guī)范管理，CRD法改為弧形導(dǎo)坑臺階法開挖后，在保證 安全質(zhì)量的前提下，平均進(jìn)度提高到了60m/月左右。

在淺埋砂質(zhì)黃土隧道施工中，通過采取仰拱（距掌子面的距離控制在15～20m以內(nèi)）和二襯加強后（距掌子面的距離控制在30～40m以內(nèi)）的緊跟措施，而將CRD開挖法改為弧形導(dǎo)坑臺階開挖法，在確保安全和質(zhì)量的條件下，大大加快了施工進(jìn)度，使開挖進(jìn)度由CRD法的平均25～30m/月，提高到45～50m/月以上。

（3）對于大斷面黃土隧道下穿公（鐵）路段，鄭西客專普遍采用了“長管棚預(yù)加固，雙側(cè)壁導(dǎo)坑開挖，雙層初期支護，二襯緊跟”新的理念和施工方法，有效地控制了施工過程中的地表和洞內(nèi)變形（已施工段地表下沉均能控制在30mm以內(nèi)），保證了公（鐵）路的安全。

5.4積極引進(jìn)新的設(shè)計理念和施工方法

要引進(jìn)目前國外比較成熟的先進(jìn)設(shè)計理念和能保證安全及質(zhì)量的加快施工進(jìn)度的施工方法，即引進(jìn)和普及隧道掘進(jìn)機的施工，以及“新意法”的引進(jìn)和其在軟巖隧道中的廣泛應(yīng)用，1(4)廣泛應(yīng)用信息化和洞內(nèi)無線通訊技術(shù)，嚴(yán)密監(jiān)控隧道的施工安全。

8、結(jié)語

隧道的安全施工管理，一是要加強領(lǐng)導(dǎo)落實責(zé)任，二是要進(jìn)行施工安全風(fēng)險評估，三是要有效落實技術(shù)措施和技術(shù)創(chuàng)新，四是要保證必要的安全生產(chǎn)投入，五是要嚴(yán)格規(guī)范現(xiàn)場管理，六是要正確處理好安全與質(zhì)量、進(jìn)度、成本的關(guān)系。隧道施工中，始終堅持“安全第一，預(yù)防為主”的原則，要堅持重大技術(shù)方案專家審查制度，強化施工過程中的安全預(yù)控，確保大規(guī)模鐵路隧道的修建又好又快又安全的完成，全面提升鐵路隧道的修建技術(shù)和管理水平。