鐵路隧道施工設(shè)備配套技術(shù)研究

甄耀珠

摘要：文章基于隧道工程施工安全及施工質(zhì)量的重要性，結(jié)合我國云桂鐵路云南段者茂隧道的施工狀況，分析了鐵路隧道施工設(shè)備配套方案的前期準(zhǔn)備，并在此基礎(chǔ)上，著重對機(jī)械設(shè)備的選型及設(shè)備配套中有待探討的問題進(jìn)行了較為深入的分析和總結(jié)。

關(guān)鍵詞：鐵路隧道；施工設(shè)備；配套技術(shù)

中圖分類號：U216 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-2374（2013）14-0087-02

1 概述

近幾年以來，隨著我國經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，帶來了我國鐵路建設(shè)的大發(fā)展，各種鐵路建設(shè)施工技術(shù)也日益成熟；但是由于我國西部多山區(qū)，鐵路施工隧道工程施工較為普遍，這給我國鐵路的施工安全及質(zhì)量帶來了巨大的挑戰(zhàn)?；诖耍韵聦⒔Y(jié)合我國云桂鐵路云南段者茂隧道的施工狀況，就鐵路隧道施工設(shè)備配套技術(shù)這個(gè)問題進(jìn)行一些

探討。

2 工程基本概況

者茂隧道位于云南省文山州境內(nèi)，全長3875m，單洞雙線隧道，全隧均位于直線上，單面上坡，變坡點(diǎn)為DK452+100，坡度由5‰變?yōu)?5.5‰（南寧至昆明），隧道最大埋深約187m，具體工程數(shù)量如表1所示。

本隧道工程所在地區(qū)屬構(gòu)造剝蝕侵蝕低山地貌，地形起伏大，地面高程1225～1516m，相對高差大于291m，進(jìn)口段地形坡度較緩，自然坡度20°～30°，出口段坡度較陡，自然坡度35°～45°。坡面植被發(fā)育，為封山育林區(qū)。橫向沖溝發(fā)育，基巖零星出露。測段無居民點(diǎn)分布，隧道進(jìn)口交通條件差，出口有簡易公路相通，交通條件一般。

測區(qū)覆蓋層為第四系沖洪積（Q4al+pl）松軟土，坡洪積（Q4dl+pl）粉質(zhì)黏土，坡殘積（Q4dl+el）粉質(zhì)黏土、細(xì)角礫土，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)蘭木組（T2l）砂巖夾頁巖，板納組（T2bc）粉砂巖、砂質(zhì)泥巖夾灰?guī)r；二疊系下棲霞、茅口組（P1q+m）泥質(zhì)灰?guī)r，灰?guī)r，石炭系上統(tǒng)馬平組（C3m）灰?guī)r；中統(tǒng)威寧組（C2w）硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r，斷層角礫巖（Fbr）。

3 隧道工程前期準(zhǔn)備

3.1 施工工區(qū)生產(chǎn)設(shè)施的設(shè)置

根據(jù)施工組織安排，隧道分為進(jìn)口工區(qū)和出口工區(qū)兩個(gè)施工工區(qū)，同時(shí)相向開挖，進(jìn)口工區(qū)承擔(dān)2817m的施工任務(wù)，出口工區(qū)擔(dān)負(fù)施工長度1058m，為反坡施工。在進(jìn)口施工區(qū)和出口施工區(qū)各設(shè)置一些必要的生產(chǎn)設(shè)施，具體如表2所示。

在洞口附近設(shè)置變壓器、空壓房。

3.2 隧道開挖方法的選擇

根據(jù)地質(zhì)和設(shè)計(jì)情況，隧道不同圍巖級別采取不同的施工方法，具體如表3所示。

3.3 關(guān)于出碴方式的選擇

采用自卸車無軌運(yùn)輸與側(cè)卸式裝載車進(jìn)行搭配來作為本工程施工的出碴方式。此外，每個(gè)工區(qū)下設(shè)出碴運(yùn)輸、初期支護(hù)及二次襯砌等七個(gè)作業(yè)隊(duì)，其中出碴運(yùn)輸、初期支護(hù)及二次襯砌這三個(gè)作業(yè)隊(duì)還可以再進(jìn)一步進(jìn)行劃分若干個(gè)作業(yè)組，具體如圖1所示：

圖1 工區(qū)下設(shè)若干個(gè)作業(yè)隊(duì)、

作業(yè)隊(duì)下設(shè)若干個(gè)作業(yè)組示意圖

4 隧道施工主要設(shè)備選型配套方案技術(shù)研究

與其他隧道工程一樣，鐵路隧道工程也是由三條主要作業(yè)線和一條輔助作業(yè)線所構(gòu)成：

4.1 開挖出碴作業(yè)線

本條主要作業(yè)線由以下兩條作業(yè)線所構(gòu)成：

4.1.1 鉆爆作業(yè)線。工作效率高，這是鑿巖臺車的一大特點(diǎn)，但其因具有較大的一次性投入，故具有較高的使用成本，根據(jù)施工單位具體情況，有關(guān)鑿巖臺車的應(yīng)用不列入本工程施工計(jì)劃中；而把自制式多功能臺架應(yīng)用于本工程施工中，并且把作業(yè)平臺分三層，有關(guān)鉆眼及光面爆破開挖這項(xiàng)工作根據(jù)圍巖不同，由若干臺YT28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)來實(shí)施完成。

4.1.2 運(yùn)輸作業(yè)線。每個(gè)工區(qū)配備三臺ZLC50E側(cè)卸式機(jī)用來裝碴，其中一臺用于備用，一臺挖掘機(jī)用于輔助作業(yè)，把碴運(yùn)到棄碴場具體由大噸位自卸汽車來完成，相對固定自卸車車型及裝碴設(shè)備，確保數(shù)量足夠的自卸車，隨著隧道的掘進(jìn)，運(yùn)輸距離增加要適當(dāng)增加自卸汽車的

數(shù)量。

4.2 初期支護(hù)作業(yè)線

把三臺濕噴機(jī)配備于每個(gè)掌子面上，用于初支噴射混凝土；把一套JS750攪拌機(jī)和一套PL1200自動(dòng)計(jì)量配料機(jī)分別配置在洞外，分別用攪拌濕噴料，用兩臺8m3混凝土運(yùn)輸車把濕料運(yùn)進(jìn)洞內(nèi)。

4.3 二次襯砌作業(yè)線

4.3.1 仰拱：對仰拱先進(jìn)行施工并加以填充，接著再對拱墻進(jìn)行施工，施作及填充仰拱過程中，為確保出碴運(yùn)輸不對仰拱施作產(chǎn)生干擾，可在仰拱施工地段設(shè)置仰拱棧橋，這樣可有效提高隧道的施工質(zhì)量。

4.3.2 拱墻：以液壓式整體鋼模襯砌臺車來襯砌拱墻，其長度為12m；配置兩臺，進(jìn)出口工區(qū)各一臺；其他的配工設(shè)備配套情況，具體如表4所示。

二次襯砌作業(yè)線的緊前作業(yè)線是有關(guān)防水層作業(yè)線的鋪設(shè)，并把一臺臺架配置于每個(gè)工作面，以起到工作平臺作用。

4.4 輔助作業(yè)線

這不僅是機(jī)械設(shè)備配套的一個(gè)主要內(nèi)容，同時(shí)還可起到保障作用的效果，特別是在通風(fēng)、供電及供風(fēng)方面，若未合理配置，則對主要作業(yè)線的發(fā)揮將形成極大的制約。

4.4.1 供風(fēng)。根據(jù)相關(guān)量測，一臺YT28風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)每分鐘耗風(fēng)量為4m3，則16臺鑿巖機(jī)（掌子面）一起運(yùn)行需64m3的高壓風(fēng)，注意到隨著管路的加長而帶來耗風(fēng)量的增多以及今后的備用需要，在每個(gè)工區(qū)配置主風(fēng)管直徑為219mm的4臺4L-20/8電動(dòng)空壓機(jī)。

4.4.2 供電。隧道內(nèi)所采用的用電設(shè)備多為中小功率，故不把高壓引進(jìn)隧道內(nèi)；在進(jìn)口工區(qū)洞口安裝一臺800kVA和一臺630kVA變壓器，在出口工區(qū)洞口安裝一臺6300kVA和一臺500kVA及一臺315kVA的變壓器；此外，把一臺300kVW內(nèi)燃機(jī)發(fā)電機(jī)組安裝在每個(gè)工區(qū)，以作

備用。

4.4.3 通風(fēng)。根據(jù)本隧道工程具體情況進(jìn)行計(jì)算，總需風(fēng)量為2600m3/min，如果以人數(shù)來對風(fēng)量進(jìn)行計(jì)算，則每分鐘需風(fēng)量270m3；在實(shí)際當(dāng)中，把2600m3/min這個(gè)最大值用作控制風(fēng)量，再對管路漏風(fēng)進(jìn)行相應(yīng)的折算，可把通風(fēng)機(jī)的總供風(fēng)量求得出來，通過計(jì)算，約為3600m3/min，因此在工程施工過程中，通風(fēng)機(jī)選用SDF-C-N012.5這種型號的，把便于裝卸和維修的直徑為1600mm的PVC拉鏈?zhǔn)杰涳L(fēng)管作為其輸風(fēng)管。

5 結(jié)語

總之，優(yōu)良的隧道施工設(shè)備配套，是快速、高效進(jìn)行高鐵隧道施工的重要基礎(chǔ)；在實(shí)際工程施工中，加強(qiáng)探討和深入研究高鐵隧道施工的設(shè)備配套技術(shù)，以形成一套完整的設(shè)備配套，對于確保工程施工質(zhì)量，并在計(jì)劃工期內(nèi)按時(shí)完成施工工程均具有極其重要的意義。

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（責(zé)任編輯：吳 濤）