高速公路施工機械選擇與組合策略研究

周 飛，樓樹楨

（浙江交工集團股份有限公司大橋分公司，浙江杭州 310051）

0 前言

就高速公路工程建設而言，機械設備管理是施工管理的重要組成部分，直接影響著工程的順利實施和施工質量。隨著高速公路建設事業不斷發展，各類現代化工程機械得到了越來越廣泛的應用，相應提高了對于高速公路施工機械管理的實際要求。只有科學、系統的進行機械選擇和分配，才能充分發揮不同機械設備的施工優勢，提高施工效率和工程質量，降低施工成本，提高高速公路工程建設的綜合效益。因此，從高速公路工程施工入手，就機械的挑選原則和組合配置方案等進行探討，具有重要的現實意義。

1 工程機械選擇與組合配置原則與分析

1.1 符合工程施工實際要求原則

高速公路工程施工是一項系統、復雜的工作，施工機械作為工程施工的實施主體，在選擇過程中需要全方面考慮工程施工的實際要求，以確保工程的順利進行。同時，高速公路工程的施工環境較為復雜，如軟土路基、基層施工、隧道施工、橋梁施工等施工環境和條件的變化，也會對施工機械提出不同的選擇要求。此外，工作人員還需要進一步考慮到施工空間、現場氣候等客觀因素對機械選擇的實際影響，以確保施工機械的施工效率和使用安全。

1.2 經濟性管理原則

在大市場經濟背景下，高速公路建設市場的競爭壓力日益增大，施工單位只有科學地加強自身造價管理，減低工程施工成本，才能確保工程施工經濟效益的穩定增長。工程機械的使用成本在工程成本中占據較大比重，因此科學、系統的制定機械選擇和組合配置方案，不僅可提高施工效率和施工質量，還可有效降低工程機械方面的施工成本，進而提高工程施工的綜合效益。

以某高速公路工程為例，其路面設計共有瀝青混凝土面層、水穩碎石基層和白灰石底基層，共3層。其中，瀝青混凝土包含2 cm抗滑面層、5 cm中粒式層，以及7 cm粗粒式層，瀝青混凝土層的總厚度約為14 cm，工程量較大，且工期緊迫。為確保工程如期完成，施工單位選擇機械化施工方案進行施工，根據工程實際施工需要，合理搭配攤鋪機和壓路機，其中壓路機分別選用德國HAMM8.4型雙鋼輪振動壓路機、瑞典68BS型雙鋼輪壓路機以及洛陽YZ19型輪胎壓路機，用于初壓機型、復壓機型和終壓機型，同時配置了6輛自卸車，負責瀝青混凝土的施工運輸，進而實現了良好的設備配套關系，有效提高了施工效率、施工質量和施工綜合效益。如果該施工單位未能實現設備間的良好組織選擇，不僅會影響工程施工的順利進行，還會影響工程整體的進度和質量，進而降低工程施工的經濟效益。

1.3 高效性原則分析

高速公路工程項目普遍具有規模大、施工環境復雜等特征，涉及的工程施工機械數量繁多、種類復雜，只有實現不同機械間的良好合作，才能真正發揮機械化施工的優勢，提高工程施工效率和整體質量。因此，施工單位需從高效性的角度出發，對不同機械間的集群作業契合度進行評價，科學確定工程機械的選擇與組合配置方案，以確保整體施工效益。

1.4 保障性原則分析

就高速公路工程施工而言，部分施工項目的施工標準相對較高，對于工程機械的選擇和使用也有著較高且嚴苛的要求。針對此類工程，施工單位應在參考以上原則的基礎上，優先選擇性能優越的機械設備，以確保施工的安全性和可靠性。

2 相關施工機械的組合方案要點探討

高速公路工程，施工機械組合配置方案的最終確定，需要綜合機械數量、類型、性能、環境適應性要求等多方面因素，實際操作過程中，工作人員需重點把握3點內容。

2.1 設備類型的組合要點分析

（1）路基路面工程方面的機械。從高速公路工程機械設備選型配置的角度分析，其最簡單的配置方式，就是依據工程施工基本內容和工序順序要求進行機械配置。就路基工程施工而言，其主要涉及土石方挖運和路基填筑壓實兩方面的施工操作，這一過程中需要的應用的施工機械主要包括挖掘機、裝載機、油錘、平地機、自卸汽車、壓路機等，部分不良路基施工區域還需使用強夯設備、碾壓壓路機等設備進行處理。如果施工存在巖體開挖施工等操作時，還需要鑿巖機、空壓機等設備。高速公路路面施工以基層和面層有關施工作業項目為主，一般要求拌合設備、攤鋪機、運輸車輛，以及壓路機等機械設備。

（2）隧道橋梁工程方面的機械。隧道和橋梁作為高速公路的重要組成部分，對于工程施工機械有著較為特殊的要求。隧道工程方面涉及的工程機械主要包括鉆孔機、盾構機以及攪拌機等，此類機械普遍為大型設備，使用要求和技術較為復雜，在施工應用過程中，通常需配合挖掘機、空壓機、注漿機、運輸車、通風機等機械設備聯合作業使用。橋梁工程主要施工機械有混凝土機械、起重吊裝機械、鋼筋加工機械、裝配支架機械、預應力脹拉設備等。針對橋梁工程上部結構施工，需配置拱橋施工機械、懸索橋施工機械、斜拉橋施工機械等機械設備。針對橋梁基礎工程，還有樁工設備、預制基礎樁設備、泥漿系統等設備。

2.2 機械設備數量及規格配置要點分析

高速公路工程中的施工機械設備數量眾多且種類繁雜，對于設備規格的最終確定，應以工程施工對于設備作業效率及工作性能的實際要求作為評判標準。從工程施工的角度分析，如果不同技術間的經濟效益差異性較小，則應優先選擇相對大型的設備，以提高工程施工效率和施工可靠性。

就機械數量配置而言，機械管理人員需充分考慮到工程量、成本控制、施工進度等要求，科學確定機械數量，重點突出工程的施工任務要求和技術經濟性要求。另外，在工程施工過程中，可能受環境、操作等多方面因素影響，導致設備故障、損壞等問題，而影響施工的順利進行。對此，施工單位應提前做好相應的風險預案，在加強設備維護管理的同時，積極聯系關鍵性施工設備的備用設備，以應對各類施工突發情況，確保施工順利進行。

2.3 內部管理及外部環境背景下的機械組合分析

在高速公路工程機械配置過程中，施工企業應嚴格遵守適用性的配置原則，為達到這一要求，就需要施工單位綜合內部管理和外部環境雙重要求，科學的進行機械的選擇和組合配置工作。從外部環境條件的角度分析，要求施工單位結合工程施工要求選擇機械，進而保障施工的順利實施。例如，在遠距離、高運輸成本的環境背景下，施工單位就應該優先選擇噸位相對較大的運輸車輛，避免選擇小噸位車輛導致成本增加的問題。再如，在潮濕、多雨的環境條件下，施工單位應優先選擇履帶式的施工機械，以避免外部環境對于機械設備的不良影響。從施工內部管理的角度分析，施工單位應根據施工工藝要求、質量要求、進度要求，以及技術與材料間的相關性要求等，科學和有針對性地進行機械配置。以SMA上面層施工作業為例，在選擇壓實機械過程中，應注意不可選擇膠輪壓路機設備，以避免瀝青材料中馬蹄脂的擠出問題。

3 機械組織管理辦法分析

目前，高速公路工程項目中，常用的機械施工組織管理辦法，包括平行作業法、流水作業法、順序作業法以及網絡計劃法等方法，不同的方法具有較明顯的差異性特征。

3.1 平行作業法概述

平行作業法是指以施工作業段落分段為基礎，針對不同分段的實際情況組織施工隊，并各自進行施工作業的組織管理模式。優點是，可以提高工程施工效率，可以有效減少工程施工所需時間。但由于施工現場環境和組織條件較為復雜，在實際應用過程中，也容易導致分段施工質量不均或分段數量過多，造成物資供應不科學等問題。基于平行作業法的優缺點，主要用于施工隊伍較多、機械設備相對充足的公里數較長的高速公路工程中。

3.2 流水作業法概述

流水作業法，是指根據施工工序和工藝要求，將某個工程標段分解為若干施工段，并組織相應的施工隊和施工機械進行施工的管理方式。通常情況下，應用流水作業法需設置路基施工隊、路面施工隊、隧道施工隊，以及橋梁施工隊等，分別針對不同的施工段進行有針對性的專業施工，優點是可保障在時間和空間層面保持連續的施工狀態，進而提高工程的施工節奏。該方法在高速公路工程施工中，應用最為廣泛。

3.3 網絡計劃法概述

網絡計劃法在實際應用過程中，需以施工作業網絡圖作為機械配置管理基礎進行，優點是管理條件、線路清晰，管理人員可根據網絡圖信息，做出針對性的科學配置調整，提高各類機械設備的有效利用率。同時，施工作業網絡圖中對于工程施工中各項作業、工序的制約關系有著明確的標注，管理人員可以有效了解設備的配置情況，進而降低機械配置的整體成本，提高機械配置的科學性和針對性。

4 結語

綜上所述，施工機械管理作為高速公路工程管理的重要組成，直接影響著工程的順利實施和工程質量。因此，施工單位應綜合多方面設備選擇原則，以及設備組織配置要求，科學確定設備選擇和組織配置方案，以提高設備的有效利用率，降低設備配置成本，進而促進我國高速公路建設事業的進一步發展。