單線鐵路隧道機械化配套快速施工組織技術研究

倪 順

中鐵十二局第四工程有限公司 陜西 西安 710021

1 工程概況

某鐵路工程在隧道施工中，類型為單線鐵路隧道，經過勘察，隧道的施工環境為第四系孔隙潛水和積巖裂隙水，在隧道斷裂、褶皺等方面構造較為復雜，包含了IV級圍巖15米，V級圍巖180米，開挖斷面積為40平方米-55平方米，支富水性差異較大。

2 施工中的重點問題

2.1 在進行該隧道項目的施工過程中，通過掌子面通道的開發勘測，經過對二襯設備的選型以及設備中開挖出渣的情況進行詳細的考慮。為適應小斷面隧道施工要求，在進行設備之間配套性的實施問題上進行了合理的布設，選取了鉆巖石開挖仰拱的技術方式，對于開發人員和設備進行了配置，保證仰拱開發時間與鉆眼時間一致。按照設計進行斷面的強度加固方式等，方案制定時，要求臺車制作的設計方案，要考慮臺車自身的剛度，保證掌子面仰拱的正常施工。對于加工方案中二襯臺車的設計制作等進行了解決。通過嚴格的錯車方案，在不影響隧道的快速施工的前提下，要求掘進距離必須超過150米，并且將行走設備的相互影響降低到最低[1]。

3 施工工序組織和機械配套設置

3.1 在進行打眼的設置時，采用光面爆破的方法，選用鉆機的設備、空壓機設備等，依據施工要求，例如每個眼的鉆眼時間設置為20分鐘，計劃達眼放炮時間為300分鐘，鉆機臺數設置為12.5臺，最終選擇了13臺，在多功能作業臺架上進行了鉆機的不舍。空壓機的選擇供風量設置為25立方米每分鐘，故障率降低至最低水平。空壓機的供風率按照0.7計算，最終取得的結果為:空壓機的臺數設置為三臺，但是考慮現場需要備用，則最后確定空壓機的數量為四臺。

3.2 在裝運過程中，主要的設備選型包含了自卸汽車等。選型上根據單線隧道的特點，運用裝載機裝渣自卸汽車運輸。

根據隧道的斷面平方數字，每循環進尺3米，則考慮1.5的松散系數。在這一基礎上，計算了每循環裝渣車數，考慮裝滿度額定裝載度等，最終取得裝渣車數數量為16臺，按照一車裝載8分鐘，考慮到渣的集中度，對裝載機效率的影響，按照隧道內錯車和工序的干擾，對于每循環出渣時間設置為250分鐘的方案進行了論證，同時選擇了裝載機的選型配備。

3.3 選擇的裝載機適應性強，效率高，車寬相對較小，為了彌補這一缺陷，最終選擇了用一臺裝載機，互相進行配套。在挖掘機的選型配套上，綜合考慮單線鐵路隧道施工特點，在單線鐵路隧道內要求挖掘機必須能夠靈活調頭，而且要保證掉頭的次數也較多，要做到每臺設備有固定的停放地點，同時對設備加強管理和組織選型。工作做好之后，考慮到設備的適應性，制定了嚴格的錯車規則和嚴格的作業時間，同時要求每臺設備有固定的行走路線。

4 隧道內錯車掉頭的規則說明

在進行該單線鐵路隧道的開挖時，由于軌頂的寬度只有六米左右，因此在進行二次襯砌之后，軌頂尺寸進一步縮小，每隔150米就有不能滿足錯車和掉頭的實際需求，可以繞過避車洞的頂部，解決車輛避讓和掉頭的問題。組織調度運輸車輛時，派專人進行指揮，在最近的避車洞內進行調頭，對運載車輛進行嚴格調度，等待的車輛倒入掌子面，保障出渣的連續性，嚴格運輸車輛，不得私自運輸[2]。

仰拱施工組織:仰拱的開挖要求開發長度不超過5米，不影響掌子面的正常施工。掌子面打眼時進行仰拱的施工，每次開挖長度不應超過10米，仰拱的開挖前必須鋪設好棧橋，遇到特殊情況不能完成的，要為掌子面提供通道。二襯施工組織在進行加固的時候，選用油壓千斤頂，配合螺旋千斤頂，為防止油壓千斤頂外泄，通過螺旋千斤頂進行鋼軌的傳遞，在二襯澆筑時不影響施工設備正常運行，采取平層澆筑的方式，利用螺旋球形頂將臺車的側板頂溝槽內鋪設的錨固鋼軌臺車予以加固。

二次襯砌加固圖

5 施工取得成果

單線鐵路隧道仰拱、矮邊墻施工等，由于受限于隧道的狹窄空間，如果沒配套設備和施工工藝沒有得到合理的配置，難以保證施工的質量和進度，.為了提高質量，加快施工進度，降低工程成本，在案例工程中推廣應用單線鐵路隧道仰拱、矮邊墻快速施工技術，改變了當前鐵路單線的隧道仰拱施工現狀，加快了進度，提高了施工質量，降低了成本，通過單線鐵路隧道機械化配套快速施工組織，使得各級施工進度都達到滿意程度。施工中固定費用的投入得到大幅度降低，人員設備等固定費用相對成本下浮[4]。同時根據單線鐵路機械化配套快速施工組織技術，相關規則，再進行技術方案實施過程中，設備配套技術方案等都取得了一定的管理經驗。而且在施工組織管理上也進行了優化和改善，能夠為今后同類工程的施工提供相應的參考。

結語

在當前各項費用暴漲的情況下，進行設備的組織管理，配套選型技術實施，是保證鐵路隧道斷面施工科學合理有效進行的前提。當前隨著我國鐵路隧道施工規模不斷增大，有效加快施工質量上大幅度提升，是發展趨勢。隨著機械設備技術力量的增加，例如機械手鑿巖臺車等機械化程度較高的設備使用頻率增加。今后同類工程施工中將進一步地嘗試和創新技術應用，為單線鐵路隧道施工效率的提升提供動力。