隧道施工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化的必要性

王祥軍

摘要：隨著隧道機(jī)械化施工推進(jìn)的深入，隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化工作變得愈發(fā)急需。論文從政策導(dǎo)向、市場(chǎng)需求、施工安全和施工質(zhì)量四個(gè)方面闡述了隧道施工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化的必要性。

關(guān)鍵詞：隧道施工 機(jī)械化 標(biāo)準(zhǔn)化

Abstract： With the deepening of mechanized construction of tunnels， the standardization work of tunnel construction machinery has become more and more urgent. This paper expounds the importance of standardization of tunnel construction machinery from four aspects： policy orientation， market demand， construction safety and construction quality.

Key words： tunnel construction， mechanization， standardization

0 引言

隨著科學(xué)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)條件的改善，我國(guó)鐵路隧道的施工機(jī)械化水平不斷提高。目前國(guó)內(nèi)人力資源緊張且人工成本逐年增加，傳統(tǒng)的勞動(dòng)密集型施工組織模式已不能適應(yīng)隧道工程建設(shè)的需要，隧道機(jī)械化施工是隧道施工發(fā)展的趨勢(shì)。鐵路隧道實(shí)施機(jī)械化作業(yè)不僅提高了施工的速度，縮短了工期，保證了施工人員的身體健康，且確保了工程的質(zhì)量及安全，同時(shí)也提升了效益[1-3]。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，截至2016年底，中國(guó)已經(jīng)建成隧道總長(zhǎng)度超過30000km的隧道工程，并且正在建設(shè)和規(guī)劃的超過40000km[4]。巨大的隧道工程建設(shè)為隧道施工機(jī)械的發(fā)展提供良好的機(jī)會(huì)，同時(shí)也對(duì)隧道施工機(jī)械提出了更高的要求。為保證隧道建設(shè)工程安全、高質(zhì)量、高效率的完成，隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化就顯得特別的必要。

1 隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化是政策導(dǎo)向的需要

國(guó)家安全監(jiān)管總局、交通運(yùn)輸部、國(guó)務(wù)院國(guó)資委、國(guó)家鐵路局關(guān)于印發(fā)《隧道施工安全九條規(guī)定》（安監(jiān)總管二〔2014〕104號(hào)）的通知中明確規(guī)定“必須嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人數(shù)，掘進(jìn)作業(yè)面應(yīng)實(shí)施機(jī)械化作業(yè)，嚴(yán)禁超員組織施工作業(yè)。”《鐵路建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督管理規(guī)定》（交通運(yùn)輸部令2015年第2號(hào)）中第六條規(guī)定“國(guó)家鼓勵(lì)采用先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)和管理方法，加強(qiáng)鐵路建設(shè)工程質(zhì)量管理，推進(jìn)鐵路建設(shè)工程質(zhì)量誠(chéng)信體系建設(shè)，保證和提高鐵路建設(shè)工程質(zhì)量。”隧道施工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)是推廣新材料、新技術(shù)、新科研成果的橋梁，一項(xiàng)科研成果，一旦納入標(biāo)準(zhǔn)，就能迅速得到推廣和應(yīng)用。因此，隧道施工機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)化可使新技術(shù)和新科研成果得到推廣應(yīng)用，從而促進(jìn)技術(shù)進(jìn)步；《鐵路建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督管理規(guī)定》（交通運(yùn)輸部令2015年第2號(hào)）中中第二章建設(shè)單位質(zhì)量責(zé)任和義務(wù)第九條規(guī)定“建設(shè)單位應(yīng)依據(jù)國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，結(jié)合項(xiàng)目實(shí)際情況，按照工程質(zhì)量和安全生產(chǎn)要求，科學(xué)確定合理工期。任何單位和個(gè)人不得隨意壓縮工期。”第十四條規(guī)定“建設(shè)單位應(yīng)當(dāng)對(duì)鐵路建設(shè)所應(yīng)用的新技術(shù)、新工藝、新材料、新設(shè)備進(jìn)行檢查”。對(duì)新設(shè)備進(jìn)行檢查就必須具有相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)，此條說明建設(shè)單位對(duì)隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化具有強(qiáng)烈的需求。隨著隧道施工機(jī)械化的不斷推進(jìn)，隧道施工機(jī)械不能進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化就很難合理確定施工工期。

具體的蒙西華中鐵路股份有限公司發(fā)布的《關(guān)于確保蒙華鐵路隧道質(zhì)量安全的指導(dǎo)意見》中第七條規(guī)定“要求初期支護(hù)噴射混凝土須采用噴射量不小于15 m3/h濕噴機(jī)械手。”雖然該條規(guī)定了必須使用濕噴機(jī)械手，但由于沒有濕噴機(jī)械手的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位就無法對(duì)機(jī)械手的質(zhì)量、安全性、檢測(cè)方法等進(jìn)行監(jiān)督和要求。這很有可能就會(huì)導(dǎo)致施工中采用不能滿足施工隧道質(zhì)量和安全要求的濕噴機(jī)械手，進(jìn)一步的會(huì)導(dǎo)致隧道施工隱患和工期的延長(zhǎng)。如果能有關(guān)于濕噴機(jī)械手的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，建設(shè)單位、監(jiān)理單位、施工單位都能依據(jù)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)濕噴機(jī)械手進(jìn)行監(jiān)督管理，從而確保隧道施工采用濕噴機(jī)械手這種新技術(shù)能真正服務(wù)于隧道施工的質(zhì)量保證和安全要求。

2 隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化是市場(chǎng)的需要

隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化可以規(guī)范各企業(yè)間的生產(chǎn)活動(dòng)，規(guī)范市場(chǎng)行為，引領(lǐng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展，推動(dòng)建立最佳秩序，促進(jìn)產(chǎn)品在技術(shù)的相互協(xié)調(diào)和配合。具體的，鋼拱架支護(hù)為目前隧道施工中不可或缺的一個(gè)環(huán)節(jié)，特別是對(duì)于松軟破碎嚴(yán)重的圍巖，其穩(wěn)定性差，開挖后要求早期支護(hù)具有較大的剛度，以阻止圍巖的過度變形的施工工程。前期由于我國(guó)隧道機(jī)械化施工技術(shù)和裝備較為落后以及勞動(dòng)力成本較低等原因，隧道施工中的鋼拱架安裝主要采用人工與裝載機(jī)或臺(tái)架配合作業(yè)。這種安裝方式施工人員多、勞動(dòng)強(qiáng)度大、作業(yè)效率低，并且施工安全性差、安裝質(zhì)量不高。隨著國(guó)家鐵路局對(duì)隧道施工質(zhì)量嚴(yán)格要求和機(jī)械化施工的推行和行業(yè)技術(shù)發(fā)展，國(guó)內(nèi)生產(chǎn)制造能完成鋼拱架安裝的設(shè)備越來越多。由于沒有現(xiàn)行有效的鋼拱架安裝車的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，再加上生產(chǎn)鋼拱架安裝車的企業(yè)數(shù)目的不斷增加，勢(shì)必會(huì)造成企業(yè)過多、過雜，產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊，行業(yè)運(yùn)行混亂。行業(yè)無統(tǒng)一有效的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，隧道施工質(zhì)量監(jiān)管部門監(jiān)管難度大，中國(guó)中鐵和中國(guó)鐵建的各施工企業(yè)無法辨別、區(qū)分產(chǎn)品質(zhì)量好壞，極大地阻礙了隧道施工行業(yè)的發(fā)展。為提升我國(guó)隧道施工質(zhì)量，強(qiáng)化設(shè)備生產(chǎn)廠家的自律意識(shí)，營(yíng)造有序、公平的市場(chǎng)環(huán)境，提高隧道施工行業(yè)經(jīng)濟(jì)效益，促進(jìn)我國(guó)鐵路、公路等基礎(chǔ)建設(shè)的快速發(fā)展，規(guī)范國(guó)內(nèi)鋼拱架安裝車生產(chǎn)行業(yè)，編制并實(shí)施鋼拱架安裝鐵路標(biāo)準(zhǔn)迫在眉睫。

3 隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化是施工安全的需要

近二十年來，隨著國(guó)內(nèi)鐵路建設(shè)的規(guī)模越來越大，隧道施工的技術(shù)難度也越來越大，安全生產(chǎn)形勢(shì)嚴(yán)峻，勞動(dòng)力成本的逐年提升，人們意識(shí)到隧道施工建設(shè)的各種施工技術(shù)必須采用機(jī)械化施工并且機(jī)械化要與生產(chǎn)相適應(yīng)才能繼續(xù)發(fā)展下去，才有競(jìng)爭(zhēng)力，才能加快工程建設(shè)，確保生產(chǎn)安全。具體的，蒙西華中鐵路股份有限公司發(fā)布的《關(guān)于確保蒙華鐵路隧道質(zhì)量安全的指導(dǎo)意見》中要求使用濕噴機(jī)械手。相對(duì)于傳統(tǒng)人工小濕噴作業(yè)，采用噴射機(jī)械手極大地減少作業(yè)面的人數(shù)，由原來6～8人小濕噴作業(yè)人員減為2～3人的濕噴機(jī)械手工作人員； 同時(shí)，施工人員遠(yuǎn)離噴射面遙控作業(yè)，為施工人員提供了一個(gè)相對(duì)良好的作業(yè)環(huán)境，降低了施工風(fēng)險(xiǎn)，保障了施工人員的安全。小型濕噴機(jī)，其噴射方量小，噴射速度慢，混凝土在攪拌車中等待時(shí)間長(zhǎng)，容易發(fā)生變質(zhì)；且小濕噴機(jī)的速凝劑摻量的添加是通過人工添加，容易導(dǎo)致添加比例不穩(wěn)定，就會(huì)導(dǎo)致混凝土強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)。采用機(jī)械手濕噴工藝可以克服以上的不足，極大地改善混凝土的品質(zhì)，初期支護(hù)混凝土的密實(shí)度、抗壓和抗剪強(qiáng)度、抗?jié)B性能得到充分保證； 同時(shí)還可以避免傳統(tǒng)人工噴射時(shí)空洞和強(qiáng)度不達(dá)標(biāo)等問題的發(fā)生，大幅度減少隧道后期出現(xiàn)的質(zhì)量缺陷和病害，保障了隧道工程質(zhì)量的安全。雖然蒙華等鐵路線路已經(jīng)強(qiáng)制要求采用濕噴機(jī)械手，但還有部分線路沒有全面采用濕噴機(jī)械手，他們可能采用了小型濕噴機(jī)。采用小型濕噴機(jī)雖然滿足了國(guó)家混凝土濕噴的要求，但對(duì)隧道施工安全還是具有一定隱患。濕噴機(jī)械手只是一個(gè)個(gè)例，要想不斷地提高隧道施工人員和工程的安全，國(guó)家還是需要對(duì)隧道施工機(jī)械設(shè)立標(biāo)準(zhǔn)，并不斷進(jìn)行更新。

4 隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化是施工質(zhì)量的需要

標(biāo)準(zhǔn)與質(zhì)量如同源與流，標(biāo)準(zhǔn)是質(zhì)量的依據(jù)，質(zhì)量是執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)果。標(biāo)準(zhǔn)化的過程就是固化設(shè)備質(zhì)量的過程，設(shè)備質(zhì)量的全面管理則可理解為設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的實(shí)施和遵守。設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)化的社會(huì)、經(jīng)濟(jì)效益是通過設(shè)備質(zhì)量來體現(xiàn)的，而設(shè)備質(zhì)量水平的高低最直接的評(píng)定則要以標(biāo)準(zhǔn)做依據(jù)和支撐。質(zhì)量離開了標(biāo)準(zhǔn)就是空中樓閣；標(biāo)準(zhǔn)為設(shè)備質(zhì)量而存在。所以，從一定意義上講，標(biāo)準(zhǔn)就是質(zhì)量，沒有高標(biāo)準(zhǔn)就沒有高質(zhì)量。具體的濕噴機(jī)械手能有效地提高混凝土的密實(shí)度、強(qiáng)度、抗?jié)B性能等，但是如果沒有設(shè)立濕噴機(jī)械手標(biāo)準(zhǔn)，就不能對(duì)市場(chǎng)上的機(jī)械手質(zhì)量進(jìn)行控制，就可能導(dǎo)致劣質(zhì)的產(chǎn)品應(yīng)用到隧道施工工程中，當(dāng)然也就不能提高隧道工程施工質(zhì)量。另外，蒙華鐵路隧道建設(shè)中為減少隧道仰拱及填充層的施工接縫，保證隧道仰拱及填充層混凝土結(jié)構(gòu)的施工質(zhì)量及整體性，要求一般情況下全線隧道仰拱一次性撿底不小于24 m，仰拱及填充層澆筑長(zhǎng)度根據(jù)模筑襯砌臺(tái)車的長(zhǎng)度進(jìn)行分段澆筑，一次澆筑長(zhǎng)度為9～12 m[3]。針對(duì)這一要求，自行式仰拱長(zhǎng)棧橋設(shè)備得到了廣泛的推廣，自行式仰拱長(zhǎng)棧橋的優(yōu)點(diǎn)：一次施工長(zhǎng)度長(zhǎng)，仰拱混凝土施工質(zhì)量高，且橋面行走車輛與仰拱混凝土養(yǎng)護(hù)相互獨(dú)立，為仰拱混凝土的養(yǎng)護(hù)提供了充足了時(shí)間，降低了以后仰拱混凝土病害的發(fā)生。由于沒有現(xiàn)行有效的自行式仰拱長(zhǎng)棧橋的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和地方標(biāo)準(zhǔn)，再加上生產(chǎn)自行式仰拱長(zhǎng)棧橋的企業(yè)數(shù)目的不斷增加，勢(shì)必會(huì)造成產(chǎn)品質(zhì)量參差不齊。行業(yè)無統(tǒng)一有效的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，隧道工程質(zhì)量監(jiān)管部門監(jiān)管難度大，各施工企業(yè)無法辨別區(qū)分產(chǎn)品質(zhì)量好壞，極大地阻礙了隧道施工質(zhì)量的保證。

5 結(jié)語

綜上，通過隧道施工機(jī)械的標(biāo)準(zhǔn)化以及相關(guān)技術(shù)政策的實(shí)施，可以整合和引導(dǎo)社會(huì)資源，激活科技要素，推動(dòng)隧道施工機(jī)械自主創(chuàng)新與開放創(chuàng)新，加速隧道施工機(jī)械技術(shù)積累、科技進(jìn)步、成果推廣、創(chuàng)新擴(kuò)散、產(chǎn)業(yè)升級(jí)以及隧道工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)、安全、質(zhì)量的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展。

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