公路隧道新型机械标准化配置应用研究
１ 引言
随着基础设施建设的不断完善，公路隧道建设步伐越来越快，工程建设难度和技术难度日益增大，隧道工程作为地下结构物，作业人员面临着施工环境差、职业健康难以保障等不足，在施工技术不断发展的今天，如何合理使用机械化进行隧道工程施工是隧道建设者们孜孜追求的方向，现如今悬臂凿岩机、凿岩台车等大型设备的应用能够有效改变传统粗放式的人海战术，减少作业人员数量，降低施工风险，同时保证工程质量和降低施工成本，因此，隧道施工机械配置标准化已然成为必然趋势，也是今后隧道工程施工的主流选择。本文结合打庆项目公路隧道施工悬臂掘进机、自行式仰拱栈桥等新型机械使用的优劣性来探讨机械配置标准化管理模式，可供类似工程参考。
２ 隧道新型机械标准化配置
２．１ 隧道新型机械标准化配置原则
（１）生产性：隧道施工机械生产性能要满足施工需求，确保机械配置组合能够保证工程施工进度。
（２）可靠性：根据技术方案要求，各个设备在运行过程中能够保证良好的稳定性，其故障率在可控范围之内，确保在作业时间和施工环境中完成施工任务。
（３）安全性：配置设备能够在特定环境下保证作业人员安全和运行时设备本身安全。
（４）经济型：应根据施工方案，选择适合本项目的机械设备，在确保安全、质量、进度及环水保要求的前提下，选用性价比较高的设备。
２．２ 隧道施工新型机械标准化配置的优势
目前隧道机械化施工已经形成了多种机械化施工成套技术和设备配套模式，满足超前地质预报、钻爆开挖、喷锚支护、仰拱、防排水、二次衬砌、电缆沟、空洞监测作业等机械化连续施工。
随着品质工程、绿色公路等建设要求，隧道施工面临着地质条件更复杂、工程质量要求更严格、施工安全与环保要求更高等特点，所以隧道施工机械标准化配置既是满足工程进度、质量、安全需要的现实要求，也是符合时代发展趋势的必然技术选择。
３ 隧道施工机械标准化运用
３．１ 悬臂掘进机
在隧道掘进施工中，可根据围岩选择人工钻爆、挖掘机开挖、多臂凿岩机钻爆和悬臂掘进机开挖等方式，下面通过对人工钻爆法、多臂凿岩机钻爆施工法和悬臂式掘进机施工法进行对比分析，探讨新型设备悬臂掘进机在隧道掘进施工中的优势（如表１、２所示）。
由表１和表２可知，（１）使用多臂凿岩机和悬臂掘进机能够大幅度减少作业人员数量，工程质量能够有效保证的同时降低了施工安全风险；（２）悬臂掘进机开挖效率较高，能够减少作业循环进尺时间，加快施工进度；（３）悬臂掘进机对电压要求较高；（４）使用悬臂掘进机和多臂凿岩机在施工过程中经济性优于人工钻爆，但两种设备的购置费用较高。
３．２ 自行式液压仰拱栈桥
仰拱施工制约隧道掌子面施工一直是隧道工程施工技术较难解决的问题，如今，大多数隧道仰拱施工采用自制简易栈桥，该栈桥结构简单、可操作性较强，但是存在临边防护、两端支立不牢靠等安全风险。采用自行式仰拱栈桥，虽然制造或购置费用使成本有所提高，但由于有效提高生产效率，加快了进度，特别是长隧道的情况下，会起到降低工程施工成本的作用；同时，由于提高了机械化程度，无须人工移动栈桥，大大提高了施工作业的安全性见图１。
采用自行式仰拱栈桥具有以下优势：（１）全自动液压仰拱台车长度满足两个９ｍ施工循环，满足一组仰拱钢筋绑扎、一组仰拱填充浇筑及养护同时施工；（２）台车自重大，稳定性好，不会有因基础松软，栈桥跑位导致的车辆颠覆等安全事故；（３）机械化程度高，行走采用卷扬机配合链条式驱动器，驱动力大，不易打滑，操作便捷，减少配合作业机械数量，栈桥就位无需人工铺轨，１人即可操控，大大节省人工；（４）施工质量稳定可靠，该系统满足仰拱混凝土与填充混凝土分开浇注，配备弧形模板，保证仰拱与二衬接茬处混凝土密实不松散。
４ 结论
本文以打庆项目悬臂掘进机和自行式仰拱栈桥应用分析为主，探讨公路隧道施工机械存在的问题。一方面，悬臂掘进机和自行式仰拱栈桥应用能够大幅度减少作业人员数量，能够减少作业循环进尺时间，加快施工进度，工程质量能够有效保证的同时降低了施工安全风险，但存在安全步距严重超标等问题。另一方面，使用悬臂掘进机和自行式仰拱栈桥在施工过程中经济性较好，但两种设备的购置费用较高。在实际施工中应根据隧道围岩等级、工期要求、工程造价等因素合理选用施工机械设备。