白子民 王小康

（中国建筑第七工程局有限公司 河南郑州 450000）

结合我国的国情，传统隧道施工方法有以下特点：

（1）劳动力需求量大。目前绝大部分隧道实行“人海战术”隧道内各工序施工需要大量人工。而根据全国情况来看，人口老龄化日趋严重，从事隧道施工的工人数量正在逐渐减少，且存在严重断层现象。

（2）劳动强度高。现阶段隧道施工，开挖钻孔、钢拱架架设、喷射混凝土、挂防水板等工作全部依靠人工或人工配合简易机具来实现，导致工人劳动强度极高，体力的过度消耗也会让工人精神疲惫，降低对危险情况的辨识而增加安全风险。

（3）施工效率低。高负荷的工作导致工人效率低下，加上隧道作业面空间狭小，工人数量的投入有局限性，在加快工期方面没有太好的办法。

（4）施工质量难以保证。由于恶劣的工作环境和作业强度等因素，使得施工质量难以控制。

（5）安全风险大。隧道施工范围内（尤其是掌子面附近）聚集大量的施工人员，安全风险很大；工人交叉作业多容易滋生不安全因素；遇到险情后人员疏散避险困难。

（6）工人职业健康影响大。由于隧道在开挖和喷护期间不可避免的产生粉尘，工人长时间在此种恶劣的环境中工作，在现有劳动保护工具下依然难以保证工人的职业健康。

在公路隧道施工中，成套机械设备按使用阶段可分为隧道开挖、初期支护和二衬支护三大部分。开挖机械的选择应该综合隧道长度、围岩级别和支护形式等多方面因素。目前我国采用较为先进的开挖设备有风动凿岩机、液压凿岩机和凿岩台车等，TBM盾构机在铁路隧道施工中应用较多，但在公路山岭隧道开挖中鲜有涉及。

1 液压凿岩台车

凿岩台车适用于Ⅲ级及以下围岩等级的隧道开挖施工，相较于传统开挖方式，其具有钻孔速率快、作业效益高、安全性高、连续作业性强等优势，除此之外，凿岩台车还可以辅助人工装药；可以有效控制超欠挖、提高工程质量；耗能相对较小，施工噪音小，符合绿色施工要求，有利于环境保护。凿岩台车的型号选择应综合隧道断面面积、围岩级别、施工空间等多方面因素，目前有单臂凿岩台车和多臂凿岩台车，最大覆盖面积可达200m2。轮胎行走式台车在出渣时需避让车辆，适用于较大断面隧道；门架式台车下方可通过出渣车辆，适用于中等或小断面隧道的开挖。

单臂凿岩台车和多臂凿岩台车适用于Ⅲ级及以下围岩等级的隧道开挖施工，在工作中有以下优越性：

（1）钻孔速率快。因为凿岩台车多借助液压式凿岩机展开，首次成多孔，极大限度地缩短了钻孔作业的时间。

（2）作业效益高。钻杆定位快速且精准，并且不必进行作业辅助台面的构建，节省非钻孔的时间，提升了作业效益。

（3）安全性高。借助凿岩台车，作业人员可以增大与掌子面的距离，并减少在工作面层上的工人数量，作业全都借助机械装置完成，大大降低事故发生的概率。

（4）可辅助人工装药。借助人工装药作业之时，在凿岩台车的升降作业的台面之上能够展开人工装填，与此同时能够在钻臂上配置自制的吊篮，以允许更多的人共同装填。例如，二臂凿岩台车上有3个钻臂和1个升降台面，能够同时容下8个人在不同区域一同装填，掌子面下的底眼也能够和上层眼共同展开装填，以此加快装药速率。借助机械装填之时，使用装填台面配置的两个气压装药装置展开装填。

（5）连续作业性强。在挖掘面上可以展开全天的连续作业，在可能出现不良地质的区段，要求使用水平钻孔探明地基以及地下水的状况，并针对地层状况进行判定，给出对应的支护次序并保障其安全，防止由于作业故障影响作业的速率。

（6）可有效控制超欠挖，提高工程质量。

（7）施工噪音小，耗能相对较小，有利于环境保护。

2 出渣设备

出渣是隧道施工中的必要环节，对隧道本身的质量制约性较小，但如何将开挖的土石方快速有效的从掌子面运出洞外是影响施工进度的一个重要因素，出渣包括装渣、运渣和卸渣三个环节。

3 湿喷机械手

现阶段，国内公路隧道初支混凝土施工存在干喷和湿喷两种混凝土喷射工艺，其中湿喷法较干喷法应用更为广泛。但常用的工作方式依然是人工配合小型湿喷机完成隧道初级支护的混凝土喷护。在公路隧道施工中，采用湿喷机械手代替普通湿喷机，将大大提高功效。

4 防水布台车

现阶段公路隧道施工中，防水板铺设方法普遍采用的是人工配合自制简易台架的施工方式，工人数量多、劳动强度大、台架不能重复利用、台架移动不便等缺点十分显著。利用液压电动行走防水布台车，可有效解决上述施工缺陷。防水布台车可一次铺设6m宽防水布，且一次成型、减少焊接接头数量，提高施工质量。每台机械仅需配备2～3名工人，大大减少了劳动量，台车具有自动行走系统，解决了移动不便的难题，且台车还可以在多个隧道重复利用，降低成本明显，具有很好的发展潜力。

5 自动浇筑二衬台车

隧道衬砌台车是隧道衬砌施工中必须使用的专用设备，主要用于隧道内衬砌的混凝土施工。选择先进可靠的二次衬砌施工设备影响着工程进度、质量和成本等方面的问题，无轨式液压台车对于公路隧道二次衬砌施工设备是一个较好的选择。无轨式自动浇筑液压台车在设计上和使用上都有着显著优点：移动方便，施工效率高，减轻施工作业人员劳动强度；克服了传统台车模板接缝外观难题；提高了浇筑混凝土的质量和效率；台车上加装自动浇筑系统，能保证混凝土对称逐层浇筑，振捣系统能保证振捣质量，大大提高二衬结构的施工质量和效率。无轨台车避免了传统台车轨道铺设的环节，降低成本，提高施工效率。

6 结语

成套机械化施工具有质量优、劳动力少、速度快、安全等优点，结合我国目前公路隧道仍停留在“人海战术”阶段，推广机械化施工是大势所趋。但我国现阶段在隧道施工方面的机械化水平还处于初级阶段，与国外发达国家的机械化施工水平还存在较大的差距，在以后的发展进程中还有很长的路要走，与此同时也应该积极引进国外先进设备。