楊曉鋒

（天津大港油田集團(tuán)工程建設(shè)有限責(zé)任公司，天津 300272）

現(xiàn)階段，在對(duì)特長(zhǎng)公路隧道進(jìn)行施工的過(guò)程中多采用新奧法，施工工作結(jié)束之后，通過(guò)無(wú)軌運(yùn)輸?shù)姆绞綄⑼猎\(yùn)至垃圾處理區(qū)域。這種施工方式的機(jī)械化水平相對(duì)較弱，施工速度慢，存在較多的事故隱患，施工后會(huì)對(duì)環(huán)境造成嚴(yán)重破壞。而使用單頭快速掘進(jìn)施工技術(shù)，在施工過(guò)程中主要采用三臂鑿巖車、自行式液壓仰拱棧橋、防水板臺(tái)車等設(shè)備，在減少作業(yè)人數(shù)的同時(shí)，能夠有效控制施工對(duì)環(huán)境帶來(lái)的不利影響，從整體的角度出發(fā)，保證施工效益。

1 特長(zhǎng)公路隧道施工過(guò)程中單頭快速掘進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用意義

在對(duì)特長(zhǎng)公路隧道進(jìn)行開(kāi)掘的過(guò)程中，使用單頭快速掘進(jìn)施工技術(shù)具有非常好的施工效果：（1）從施工隊(duì)伍的角度來(lái)看，隧道掌子面施工人數(shù)大大減少，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低；（2）從施工環(huán)境的角度來(lái)看，洞內(nèi)的作業(yè)環(huán)境得到了大幅度的改善，粉塵污染、噪聲污染的問(wèn)題得到了有效解決，有效提升了施工作業(yè)過(guò)程中的安全度，工人出現(xiàn)職業(yè)病問(wèn)題的概率大幅度減少，施工過(guò)程更體現(xiàn)人性化的理念[1]；（3）從施工質(zhì)量的角度來(lái)看，混凝土密實(shí)度大幅度提升，為最終的施工質(zhì)量提供了充足的保障；（4）從施工全過(guò)程的角度來(lái)看，單頭快速掘進(jìn)設(shè)備配備了完善的監(jiān)控系統(tǒng)，能夠達(dá)到24h對(duì)隧道內(nèi)情況進(jìn)行監(jiān)控的目標(biāo)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題可以第一時(shí)間尋找解決方案，最大限度地保障施工人員的安全。

2 單頭快速掘進(jìn)技術(shù)的內(nèi)涵

2.1 單頭快速掘進(jìn)技術(shù)的適用范圍

在使用單頭快速掘進(jìn)技術(shù)對(duì)特長(zhǎng)公路隧道進(jìn)行施工的過(guò)程中，若公路隧道的長(zhǎng)度小于3km，則不適用于這項(xiàng)技術(shù)。單頭快速掘進(jìn)技術(shù)在大于3km的公路隧道施工中具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)，但是對(duì)于小于3km的公路隧道進(jìn)行施工則無(wú)法體現(xiàn)其基本優(yōu)勢(shì)。除此之外，對(duì)施工進(jìn)度和施工質(zhì)量均有較高要求的隧道以及施工環(huán)境相對(duì)復(fù)雜的隧道，也可以嘗試使用單頭快速掘進(jìn)技術(shù)[2]。

2.2 單頭快速掘進(jìn)技術(shù)的工作原理

在隧道施工環(huán)境復(fù)雜、長(zhǎng)度較長(zhǎng)的情況下，通過(guò)超前地質(zhì)鉆機(jī)能夠提前獲得地質(zhì)情報(bào)，施工過(guò)程中實(shí)現(xiàn)鉆注一體化，尤其是在對(duì)復(fù)雜巖層進(jìn)行施工的過(guò)程中，具有十分明顯的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)有效分析鉆孔數(shù)據(jù)能夠高質(zhì)量地預(yù)測(cè)未開(kāi)挖區(qū)域的地質(zhì)情況，進(jìn)而最大限度地保障施工過(guò)程的安全度[3]。從基本原理的角度而言，單頭快速掘進(jìn)技術(shù)的主要工具是三壁鑿巖車，其主要作用是鉆眼、測(cè)量和裝藥，能夠最大限度地避免隧道施工給周圍巖層帶來(lái)的擾動(dòng)。在此基礎(chǔ)上，可使用車載式濕噴機(jī)械手對(duì)施工環(huán)境進(jìn)行優(yōu)化，有效解決施工現(xiàn)場(chǎng)的粉塵問(wèn)題。

自行式液壓仰拱棧橋是施工過(guò)程中的另外一項(xiàng)重要設(shè)備，其主要起輔助作用，這項(xiàng)設(shè)備能夠自動(dòng)行走，在仰拱施工環(huán)節(jié)中應(yīng)用十分普遍，通過(guò)機(jī)電一體化技術(shù)達(dá)到一次完成仰拱混凝土澆筑工作的目標(biāo)，在此基礎(chǔ)上，使仰拱能夠具有較強(qiáng)的整體性，避免工程質(zhì)量受到影響。

防水板臺(tái)車的主要作用是對(duì)隧道鋼筋網(wǎng)進(jìn)行施工，使施工人員的勞動(dòng)強(qiáng)度大幅度降低，在此過(guò)程中，有效提升整體的施工效益，提升防水板的掛設(shè)速度。在防水板臺(tái)車工作的基礎(chǔ)上，二襯臺(tái)車會(huì)隨時(shí)跟隨，使施工質(zhì)量能夠得到最大限度的保證。與此同時(shí)，通過(guò)建立網(wǎng)上監(jiān)控系統(tǒng)，有效避免隧道內(nèi)有害氣體超標(biāo)的問(wèn)題，全面監(jiān)控隧道內(nèi)存在的地質(zhì)隱患，真正達(dá)到信息化施工的目的，在此基礎(chǔ)上，全面保障施工人員的安全，避免工程事故問(wèn)題的發(fā)生。

3 單頭快速掘進(jìn)技術(shù)的施工流程

3.1 三臂鑿巖車運(yùn)行過(guò)程中的技術(shù)要點(diǎn)

在正式開(kāi)始對(duì)特長(zhǎng)公路隧道進(jìn)行施工之前，需要做好檢查工作，具體包括空壓機(jī)、泵的工作情況，接頭和各個(gè)管路是否存在漏油、漏氣或漏水的問(wèn)題，保證控制儀表及控制裝置能夠正常工作。正式開(kāi)始行走之前，需要先將升降平臺(tái)的高度調(diào)低，與滑動(dòng)工作臺(tái)保持平齊，將臂架縮回，鑿巖機(jī)只需要保持在始動(dòng)位置即可，將支腿縮回，確保三臂鑿巖車能夠正常行走。三臂鑿巖車正式開(kāi)始行走之前，先觀察場(chǎng)地周圍的情況，保證三臂鑿巖活動(dòng)范圍無(wú)人逗留，不存在障礙物，在此基礎(chǔ)上，操作人員發(fā)出指示信號(hào)，指揮三臂鑿巖車活動(dòng)。

三臂鑿巖車在開(kāi)展鉆眼工作的過(guò)程中，鉆眼坡度和鉆眼角度是兩項(xiàng)重要的內(nèi)容，掌子面附近的坡度控制線，在確定坡度控制線的前提下，在下方位置需要提前確定中心位置，坡度控制線的分布情況如表1所示。

除此之外，鉆眼的位置也需要有工作人員提前確定，布孔的位置要在中心線確定的前提下，以中心線為參照設(shè)置，位置設(shè)置要保證精確性。在未設(shè)置布孔位置的前提下，嚴(yán)禁開(kāi)孔施工，防止整體隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固性受到影響。

表1 掌子面附近坡度控制線的分布情況 單位：條

三臂鑿巖車的活動(dòng)要保證平穩(wěn)，在出現(xiàn)緊急情況的時(shí)候要最大限度地避免意外事故的發(fā)生，尤其是在上下坡的過(guò)程中要特別注意[4]。由于三臂鑿巖車長(zhǎng)度較長(zhǎng)，因此轉(zhuǎn)向的過(guò)程中非常容易發(fā)生意外，技術(shù)人員需要慎重操作。液壓油溫需要控制在70℃以下，一旦液壓油溫超過(guò)70℃，需要第一時(shí)間使三臂鑿巖車停止工作。連接水管之前，先采用技術(shù)手段排除管內(nèi)的塵埃，將供電裝置與絕緣電纜線連接到一起。在對(duì)升降平臺(tái)進(jìn)行操作的過(guò)程中以及鑿巖工作的開(kāi)展過(guò)程中，先張開(kāi)三臂鑿巖車的支腿，將機(jī)體固定，避免導(dǎo)桿和臂在工作的過(guò)程中遭到破壞。在臂需要移動(dòng)的情況下，先將導(dǎo)桿退回，使工作面與頂點(diǎn)分開(kāi)，避免兩者發(fā)生碰撞，損壞油管。臂在實(shí)際移動(dòng)的過(guò)程中，要做到遠(yuǎn)離軟管，避免發(fā)生相互纏繞的問(wèn)題。升降平臺(tái)移動(dòng)的過(guò)程中需要提前提醒相關(guān)工作人員注意，防止發(fā)生事故。運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，一旦發(fā)現(xiàn)漏油問(wèn)題，三臂鑿巖車需要第一時(shí)間停止工作。

3.2 自行式液壓仰拱棧橋安裝過(guò)程中的技術(shù)要點(diǎn)

棧橋安裝工作結(jié)束之后，要使鋼軌與前后車輪之間保持一定距離，距離需要控制在5cm左右，前支腿和后支腿同時(shí)接觸地面，在此基礎(chǔ)上，對(duì)后坡橋、前坡橋、過(guò)渡橋的情況進(jìn)行檢查，保證橋板墊實(shí)。在此過(guò)程中，各類車輛均可通行，為橋下仰拱作業(yè)做好充足的準(zhǔn)備，但是需要注意鋼軌和前車輪后，車輪之間的距離要保持在10cm以上。對(duì)電器的運(yùn)轉(zhuǎn)情況進(jìn)行檢查，保證完好，將行走電機(jī)啟動(dòng)，使棧橋能夠向下一工位移動(dòng)。各部分檢查工作結(jié)束之后，棧橋安裝準(zhǔn)備工作基本結(jié)束。結(jié)束棧橋組裝工作之后，要對(duì)每一個(gè)連接螺栓進(jìn)行檢查，保證連接牢固。正式通車之前，確保各部位均能夠牢固支撐，照明設(shè)備能夠正常工作，在此期間，應(yīng)限制車輛通行的速度，車速通常情況下需要控制在5km/h以下。同時(shí)，為了有效避免安全事故的發(fā)生，需提前在危險(xiǎn)地帶安裝警示燈和安全標(biāo)志。棧橋正式開(kāi)始自行之前，需要保證周邊地帶沒(méi)有障礙物。棧橋自行過(guò)程中，橋的兩側(cè)和橋下均不得有人逗留，一次只能有1輛重車通過(guò)棧橋。

3.3 防水板臺(tái)車運(yùn)行過(guò)程中的技術(shù)要點(diǎn)

防水板臺(tái)車正式開(kāi)始工作之前，固定防水板是一項(xiàng)最基本的工作，防水板需要留出一定的富余，具體富余量根據(jù)初期支護(hù)面的平整度來(lái)確定，在此基礎(chǔ)上，最大限度地避免防水板在混凝土的擠壓作用下發(fā)生破壞。為了保證防水板焊接位置的質(zhì)量，在接頭長(zhǎng)度的基礎(chǔ)上，防水板每環(huán)鋪設(shè)長(zhǎng)度需要增加2m，確保防水板能夠相互搭接到一起。防水板鋪設(shè)工作結(jié)束之后，要注意將各道工序有機(jī)地結(jié)合到一起，在保證鋼筋綁扎結(jié)實(shí)的前提下，做好混凝土的關(guān)注工作。若開(kāi)挖面與軟弱圍巖地段距離較近，在防水板接頭的位置需要加裝相應(yīng)的防護(hù)措施，掌子面出現(xiàn)爆破問(wèn)題的時(shí)候，防止在飛石的作用下遭到破壞。在檔頭模板安裝、設(shè)置各種類型的預(yù)埋件、安裝鋼筋襯器的過(guò)程中，要最大限度地避免防水板遭到破壞。一旦防水板遭到破壞，不僅會(huì)拖慢工程進(jìn)度，施工質(zhì)量也會(huì)相應(yīng)的受到影響。因此，防水板臺(tái)車運(yùn)行過(guò)程中，需要對(duì)防水板的問(wèn)題密切關(guān)注，防水板的完整性是防水板臺(tái)車正常運(yùn)行的前提條件。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，在對(duì)特長(zhǎng)公路隧道進(jìn)行施工的過(guò)程中，相比于傳統(tǒng)的施工手段，單頭快速掘進(jìn)施工技術(shù)不僅能有效控制施工區(qū)域的粉塵問(wèn)題和噪聲問(wèn)題，有效優(yōu)化洞內(nèi)的施工環(huán)境，避免工人的健康受到威脅，同時(shí)對(duì)于提高工程施工過(guò)程中的安全性、控制事故的發(fā)生率具有十分積極的現(xiàn)實(shí)意義，因此具有較高的推廣價(jià)值。特長(zhǎng)公路隧道施工是未來(lái)在高速公路修建過(guò)程中必須解決的一個(gè)重要問(wèn)題，由此可見(jiàn)，單頭快速掘進(jìn)施工技術(shù)的應(yīng)用具有十分廣闊的前景，其成功使用也為今后特長(zhǎng)公路隧道施工提供了重要的參考，具有較強(qiáng)的趨向性，從而實(shí)現(xiàn)我國(guó)公路交通事業(yè)的快速發(fā)展和不斷進(jìn)步。