1、隧道資源配置與工序時間分析總結中鐵二十三局集團滬昆客運專線一項目部 姜瀟內容摘要本文結合上海至昆明客運專線貴州段頂溪隧道施工實踐，介紹和探討客運專線長大隧道施工機械設備等組織情況，得出了合理的隧道資源配置是關系到長大隧道施工成敗的最主要因素的結論。本隧道實現的快速掘進及襯砌對今后的隧道施工有借鑒意義。關鍵詞 資源配置；設備配套；工序時間1、 工程概況滬昆客運專線是一條東起上海，西至云南昆明的東西向鐵路大動脈。頂溪隧道位于貴州段境內，進口位于貴州省貴定縣馬場河鄉，出口位于貴州省龍里縣哪旁鄉。隧道全長2582米。全隧為25單面上坡，進口低，出口高。因隧道進口位于陡坡上，為減少進口橋隧施工干擾，開辟

2、施工場地及兼顧隧道棄渣,于DK656+900處線路前進方向右側設無軌雙車道橫洞一座，橫洞中線與正洞左線線路中線小里程方向夾角68°，橫洞全長271米。 隧道位于云貴高原侵蝕構造中低山區，隧道洞身穿越地層以砂頁巖和灰巖、白云巖為主。隧道范圍未見斷裂及褶皺構造，為單斜構造，巖層傾角平緩，呈寬緩波狀起伏，產狀變化較大。整個隧道以、圍巖為主。2、 施工情況頂溪隧道施工分為進口橫洞和出口兩個工作面，如圖1所示，進口橫洞工區首先進行橫洞施工，進入正洞后向小里程方向掘進，貫通后轉向大里程方向掘進。小里程方向的貫通解決了進口橫洞工作面通風不利的難題。 圖1 施工安排示意圖（原計劃）（單位：cm）受2

3、011年國內建筑行業大環境影響，隧道于2011年10月21日停工，2012年5月24日復工。目前進口橫洞工區已掘進至DK657+650,掘進速度月平均120米。有效的保障了隧道在計劃時間內貫通，確保了架梁通道的通暢。3、 機械設備配置機械設備的選型與配套，直接影響隧道施工的工期、質量、安全、成本等。因此，合理的機械設備配置是隧道施工的關鍵。隧道施工的機械設備配置主要圍繞三條作業線進行，即初期支護作業線、仰拱作業線、二襯作業線。除此之外還有風水電保障設備。本文以頂溪隧道進口橫洞工區級圍巖上下臺階法施工為例，綜合考慮施工步距，以中等機械化程度配備施工所需機械設備。 3.1 初期支護作業線初期支護作

4、業線的效率關系著隧道能否順利貫通，保證二襯的正常施工。 3.1.1 挖、裝、運作業線隧道采用鉆爆法進行施工，采用多功能開挖臺架及手持風槍進行開挖作業，掌子面配備一多功能臺架，開挖鉆孔作業上臺階采用16臺風槍進行作業，如圖2所示。下臺階采用4臺風槍作業（單側）。隧道出碴采用雙機出碴法兩臺龍工LG855B側卸式裝載機，在1臺18t自卸汽車兩側同時向車內裝碴，4臺18t自卸汽車承擔洞碴外運至棄土場，自卸汽車運碴時裝載機沒有窩工等車裝碴情況。 3.1.2 支護作業線支護作業主要由鋼架安裝、錨桿、鋼筋網施工及噴射混凝土施工，鋼架、錨桿、鋼筋網施工由裝載機端運至掌子面，以多功能臺架為平臺，人工安裝。噴射混

5、凝土由于回填量小、粉塵低、有利于身體健康而得到廣泛應用。掌子面上臺階噴射混凝土主要采用2臺TK500濕噴機，下臺階及仰拱主要采用1臺TK500濕噴機。3.2 仰拱作業線仰拱施工采用12米移動式仰拱模架，移動式仰拱模架具有施工效率高、移動靈活、操作簡單安全可靠等優點。澆筑仰拱時架設左右兩幅棧橋，長16米。2幅仰拱棧橋能夠保證仰拱澆筑時不影響洞內出碴。3.3 二襯作業線防水材料掛設及二襯鋼筋綁扎采用自制防水板鋪設臺車。防水板鋪設臺車能減輕作業人員勞動強度，提高防水板鋪設及鋼筋綁扎速度，減少作業人員投入，便于提高施工質量和保證施工質量的穩定性。襯砌采用整體式鋼模臺車作業，平板振動器、振搗棒振搗，混凝

6、土采用混凝土罐車運輸、泵送入模。3.4 風水電保障設備配置 3.4.1 通風系統進口橫洞工區采用長管路機械壓入式通風，選用DSF-型軸流通風機（功率2×38/115KW）、PVC軟風管（1.3m）組成通風系統。 3.4.2 高壓供風系統進口橫洞工區配置4臺22m³/min電動空壓機，另備一臺應急。高壓風管選用150mm鋼管，供風槍、濕噴機、風鎬等風動機具的動力用風。 3.4.3 高壓供水在洞口處設蓄水池，安設高壓水泵，鋪設125mm水管，洞內使用80mm鋼管作供水管路。 3.4.4 隧道供電由甲方提供的35KW電力干線下載至洞口附近，洞口安設兩臺變壓器供施工用電，并設置一臺

7、內燃發電機備用。保證洞內施工設備的正常運轉。設備名稱規格型號配備數量電力變壓器S11-M630/10 630KVA2電動空壓機L-22/75內燃發電機NTA855-G1軸流通風機DSF- 2×38/115KW1開挖支護臺架自制1防水板臺階自制2風動鑿巖機YT-2826混凝土濕噴機TK5002錨桿注漿機NZ130A1液壓襯砌臺車雙線SMT1混凝土輸送泵HTB60C-1413 90KW1輪式裝載機側卸 LG855B2挖掘機小松PC2001自卸卡車SS-16 16m³4表1 頂溪隧道進口主要施工機電設備表4、 工序時間分析4.1 初期支護工序時間分析 4.1.1 鉆眼耗時分析由于

8、圍巖較硬，成孔較易保持，不需要重復鉆孔，故鉆孔時間為純鉆眼時間。人工鉆成孔速度取4.5min/m，上臺階爆破眼數約127個，上共16把鉆平行進行鉆孔作業，平均每把鉆負責約8個孔，2.5m深的炮孔純鉆眼時間約為2.5*4.5=11.25min，包括其釬桿定位及退位，平均約15min/孔。8個孔共耗時約120min。考慮臺架就位、撤離等其它影響因素約2030min。亦就是說：對于中硬巖，150min即約可完成一個循環的所有鉆孔，計算取值為2.5h。另安排裝藥爆破時間約30min。打鉆、裝藥、爆破一循環共耗時3h。 4.1.2 出碴耗時分析以客運專線隧道b圍巖施工參數進行計算，隧道上臺階斷面面積為8

9、7.14m², 施工單循環進尺以2m計算，考慮松散系數為1.4，則虛方為:87.14×2×1.4=243.992m³。出碴車輛每次裝運量約為15 m²/車，則每循環共需裝運車次為：243.992÷1516.27車次，即約17車。裝載機單斗最大容量在3 m³左右，考慮不滿系數，平均單斗容量按2m³計算。基本上78鏟斗即可裝滿一碴車。若裝載機以0.8min/斗的速度裝碴，采用雙裝載機裝碴，則將1輛15 m³的出碴車裝滿耗時約需3.2min；故將裝載機純裝車時間按3.2min/輛計算。掌子面爆破后，要確保在最短

10、的時間內將碴出完，則需要距工作面上最近的調頭處至工作面之間有一輛碴車在運行或正在接受裝碴。1#車離開工作面，2#車應立即倒退至工作面裝碴，如此循環至工作面上石碴完全運出。1#車離開工作面，2#車倒退至工作面所需時間月為2.5min。上述計算知車輛自調頭處倒退至工作面耗時約2.5min，裝碴時間約3.2min，此段時間共需要約5.7min。取值為6.0min。考慮裝載機清理爆碴、就位、撤離時間約30min。則出碴共需耗時約2.2h，即需要約2.2h才能將單循環爆碴完全出完。4.1.3 支護時間分析根據現場統計，支護考慮鋼架、鋼筋網、錨桿施工時間，共需約2h。噴錨采用混凝土濕噴機，理論噴射速度為5

11、m³/h，實際考慮4m³/h，開挖支護2.5m共需噴射2.5×6.88=17.2m³，考慮超挖因素影響，共計噴射20 m³。施工時使用2臺濕噴機同時作業，噴射需用時2.5h，考慮施工準備等影響因素，暫按4h計算。支護共用時6h。序號工序名稱消耗時間備注1測量放線0.32鉆孔及爆破33出碴2.24斷面修整及測量0.55立架及錨桿26噴砼47合計12表2 b級圍巖開挖支護作業循環時間月工作日歷按30天計算，每日24小時，共720小時。720小時/月×2m/循環=120m/月12小時/循環即在級圍巖中，采用人工多功能臺架施工雙線單洞的平均進

12、度指標可達到120m/月。4.2 仰拱施工工序時間分析 4.2.1 隧底初期支護時間分析根據現場實際施工情況，在下臺階施工時一同將隧底爆破完成。進行隧底施工時只需挖掘機開挖隧底并配合出碴車進行出碴。隧底開挖時間為3.5h。根據現場統計，隧底支護考慮鋼架施工時間，共需約3h。噴錨采用混凝土濕噴機，理論噴射速度為5m³/h，實際考慮4m³/h，開挖支護12m共需噴射12×3.75=45m³，考慮超挖因素影響，共計噴射50 m³。施工時使用2臺濕噴機同時作業，噴射需用時6.25h，考慮施工準備等影響因素，暫按7h計算。支護共用時13.5h。 4.2.

13、2 仰拱施工時間分析根據現場統計，仰拱防水板、排水盲管布設共需3.5h。仰拱鋼筋綁扎需12h。仰拱移動模架定位及堵頭板施工需3h。澆筑仰拱混凝土需約10h。仰拱澆筑完成后8h，澆筑仰拱填充混凝土。仰拱填充混凝土澆筑需約5h。考慮混凝土凝固時間，仰拱填充面澆筑完成后12h可行車，進行下一循環仰拱施工。依此計算，進行一循環仰拱施工共需要67小時。月工作日歷按30天計算，每日24小時，共720小時。720小時/月×12m/循環=129m/月67小時/循環考慮其他影響施工進度的因素，仰拱施工平均進度指標可達到120m/月。 4.2.3 二襯施工時間分析根據現場實際施工情況，土工布、防水板掛設耗時約6.5h。二襯鋼筋綁扎耗時約19.5h。臺車定位、槽道安裝、堵頭板施工耗時約8h。因混凝土攪拌站距洞口過遠，準備工作完成后1h，混凝土到達施工現場，二襯混凝土澆筑約9h。二襯混凝土澆筑完成后24h可進行拆模。依此計算，進行一循環仰拱施工共需要68小時。月工作日歷按30天計算，每日24小時，共720小時。720小時/月×12m/循環=1