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摘要：在高速公路工程机械化施工过程中，各种施工机械都有其独特的技术性能，施工机械的配置是否合理，管理是否得当，将直接影响高速路的质量与施工企业的经济效益。本文分析了高速公路工程机械化施工的意义，探讨了机械化施工合理配置的原则，机械选型的方法，以及施工过程中的机械管理。
关键词：公路；机械化；管理
一、高速公路工程机械化施工的意义
公路机械化施工是减轻劳动强度、提高工效、加快建设速度、保证工程质量、节约资金和降低成本的重要手段。目前公路建设的特点是工程量巨大、工程质量要求高、施工工艺复杂、建设周期要求短，施工的经济效益要求高，传统的施工方式不能满足上述要求，而机械化施工則能够满足上述要求。机械化施工是实现公路建设向现代化生产模式转变的重要措施，所以高速公路工程机械化施工是公路建设事业发展的必然趋势。随着技术水平不断发展，高质量、高效率的施工机械将不断出现，以满足公路建设高速度、高标准、高等级的需要。因此，不断采用先进的机械设备，取代使用中低效、高耗的落后机械，加强使用、维修等管理，也是公路机械化施工与提高机械化施工水平的必然要求。
二、公路工程施工机械选型管理
（一）根据公路建设项目作业内容选择施工机械
以路基工程施工为例，路基工程作业内容包括土石方挖掘、铲运、填筑、压实、修整及挖沟等基本内容，以及伐树除根、松土、爆破、表层清理和处置等辅助作业，每种作业可根据表1所列的工程类别选择机械与设备。
（二）根据工程量选择施工机械
在公路建设项目的施工期限内，按照施工计划中的月作业强度和日作业量选择施工机械。
（三）根据运输距离和道路情况选择施工机械
在沥青路面施工中，为保证沥青混合料摊铺工序所需温度（≥110℃）和压实工序所需温度（≥90℃），自卸车运输沥青混合料的距离不宜超过30km。在路基工程施工中，选择施工机械时应考虑运输机械的经济运距和道路条件。所谓经济运距，是指机械施工时较为经济的范围。道路条件是指道路的类别、路况、坡度和路面阻力等。因此，可根据表2推荐选择施工机械。
（四）根据土质选择施工机械
在路基工程施工中，土壤是施工机械作业的主要对象，其性质和状态直接关系到施工机械的作业质量、作业效率和成本，因此土质是选择施工机械的重要根据之一。根据土壤性质和状态，可供选择的土方施工机械有推土机、装载机、平地机、挖掘机等，压实机械有光面压路机、轮胎压路机、振动压路机等。
（五）根据气象条件选择施工机械
雨水会迅速改变土壤状态，特别是粘土。因此，选择施工机械时要充分考虑公路建设项目施工期间的气象情况。例如，久晴不下雨、土质干燥时可选择轮式施工机械进行作业；反之，旷日持久下雨、土壤过分潮湿和作业场地及道路泥泞时，则选用履带式施工机械进行作业为宜。
三、公路隧道施工设备的选型管理
（一）隧道断面距离和大小
隧道断面宽度和尺寸决定了隧道施工设备的综合利用效率。施工设备的选型和配套在受隧道内部空间限制的条件下不仅要考虑设备性能以及互相之间的匹配，还必须考虑设备本身的外形尺寸、工作半径等。所有的运输和随时进出洞设备的外形尺寸要能满足通过衬砌台车和错车安全距离的要求。如选型不当，则设备在洞内可能无法正常工作，或互相之间形成干扰，最终导致其不能最大限度的发挥效能。如装碴设备的选择就必须考虑洞内空间。装碴设备的工作半径太小则影响装碴速度，大型设备的效能就无法得到充分发挥。
（二）隧道施工量和规模
隧道自身的规模大小决定了隧道施工机械设备的规模。当隧道较长，投资较大时，可使用大型的隧道施工设备，这样既保证了大型设备效能的发挥，同时，大型设备带来的必然是工期、效率和人员成本的较少，也相对的降低了开支。相反，如果小型隧道使用大型设备施工，无论是在设备效能还是在成本核算上都是不合理的。所以隧道的施工需要进行成本控制，在考虑投入产出比例的前提下根据隧道的规模来选配机械设备。
（三）施工方案
施工方案确定的施工方法是决定隧道施工设备的选型与配套的第一要素。根据施工现场的地质条件、环境因素综合制定隧道施工方案，根据方案和预估的工程量确定设备的选型。如：采用钻爆法施工，需要考虑的渣土的运输方式、以及根据运输量确定设备的台套；同时需要考虑的二次衬砌的设备选型。总之，选择的机械设备要符合施工方案的设计要求。
（四）工期
工期决定了隧道施工的机械化程度，全面的机械化施工加上合理的资源调配必然会获得较高的生产效率，因此，在隧道工程工期要求紧得情况下，应尽量多的采用机械化施工，保证设备的性能和产量，同时协调各个作业面的机械化施工程度，保证机械设备的匹配和效率的最大化。
四、公路隧道施工机械配套的应用
（一）工程概述
本工程隧道为某高速公路控制性工程，从某省自然保护区通过，为双洞6车道，左、右线隧道分离布设。左线起讫桩号ZK32+447～ZK36+458，长4011m，最大埋深534m；右线起讫桩号YK32+459～YK36+339，长3880m，最大埋深504m。据统计，在没有竖井、斜井及平导等辅助设施的条件下，本隧道左线独头掘进长度4011m，超过了独头掘进长度3455m的潭峪沟隧道，是目前国内最长的单向3车道公路隧道。因此，隧道施工通风、施工用电、高压水和风、施工工期等成为施工的重点和难点。因此，本左线隧道大力推进机械化配套施工，作为解决这一系列重难点突破的建设工程分项
（二）施工机械介绍
1、AtlasCopco三臂台车
本隧道采用AtlasCopco三臂台车进行全断面开挖施工。该设备采用电力作为动力，由液压动力机组驱动，配有先进的电子控制系统；台车工作高度12m，工作宽度14m，一次可覆盖面积168m2，钻孔速度在普通岩层中可达2.5m/min，硬质花岗岩中可达2.0m/min，最大钻深5.24m，在潮湿、多尘的环境下均可正常工作。 2、湿喷机
Sika-PM500PC型砼喷射机组是一套带有机械手、混凝土泵、液压系统、行走系统、空气压缩机及高压清洗水泵的大型砼喷射机组；该设备理论泵送能力为30m3/h，最大喷射速度为26m3/h，最大输送压力为7.5Mpa，喷射骨料最大粒径为16mm，最大喷射高度为16.9m，最大喷射宽度为29m，最大喷射深度为8.7m、最远喷射距离15m，最小作业隧洞高度为4m，主泵电机功率为55kw，空压机电机功率为75kw；该设备采用人工摇控操作，配备液态添加剂计量输送系统，对混凝土和速凝剂流量同步程序控制，并具有人机对话、施喷数据设置、记录储存、即时显示喷射工况、故障警告等先进自动控制系统。
（三）施工方案
本隧道施工工艺复杂，控制工期，是本工程的重点和难点。采用新奧法施工，其施工严格遵循“光面爆破、喷锚紧跟、监控量测及时反馈和修正”以及“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则。在施工中积极推广和应用国内外隧道施工的新技术、新方法以及公司隧道施工的技术成果，采用快速高效的配套机械施工，实现开挖、出渣、喷射砼与二次衬砌砼机械相配合作业，确保隧道连续循环快速施工。
人工开挖与3臂台车掘进效益分析对比
洞身开挖采用2台三臂液压凿岩台车“双机单洞”全断面平行施工，司钻班6人，维修保养班4人，装药班11人，采取两班制作业；爆破采用大楔形掏槽光面爆破技术，优化施工工序，加快施工进度。出渣配3台ZL50L装载机出渣，1台备用；配备10台15t出渣车出渣，自卸车数量从4台随围岩进尺增加到10台。
初期支护采用sika-pm500pc湿喷机喷射作业，作业班4人，维修保养班2人，两班制作业。
潮喷湿喷效益分析对比
衬砌设计为曲墙式衬砌，采用2部全自动液压模板台车模筑混凝土施工，其中用于洞身正常段衬砌施工1台，用于洞身加宽带衬砌施工1台。模筑混凝土来自大型自动计量混凝土拌合站，采用4台9立方的混凝土运输车，1台混凝土输送泵进行混凝土浇筑。
结束语
为确保高速公路工程质量，实现快速、高效、安全施工，必须重视机械施工技术和管理，配有相应的技术骨干和机具设备，采用现代机械化的施工方法等。应当适当的选用适合的机械，严格操作，谨遵标准，力求将整个高速公路工程做到质量最优。
参考文献：
[1]张学峰.对公路施工企业现代工程机械设备管理的浅议[J].中国科技博览，2011（29）.
[2]宋和平；赵丽.公路施工机械的选择及配置[J].筑路机械与施工机械化.2009（11）
关键词：公路；机械化；管理
一、高速公路工程机械化施工的意义
公路机械化施工是减轻劳动强度、提高工效、加快建设速度、保证工程质量、节约资金和降低成本的重要手段。目前公路建设的特点是工程量巨大、工程质量要求高、施工工艺复杂、建设周期要求短，施工的经济效益要求高，传统的施工方式不能满足上述要求，而机械化施工則能够满足上述要求。机械化施工是实现公路建设向现代化生产模式转变的重要措施，所以高速公路工程机械化施工是公路建设事业发展的必然趋势。随着技术水平不断发展，高质量、高效率的施工机械将不断出现，以满足公路建设高速度、高标准、高等级的需要。因此，不断采用先进的机械设备，取代使用中低效、高耗的落后机械，加强使用、维修等管理，也是公路机械化施工与提高机械化施工水平的必然要求。
二、公路工程施工机械选型管理
（一）根据公路建设项目作业内容选择施工机械
以路基工程施工为例，路基工程作业内容包括土石方挖掘、铲运、填筑、压实、修整及挖沟等基本内容，以及伐树除根、松土、爆破、表层清理和处置等辅助作业，每种作业可根据表1所列的工程类别选择机械与设备。
（二）根据工程量选择施工机械
在公路建设项目的施工期限内，按照施工计划中的月作业强度和日作业量选择施工机械。
（三）根据运输距离和道路情况选择施工机械
在沥青路面施工中，为保证沥青混合料摊铺工序所需温度（≥110℃）和压实工序所需温度（≥90℃），自卸车运输沥青混合料的距离不宜超过30km。在路基工程施工中，选择施工机械时应考虑运输机械的经济运距和道路条件。所谓经济运距，是指机械施工时较为经济的范围。道路条件是指道路的类别、路况、坡度和路面阻力等。因此，可根据表2推荐选择施工机械。
（四）根据土质选择施工机械
在路基工程施工中，土壤是施工机械作业的主要对象，其性质和状态直接关系到施工机械的作业质量、作业效率和成本，因此土质是选择施工机械的重要根据之一。根据土壤性质和状态，可供选择的土方施工机械有推土机、装载机、平地机、挖掘机等，压实机械有光面压路机、轮胎压路机、振动压路机等。
（五）根据气象条件选择施工机械
雨水会迅速改变土壤状态，特别是粘土。因此，选择施工机械时要充分考虑公路建设项目施工期间的气象情况。例如，久晴不下雨、土质干燥时可选择轮式施工机械进行作业；反之，旷日持久下雨、土壤过分潮湿和作业场地及道路泥泞时，则选用履带式施工机械进行作业为宜。
三、公路隧道施工设备的选型管理
（一）隧道断面距离和大小
隧道断面宽度和尺寸决定了隧道施工设备的综合利用效率。施工设备的选型和配套在受隧道内部空间限制的条件下不仅要考虑设备性能以及互相之间的匹配，还必须考虑设备本身的外形尺寸、工作半径等。所有的运输和随时进出洞设备的外形尺寸要能满足通过衬砌台车和错车安全距离的要求。如选型不当，则设备在洞内可能无法正常工作，或互相之间形成干扰，最终导致其不能最大限度的发挥效能。如装碴设备的选择就必须考虑洞内空间。装碴设备的工作半径太小则影响装碴速度，大型设备的效能就无法得到充分发挥。
（二）隧道施工量和规模
隧道自身的规模大小决定了隧道施工机械设备的规模。当隧道较长，投资较大时，可使用大型的隧道施工设备，这样既保证了大型设备效能的发挥，同时，大型设备带来的必然是工期、效率和人员成本的较少，也相对的降低了开支。相反，如果小型隧道使用大型设备施工，无论是在设备效能还是在成本核算上都是不合理的。所以隧道的施工需要进行成本控制，在考虑投入产出比例的前提下根据隧道的规模来选配机械设备。
（三）施工方案
施工方案确定的施工方法是决定隧道施工设备的选型与配套的第一要素。根据施工现场的地质条件、环境因素综合制定隧道施工方案，根据方案和预估的工程量确定设备的选型。如：采用钻爆法施工，需要考虑的渣土的运输方式、以及根据运输量确定设备的台套；同时需要考虑的二次衬砌的设备选型。总之，选择的机械设备要符合施工方案的设计要求。
（四）工期
工期决定了隧道施工的机械化程度，全面的机械化施工加上合理的资源调配必然会获得较高的生产效率，因此，在隧道工程工期要求紧得情况下，应尽量多的采用机械化施工，保证设备的性能和产量，同时协调各个作业面的机械化施工程度，保证机械设备的匹配和效率的最大化。
四、公路隧道施工机械配套的应用
（一）工程概述
本工程隧道为某高速公路控制性工程，从某省自然保护区通过，为双洞6车道，左、右线隧道分离布设。左线起讫桩号ZK32+447～ZK36+458，长4011m，最大埋深534m；右线起讫桩号YK32+459～YK36+339，长3880m，最大埋深504m。据统计，在没有竖井、斜井及平导等辅助设施的条件下，本隧道左线独头掘进长度4011m，超过了独头掘进长度3455m的潭峪沟隧道，是目前国内最长的单向3车道公路隧道。因此，隧道施工通风、施工用电、高压水和风、施工工期等成为施工的重点和难点。因此，本左线隧道大力推进机械化配套施工，作为解决这一系列重难点突破的建设工程分项
（二）施工机械介绍
1、AtlasCopco三臂台车
本隧道采用AtlasCopco三臂台车进行全断面开挖施工。该设备采用电力作为动力，由液压动力机组驱动，配有先进的电子控制系统；台车工作高度12m，工作宽度14m，一次可覆盖面积168m2，钻孔速度在普通岩层中可达2.5m/min，硬质花岗岩中可达2.0m/min，最大钻深5.24m，在潮湿、多尘的环境下均可正常工作。 2、湿喷机
Sika-PM500PC型砼喷射机组是一套带有机械手、混凝土泵、液压系统、行走系统、空气压缩机及高压清洗水泵的大型砼喷射机组；该设备理论泵送能力为30m3/h，最大喷射速度为26m3/h，最大输送压力为7.5Mpa，喷射骨料最大粒径为16mm，最大喷射高度为16.9m，最大喷射宽度为29m，最大喷射深度为8.7m、最远喷射距离15m，最小作业隧洞高度为4m，主泵电机功率为55kw，空压机电机功率为75kw；该设备采用人工摇控操作，配备液态添加剂计量输送系统，对混凝土和速凝剂流量同步程序控制，并具有人机对话、施喷数据设置、记录储存、即时显示喷射工况、故障警告等先进自动控制系统。
（三）施工方案
本隧道施工工艺复杂，控制工期，是本工程的重点和难点。采用新奧法施工，其施工严格遵循“光面爆破、喷锚紧跟、监控量测及时反馈和修正”以及“少扰动、快加固、勤量测、早封闭”的原则。在施工中积极推广和应用国内外隧道施工的新技术、新方法以及公司隧道施工的技术成果，采用快速高效的配套机械施工，实现开挖、出渣、喷射砼与二次衬砌砼机械相配合作业，确保隧道连续循环快速施工。
人工开挖与3臂台车掘进效益分析对比
洞身开挖采用2台三臂液压凿岩台车“双机单洞”全断面平行施工，司钻班6人，维修保养班4人，装药班11人，采取两班制作业；爆破采用大楔形掏槽光面爆破技术，优化施工工序，加快施工进度。出渣配3台ZL50L装载机出渣，1台备用；配备10台15t出渣车出渣，自卸车数量从4台随围岩进尺增加到10台。
初期支护采用sika-pm500pc湿喷机喷射作业，作业班4人，维修保养班2人，两班制作业。
潮喷湿喷效益分析对比
衬砌设计为曲墙式衬砌，采用2部全自动液压模板台车模筑混凝土施工，其中用于洞身正常段衬砌施工1台，用于洞身加宽带衬砌施工1台。模筑混凝土来自大型自动计量混凝土拌合站，采用4台9立方的混凝土运输车，1台混凝土输送泵进行混凝土浇筑。
结束语
为确保高速公路工程质量，实现快速、高效、安全施工，必须重视机械施工技术和管理，配有相应的技术骨干和机具设备，采用现代机械化的施工方法等。应当适当的选用适合的机械，严格操作，谨遵标准，力求将整个高速公路工程做到质量最优。
参考文献：
[1]张学峰.对公路施工企业现代工程机械设备管理的浅议[J].中国科技博览，2011（29）.
[2]宋和平；赵丽.公路施工机械的选择及配置[J].筑路机械与施工机械化.2009（11）