毛巾挂件
（四川川交路桥有限责任公司，四川德阳618300）
【摘要】随着公路隧道建设需求和规模的快速增长，对施工效率、安全及质量管控方面的要求也不断提高，推动隧道建设机械化转型升级，实现机械化施工、智能管控已成为当前急需解决的问题。鉴于此，本文介绍了一套隧道全工序机械化及配套智能化管控施工技术，实现机械化减人、智能化提高功效，旨在为类似项目提供参考。
【关键词】隧道；机械化配套；智能管控
【中图分类号】U455.3【文献标识码】A【文章编号】2095-2066（2021）05-0271-02
1工程概述
宁会隧道穿越宁南县石梨乡和会东县平塘乡之间的大火山，总长10.297km，属超特长隧道，为G4216线宁南至攀枝花段高速公路的控制性工程。施工采用两端往分界点掘进，隧道围岩均为Ⅳ、Ⅴ级，岩性主要为页岩、砂岩、白云岩、灰岩为主，存在的主要地质问题有岩爆、大变形、涌突水，洞口段为微瓦斯设防。由于围岩强度普遍偏低，加之埋深偏大，地质情况复杂，施工风险较高。 2机械化配套
2.1开挖
本项目采用1台三臂全电脑版液压凿岩台车进行钻孔作业取代人工YT28成孔。智能型三臂凿岩台车用于开挖环节的凿岩钻孔作业，具备隧道设计导入、空间补偿定位、三维轮廓扫描、自动接杆、自动钻孔、机械化装药、管棚自动施工、自动注浆、钻孔日志自动生成等功能。1台设备仅需2名操作手即可完成[1]。 2.2初支氮气压力表
（1）采用多榀拱架整体式安装台车取代传统人工洞内组装。经实地调研考察，项目拱架安装选用智能多榀拱架整体式安装台车。该台车可实现2~3榀拱架、网片、纵向连接钢筋同时安装，顶部单元安装时因与钢筋网片一体成型，安全性更高，单循环用时1.5h。在左右臂上可加装锚注一体机，拱架和钢筋网片可在钢筋加工厂集中成套加工，仅需到现场进行安装即可。人员可站在相对安全的位置遥控设备进行安装，人员暴露在危险区域时间短；拱架与钢筋网片提前形成一个整体，也防止掌子面掉渣和落石对人员造成伤害。 （2）用自动喷射机械手取代传统人工潮喷。湿喷台车用于初支环节的混凝土喷射作业，具备遥控操
控、自动喷射、喷射方量自动计算等功能。传统的潮喷工艺需12~13人，采用自动喷射机械手只需2~3人即可完成，用工人员大大减少。湿喷机械手每小时最大喷射量30m3，效率是普通湿喷机的3~5倍，水平摆动角度360°，竖向摆动角度240°，有效消除喷射盲区，配备自动驱动系统，机动灵活，可大大缩短工序衔接时间；人
员可站在相对安全的位置通过遥控操作，不暴露在危险区域，
施工安全有很大提高；粉尘量少，掌子面区域空气质量更好，
有效改善作业环境，更有利于职业健康安全方面的要求；采用
湿喷分层喷射，初始速度大，混凝土附着力更好，平整度和密
实度能够得到保证；大幅降低混凝土的回弹量，减少损耗，大
大节约初期支护喷射混凝土的成本。
2.3仰拱铺底
（1）采用自行式仰拱栈桥取代自制栈桥。传统的仰拱栈桥
多为自制加工而成，加工长度有限仅作为仰拱施工时车辆通
行使用，由于采用左右分幅支垫时容易产生高差从而导致车
辆侧翻。通过考察，选用自行式仰拱栈桥及配套仰拱弧形模
电厂生产管理系统
板，达到栈桥快速的搭设及固定，可实现仰拱弧形模板配套要
求，达到仰拱浇筑一次成型，确保施工质量，实现仰拱浇筑与
栈桥通行互不干扰，提高施工效率，加快隧道衬砌封闭成环。
（2）采用整体式中央水沟模板取代组合小钢模。传统的中
央水沟多采用钢模或木模板，人工关模浇筑，经常出现板缝处
理不到位、线型不顺直、关模用时长、效率低等问题。针对这一
系列问题，项目对中央水沟模板进行了整体设计、制作和加
工，达到模板整体安装、快速浇筑、确保质量的目的。
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通过吊装，可快速就位，由1~2人便可完成模板的安装。
可实现中央水沟的整体化浇筑，实现快速安、拆模板，可确保
施工质量、提高施工效率。
零时刻（3）采用自动摊铺整平机替代人工摊铺。针对铺底、基层
施工平整度差的情况，在施工中采用自动摊铺整平机。该机宽
度可根据浇筑宽度进行定制，进行半幅浇筑作业，确保在隧道
施工中不影响其他工序的施工。
（4）采用自行式中央水沟盖板及安装台车洞内预制安装。
本项目自主设计并加工成套的央水沟盖板浇筑及移动台车，
增加行走马达，达到行走自动化，增加随车吊装设备，实现可
随走随吊装的效果。解决就地浇筑的问题，也解决运输问题及
安装问题，保证了施工质量，达到快速关模、快速浇筑、随制随
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安的效果。
2.4二衬
（1）采用智能化防水板挂布台车。采取对挂布台车进行改造，在周边加装环向提升系统和周边控制定位系统，实现防水板自动展铺，大大提高铺挂质量和效率，同时用于二衬钢筋的快速安装、定位，确保钢筋的安装质量，达到一车两用。通过操控防水板操作臂架，可实现防水板的起吊、展铺的自动化，提高铺挂施工效率；通过操控台车上的钢筋固定支架，可确保钢筋安装质量及效率。
经改造后提高了施工的安全性和施工效率，采用自动起吊设备，改变传统的人工搬、抬、提等方法；防水板安装用工人员减少，仅1耀2人即可，铺挂宽度可增大至6m减少接缝数量；自动展铺、安装，防水板铺设质量更能得到保证；通过钢筋固定支架，钢筋间距及安装质量更能得到保证。
（2）采用智能化浇筑二衬台车取代传统二衬台车。智能化衬砌台车是集主体结构（模板、门架、行
走、附属装置、支撑杆件）、双浇筑系统、高频振捣系统、输送管路系统、液压系统、控制系统于一体的新型隧道智能化施工装备，具备自动分层分窗带压浇筑、自动振捣、温度监测等功能。
通过采用智能化浇筑台车，可自动分窗均匀布料、空洞检测、带模注浆，并设置了可视化高分子材料堵头模板，可精确固定中埋式止水带，彻底解决普通堵头板与纵向钢筋间的漏浆和安装问题，提高二衬整体安装效率。
（3）采用自行式电缆沟作业台车。通过控制液压行走，可快速就位，实现电缆沟的整体化浇筑，实现快速安、拆模板，确保施工质量、提高施工效率。
3智能化配套系统
智能化配套系统通过数据的收集整理、分析、应用，从而达到先进设备的整合及应用、对工艺的优化、各工序时间无缝衔接管理、施工节能控制终端等一系列手段，从而实现隧道成套设备智能化施工。
3.1研发智能化变频空压机及配套远程控制系统
空压机是隧道施工中的大功率设备，其正常稳定运行对隧道的施工影响较大，是主要耗能设备。空压机控制系统，采用工业互联网管理方式，无须现场人工操作，其设备控制、设备状态都可在远程管理
平台实现操作和查看，同时能精确控制每台空压机的充分必要用电时间，合理调度，避免无效用电，从而达到降低能耗的效果。
3.2风机智能联动系统
风机是隧道内通风必不可少的设备。持续有效的送风量将减少隧道内粉尘和有毒有害气体浓度，确保施工人员健康安全。风机控制系统，采用工业互联网管理方式，无须现场人工操作，其设备控制、设备状态都可在远程管理平台实现操作和查看；同时能够与隧道内有毒有害气体监测系统实现联动，可根据隧道内瓦斯、一氧化碳、硫化氢等有毒有害气体浓度实时控制风机风速、风量，当毒害气体浓度达到阈值，加大送风量，当隧道内没有作业人员，适当减小送风量，在保证施工人员健康安全的同时，降低能耗，节约成本。
3.3智能视频监控系统
隧道内人员定位系统实时跟踪并展示隧道内人员位置，特别是危险区域人员位置，并防止未授权人员进入危险区域，及时发现未出洞人员，保障人员安全。可根据区域划分，统计各区域人员的分布情况。在隧道人员集中位置，如掌子面、二衬、交叉道口、进出口等布置定位，重点监控。同时还可以对每个重点区域的人数进行控制，一旦人数达到最高阈值，触发报警机制，及时撤离部分闲置人员，以保障施工人员的安全。
3.4三维激光扫描系统
根据目前隧道施工中经常出现的开挖侵限、二衬厚度不够、衬砌背后空洞或不密实等诸多问题，常用的二维激光断面仪、地质雷达等检测手段，多为大间距抽检或事后检测，仍有漏检的情况发生，为解决目前常见的问题，项目采用三维激光扫描系统，实现全息、全面、快速、自动检测，辅助进行事前、事中的精细化质量管控，避免漏检，保障质量缺陷得到及时有效处置，同时也能满足事后监控量测的需要，为施工全阶段实时提供质量、监控信息。
3.5智慧隧道智能管理平台
以宁会隧道为依托，联合相关单位，开发一套基于三维可视化隧道模型的隧道智能管理平台。本平台涉及人工智能、图像识别、物联网、大数据等多项智能技术，涵盖设计、施工、运维三大板块，设计板块嵌入BIM设计模型和标准支护数据库，施工板块集成智能化工艺、数据智慧化采集与智能解析、施工节能控制、施工智能组织、远程指挥等多个系统，打造集设计、施工、运维于一体的智慧隧道智能管理平台，成为隧道智慧化建设管理的主要载体。
通过Excel表格线下填报和小程序线上填报两种方式将隧道施工过程中各道工序的详细数据进行收集，包括衬砌类型、人员数量、设备数量、炸材消耗、时间节点等。通过对整理后的数据进行计算，得出日进尺、循环进尺、月进尺、各衬砌日均进尺、月客观耗时等。将分析后的相关数据导入展示平
台管理系统，进行可视化展示。
当采集的数据达到一定规模，可以根据每个隧道的综合情况建立施工进度的数学模型，根据模型下达施工任务和制定考核标准，形成实时反馈机制，一旦发现异常情况，立刻将信息发给相关管理人员。通过可视化平台直观展示，采用表格、图形方式让管理者能更形象理解、发现问题，实现对项目进行投标前的智能分析评估、施工过程中的进度及成本的实时监控预警、完工后的复盘和总结。离子风机aryang
4结语
综上所述，通过采用全套机械化作业及配套智能化平台管理后，减少隧道作业人员数量，工序衔接时间缩短，从而实现加快施工循环。作业人员暴露在危险环境时间缩短能降低生产安全事故频率，通过平台数据分析和应用实现及时发现问题，降低能耗。
参考文献
[1]赵原野.机械化施工配套在高速铁路隧道施工中的应用[J].工程建
设与设计，2019（7）：216-218.
收稿日期:2021-04-01
作者简介：喻业洪（1980—），男，汉族，四川成都人，本科，工程师，从事高速公路施工工作。
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