高原隧道施工机械能效分析杨华

高原隧道施工机械能效分析杨华

杨华

中铁二十一局集团第四工程有限公司

摘要：考虑到高原隧道施工的实际难度，在高原隧道施工中应用必要的机械设备是十分重要的。基于高原隧道施工实际，以及高原隧道施工的现实需求，在施工机械选择和使用中，不但要做好机械设备种类的选择，同时还要重视机械设备效能的发挥，使机械设备的效能能够得到最大程度的发挥，为高原隧道施工提供有力的支持和帮助，确保高原隧道施工能够取得实效。因此，我们应重视施工机械能效的分析，提高高原隧道施工效率。

关键词：隧道施工；机械设备；使用能效

一、前言

从当前高原隧道施工来看，考虑到高原地形特殊及隧道施工的实际难度，施工机械成为了隧道施工的重要辅助手段，关系到整个高原隧道施工的质量和效果。基于这一认识，在高原隧道施工过程中，我们应充分认识到使用施工机械的重要性，并对施工机械使用方案进行优化，确保施工机械能够得到充分利用，在同等使用成本的前提下，提高施工机械能效，满足高原隧道施工需要。为此，我们应认真分析高原隧道工程施工特点，并研究高原隧道施工机械应用的注意事项，同时制定具体的施工机械能效提高方法，保证施工机械能效能够得到持续提高。

二、高原隧道工程施工特点分析

高原高寒地区，隧道施工处于低气温、低气压的施工环境中，比之一般地区，混凝土在施工中和运营期间的冻融破坏、内燃动力设备的效率降低、施工中的通风排烟等均需采取特殊的施工措施。我国已建成的隧道工程在高原高寒条件下的施工中，最冷月都停止了混凝土的施工。我国近五年内即将开工建设的高原隧道总长达50公里以上，研究高原地区的隧道施工机械能效提高办法，具有广阔的运用和推广前景，对我国西部交通基础设施的建设具有重要意义。

从上述分析可知，高原隧道工程的施工特点主要可以总结为以下几点：

1、高原隧道气温和气压较低，混凝土施工难度大

从当前高原隧道施工现场来看，由于气温和气压较低，导致了混凝土在凝结过程中存在困难，严重时会导致混凝土质量难以达标，危害隧道的整体质量。

2、高原隧道的内燃动力设备效率偏低，提高难度大

由于高原地区气压较低，对于内燃动力设备而言，所需的气压不够会导致内燃动力设备无法正常工作，影响内燃动力设备的运转。但是高原地区气压低是难以改变的，因此内燃设备的运转效率提高难度较大。

3、高原隧道的通风排烟需要采用专门的排风设备

在高原隧道施工中，隧道内气压低，只有使用专门的通风排烟设备才能保证隧道内空气质量达标。因此，专门的排风设备在高原隧道施工中得到了重要应用。

三、高原隧道施工机械应用的注意事项

在高原隧道施工过程中，机械设备的运用对提高施工效率，满足施工需要具有重要的促进作用。但是考虑到高原隧道施工的实际难度和高原隧道的自然条件，高原隧道施工机械在应用中应注意以下事项：

1、高原隧道施工应合理选用机械设备

考虑到高原地区的低气温和低气压的现状，在施工机械设备选择过程中，内燃动力设备由于对气压要求较高，因此内燃设备应尽量少选或者不选，如果必须选择，也应增加相应的气压控制装置。除此之外，鉴于高原地形特殊，还要选取便于移动和转运的设备，减少机械设备的运输和转运成本。

机械配置水平主要是以开挖机械来划分的。二次衬砌的修筑，不管施工方法如何，多数是采用各种类型的模板台车进行。而运输机械则应与开挖机械协调配置。从目前的实际情况看，大型施工机械，如多臂液压钻孔台车还是比较少的，而隧道的修建数量却大幅度地增长，在这种情况下，采用多功能台架或自行研制的门架式钻孔台车是很自然的。同时，发展适应各种条件下的全断面法和半断面法开挖的各种机械是很重要的。

2、高原隧道施工应减少机机械设备的运输和转运

在高原地区，地形复杂运输路径较长，如果机械设备频繁运输和转运，由此花费的成本将是非常高的，基于这一认识，在高原隧道施工中应尽量减少机械设备的运输和转运，如果确需运输和转运，应选择履带式机械设备，减少机械转运和运输的成本，提高机械设备的整体能效。

3、高原隧道施工应注意提高机械设备使用效率

在高原隧道施工中，机械设备的使用是必不可少的。但是考虑到机械设备的运转成本，只有注重提高机械设备的使用效率，充分提高机械设备的能效，才能使机械设备的作用得到充分发挥。为此，我们应研究并制定机械设备的使用方法，全面提高机械设备的使用效率。

应首先建立配套的目标函数。配套的终极目的是形成一定的、均衡的生产能力。也就是说，在满足工期的条件下，设备最简单、效率最高的配套方案是最佳选择，是我们追求的目标。为保证实现均衡速度的目标，配套的生产能力应具有一定的富裕。即：配套的生产能力>（1.2～1.5）均衡的生产能力。

四、高原隧道施工机械提高能效的具体方法

鉴于机械设备对高原隧道施工的重要作用，在高原隧道施工中，我们应从以下几个方面入手，全面提高机械设备的能效：

1、高原隧道施工应制定具体的机械设备使用计划

考虑到高原隧道施工的实际难度，在高原隧道施工过程中，只有根据工程需要制定具体的机械设备使用计划，并严格按照施工组织设计执行，才能保证机械设备的使用能效满足工程要求，为提高高原隧道施工质量和施工效率提供有力支持。从这一点来看，制定具体的机械设备使用计划，对提升机械设备能效具有重要作用。为此，在高原隧道施工中我们应从制定具体的机械设备使用计划入手。

2、高原隧道施工应充分挖掘机械设备潜力

在高原隧道施工中，既要配备必要的机械设备，同时也要全面提高机械设备的潜力，使机械设备能够得到充分的利用，保证机械设备在满足施工需要的同时，能够提高整体能效。从这一点来看，高原隧道施工应充分挖掘机械设备的潜力，为保障高原隧道施工提供有力支持，保证高原隧道施工能够在整体性和效率上得到持续提高，满足高原隧道施工需要。

3、高原隧道施工应合理配置机械设备的数量

虽然高原隧道施工机械设备的配备是现实选择，但是考虑到机械设备使用过程中的成本，只有合理配置机械设备的数量，并做到最大程度的提高机械设备的能效，才能够满足高原隧道施工需要，为高原隧道施工提供有力支持，保证高原隧道施工中的机械设备作用得到充分发挥，提高高原隧道施工的整体质量。从这一点来看，合理配置机械设备的数量，是提高高原隧道施工机械能效的关键手段。

五、结论

通过本文的分析可知，在高原隧道施工过程中，考虑到高原隧道施工的现实难度，只有合理使用机械设备，并全面提高机械设备的能效，才能满足高原隧道施工需要。结合高原隧道施工实际，应从制定具体的机械设备使用计划、充分挖掘机械设备潜力和合理配置机械设备的数量等方面出发，保证高原隧道施工机械能效得到全面提高。

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