全工序机械化，这个隧道先“打个样”
民生
2024-11-08 18:41
浙江
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今年9月初，全省公路山岭隧道全工序机械化施工推进会召开。在甬台温改扩建台州北段项目的岩下徐2号隧道，几台大机器引来了行业专家的重点关注，它们能够实实在在“替人干活”，让“挖隧道”这个工程建造中的基本操作，干得更快，更高效，更安全。![]()
浙江“七山一水二分田”，山居多，全省交通工程的隧道数和总里程数，也在全国位于前列。同时，浙江公路中，山岭隧道建设中的安全管理难度，显然也是一个挑战。近年来，交通运输部以打造平安百年品质工程为目标，提出“机器减人，机器换人”的理念，浙江积极践行，走在前列。什么样的机器是真正有效的？机械化能不能达到全工序的程度？针对这类话题，浙江的有关部门和各个工程项目都在上下齐心，不断摸索。隧道施工分六步——开挖、初期支护、仰拱、防水层、二衬、电缆沟。其每一步工序，都离不开人，只是不同的工序需要不同技能和不同数量的工人。山岭公路隧道目前主流的开挖方式是钻爆法，意思是通过钻孔、装炸药，爆破，来开挖岩石。这种老办法需要很多人工，而且进度慢，噪音大，安全系数风险高，更谈不上自动化程度。就拿第一步钻孔为例，一个工人手持手风钻钻孔，单孔需要约15分钟，完成一个隧道掌子面，也就是一整个爆破作业面，需要14-18人，连续在密闭的隧道空间内高强度工作3小时。之后，装完炸药，爆破，清理，然后再开始钻下一个掌子面，周而复始，直至全洞开挖完成。![]()
因为打隧道的第一步过于传统，浙江交通的施工精锐就从第一步开始研究，什么样的机械可以尽可能代替人的作用。岩下徐2号隧道的做法是机械换人的初步答案。施工现场的主角是一台叫作“三臂凿岩台车”的机器，它长达17.5米，长着三只长手臂，灵活转动，伸缩，最为张扬。主要用来凿隧道的“手掌”，是可以钻透花岗岩的钨钢。操作手涂银、贾山山爬上驾驶室启动，机器发出隆隆声，在掌子面前10来米的位置就位。他们打开电脑屏幕，显示出200个左右钻爆点位，接着按下操作手柄，大台车就伸出手臂，突突快速钻进，不到2分钟，就打出1个4米多深的钻爆孔。随即立拱装药台车上下舞动，快速装药，湿喷机械手喷射初期支护混凝土……![]()
浙江交工甬台温改扩建台州北段项目经理宋颖告诉记者：“同样是钻孔施工，应用了三臂凿岩台车后，单孔作业时间约为1分钟40秒。以往，16人4小时做完的工作量，现在仅需3人3小时就搞定。这么算，工效提升了7倍多！”自从三臂凿岩台车上岗以来，钻爆工人老张就从隧道“失了业”，通过自身学习，考出了爆破员证，转岗去了爆破装药辅助工。他告诉记者，以前一天最多要在隧道里待8个小时，能摆脱阴暗、湿冷、灰蒙蒙又不通风的隧道，还要感谢这些机器人，现在工作环境改善了不少。![]()
仅仅一步是不够的。甬台温改扩建台州北段的做法，就是尽可能让每一步工序都能找到相对应的机械设备来完成，尽可能让机器来替代人，也就是全工序机械化。据了解，除了全自动三臂凿岩台车外，在隧道施工的六个步骤，项目还引进、升级了双曲臂凿岩台车、新型拱架安装台车、湿喷机械手、新型无门架二衬台车、自动挂布台车、智能蒸汽养护台车等“利器”，形成“5+N”的隧道全工序机械化施工工艺，每道工序都有不同数量的工人被替换，被“升级”。据统计，采用隧道全工序机械化施工工艺后，项目已实现掌子面施工人员数量减少81%，减轻劳动强度、提高开挖效率25%；每组拱架安装时间缩短至3.3小时，施工效率提升18%；钢拱架，加工精度合格率达到100%，用工数量减少50%。![]()
值得一提的是，项目还建立了隧道综合管理信息化平台，将质量、环境、安全、人员、设备等信息纳入数智管理中，实现隧道施工“一张图”管理，逐步实现“隧道机械化、智能化施工”的总目标。在全工序机械化先行试点下，后续，项目将探求更多更高效的新质生产力，力求加快形成一批可复制、可推广的成果和经验，打造平安百年品质工程标杆。钢拱架是保证围岩稳定安全的重要一环。项目引入钢拱架自动加工流水线，将拱架节段施工过程中自动上料、数控弯曲、自动切割、高压寻位、机器人自动焊接、桁架吊运、AGV自动转运分区码垛等工艺，实现日夜全时段、全过程自动流水线一体化智能生产。采用钢拱架自动加工流水线作业后，综合日产能可达140节钢拱架。实现减人50%，拱架单节段加工时间7分钟，较人工日产能提升30%，加工精度合格率达到100%。![]()
编辑|王旻洁
策划|俞翌立
文字|林木
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