第一篇：攪拌機(jī)設(shè)計(jì)--筑路機(jī)械化與施工機(jī)械化

筑路機(jī)械化與施工機(jī)械化

Roda Mhcanieyr & Conurtsoitcn Mhceazinaoitn

1999年 第16卷 第2期 Vo1.16 No.2 1999 摘要 在修筑各級(jí)公路和城市道路中，雙臥軸強(qiáng) 制連續(xù)式攪拌機(jī)被廣泛用于各種級(jí)配混合料的攪拌。在介紹了該型攪拌機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì) 其攪拌槳葉拌料時(shí)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)進(jìn)行分析后，較為詳實(shí)地闡述了攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的確定 方法，以及此設(shè)計(jì)方法用于穩(wěn)定土廠拌設(shè)備后的實(shí)際應(yīng)用情況。

關(guān)鍵詞 穩(wěn)定土廠拌設(shè)備 攪拌機(jī) 攪拌槳葉 拌缸 混合料 受力分析

Design of Forced Continuous Mixer with Double Axle

The double axle forced continuous mixer is used in construction of different highway.This paper introduces the structure of the machine, analyzes the mixing oars movement, and expounds the determination of main technical parameters, finally, gives the practical application to stabilized soil mixing plant.Key words: Stabilized Soil Mixing Plant, Mixer, Oar, Mixing Vat, Mixture, Acting Force Analysis 攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

如圖1，攪拌機(jī)主要由攪拌裝置、拌缸、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、機(jī)架等部分組成。其中攪拌裝置由兩根 臥軸、攪拌臂、攪拌槳葉等部件組成，如圖2。拌缸由殼體、襯板、蓋板等部件組成。進(jìn)料 口設(shè)置在拌缸一端蓋板的上部，卸料口可設(shè)置在拌缸另一端的下部或端部，如圖3。

圖1 攪拌機(jī)結(jié)構(gòu)

圖2 攪拌裝置結(jié)構(gòu)

圖3 拌缸結(jié)構(gòu) 槳葉拌料時(shí)的動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)分析

拌和時(shí)，松散的混合料在槳葉作用下，其動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)形態(tài)極為復(fù)雜。為進(jìn)行定性分析，將某 一瞬間槳葉對(duì)混合料的作用情況簡(jiǎn)化為圖

4、圖5所示。

圖4 槳葉動(dòng)力圖

圖 5 槳葉運(yùn)動(dòng)圖

2.1 動(dòng)力分析

如圖4所示，設(shè)槳葉工作表面對(duì)混合料的作用力的合力為F，則混合料對(duì)槳葉的反作用力F′=F。F′分解成兩分力：沿槳葉工作表面寬度方向的滑移力F1和垂直于槳葉工作 表面的正壓力F2。F1、F2按下式計(jì)算：

F1=F′sinλ, F2=F′cosλ，式中，λ為槳葉在攪拌軸上的投影與軸中心線夾角。

此外，混合料與槳葉表面作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)，在相對(duì)運(yùn)動(dòng)表面有一摩擦力Ff。Ff計(jì) 算公式為

Ff=F2f，式中，f為混合料與槳葉工作表面的摩擦系數(shù)，可查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定。

從圖4可知，當(dāng)F1-F2f>0時(shí)，混合料即沿槳葉工作表面移動(dòng)；當(dāng)F1-F2f≤0，即 F1≤F2f時(shí)，混合料在槳葉寬度方向不會(huì)移動(dòng)，此時(shí)，攪拌機(jī)生產(chǎn)率等于0。將F1≤ F2f變換后得：F′ sinλ≤F′ cosλf，即當(dāng)λ≤arctgf時(shí)，槳葉的運(yùn)動(dòng)不 能推動(dòng)混合料沿?cái)嚢栎S方向移動(dòng)。2.2 運(yùn)動(dòng)分析

如圖5所示，混合料在槳葉的作用下，一方面與槳葉一起作圓周運(yùn)動(dòng)，另一方面沿槳葉工作 表面的寬度方向滑動(dòng)。

混合料沿槳葉工作表面寬度方向的滑動(dòng)速度v可分解為兩個(gè)分速度：軸向速度v1和切向速 度v2。圖5中各速度計(jì)算方法如下：

v1=v cosλ，v2=v sinλ，VL=V-v2=V-v sinλ；

式中：V-槳葉線速度(設(shè)計(jì)時(shí)確定)； VL-混合料的線速度； λ-與動(dòng)力分析時(shí)相同。

將動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)綜合起來分析，可以得出：當(dāng)λ一定時(shí)(大于arctgf)，V增大→F增大→F1-F2f=F(sinλ-f cosλ)增 大→v增大→v1增大→混合料沿軸向的運(yùn)動(dòng)速度加快；反之，V減小→…混合料沿軸向的運(yùn) 動(dòng)速度降低。

當(dāng)V為定值，λ=arctgf～40°時(shí)，λ增大→F(sinλ-f cosλ)增大→v增大； 此時(shí)，由于v的增大速度比cosλ的減小速度快(經(jīng)驗(yàn)結(jié)論)，v1=v cosλ增大，混 合料沿軸向的運(yùn)動(dòng)速度加快。

當(dāng)V為定值，λ=40°～50°時(shí)，λ增大→F(sinλ-f cosλ)增大→v增大；此時(shí)，由于v的增大速度與cosλ的減小速度相當(dāng)，v1=v cosλ基本不變，混合料沿軸向 的運(yùn)動(dòng)速度基本不變。

當(dāng)V為定值，λ=50°～90°時(shí)，λ增大→F(sinλ-f cosλ)增大→v增大；此時(shí)，由于v的增大速度小于cosλ的減小速度，v1=v cosλ減小，混合料沿軸向的運(yùn)動(dòng) 速度減小。

以上結(jié)果表明：(1)混合料的攪拌時(shí)間與槳葉的線速度、安裝角密切相關(guān)。(2)槳葉的安裝 角λ=40°～45°時(shí)，攪拌效率最佳。鑒于此，國(guó)外許多廠家的攪拌機(jī)上，將槳葉設(shè)計(jì)成安 裝角可調(diào)的形式，傳動(dòng)系統(tǒng)也采用液壓無級(jí)調(diào)速方式，通過對(duì)安裝角和轉(zhuǎn)速的調(diào)節(jié)，改變 混合料的攪拌時(shí)間，以適應(yīng)攪拌不同的混合料。

但是，槳葉線速度和安裝角的變化，會(huì)改變攪拌機(jī)生產(chǎn)率，而生產(chǎn)率的變化將影響設(shè)備其它 系統(tǒng)的工況，而且，槳葉速度的調(diào)整也有一定的限制(待后敘述)，因此，初步設(shè)計(jì)攪拌機(jī)時(shí)，一般先確定攪拌機(jī)生產(chǎn)率，然后再計(jì)算和確定其它技術(shù)參數(shù)。攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的確定 3.1 拌缸橫截面流量Q

攪拌機(jī)工作時(shí)，混合料在攪拌裝置的作用下，不斷翻動(dòng)、摻合，其流態(tài)非常復(fù)雜，但從宏 觀上分析，由于攪拌機(jī)是連續(xù)工作的，根據(jù)連續(xù)性原理，拌缸內(nèi)各橫截面的流量相等。

Q=［Q進(jìn)+q液］／γ(m3／h)，式中：Q進(jìn)-進(jìn)料口流量，t/h;γ-混合料密度，t/m；

q液-加入拌缸的液體質(zhì)量t/h。3.2 拌缸的有效容積G

G是指在攪拌機(jī)工作時(shí)，攪拌槳葉能夠翻動(dòng)、攪拌到的那部分混合料所占有的體積。此體積 與拌缸的大小、槳葉結(jié)構(gòu)尺寸和安裝角度以及槳葉線速度等密切相關(guān)，不易計(jì)算。初步設(shè) 計(jì)時(shí)，可按下式計(jì)算：

G=Qt(m3)，式中：Q-拌缸橫截面流量，m3/h，t-攪拌時(shí)間，h;據(jù)有關(guān)資料，穩(wěn)定土t=20～30s，水泥混凝土 t=40～60 s，3當(dāng)Q大時(shí)(150m/h以上)取大值，Q小時(shí)取小值。

3.3 槳葉線速度V

根據(jù)國(guó)內(nèi)外產(chǎn)品的經(jīng)驗(yàn)，攪拌機(jī)葉片頂部線速度V應(yīng)為1.5～1.7m/s。當(dāng)V大于此經(jīng)驗(yàn) 速度 時(shí)，攪拌機(jī)襯板和槳葉端部的間隙中將產(chǎn)生大量的碎石楔住現(xiàn)象，這不僅增加功率消耗和 槳葉、襯板的磨損，而且會(huì)不適當(dāng)?shù)胤鬯槭?，降低混合料的質(zhì)量。當(dāng)然，采用無襯板技 術(shù) 的穩(wěn)定土攪拌機(jī)不存在以上問題，因而這一結(jié)構(gòu)的槳葉頂部線速度可在2.5～3m/s間 選取。

3.4 攪拌裝置各幾何尺寸的計(jì)算

參考國(guó)內(nèi)有關(guān)資料，攪拌裝置(如圖2)各幾何尺寸按如下公式計(jì)算。

(1)攪拌槳葉最大旋轉(zhuǎn)半徑

式中：ψ-殼體形狀系數(shù)，ψ=1.1～1.4；當(dāng)拌缸橫截面為雙圓弧 形時(shí)，ψ取小值，其它形狀時(shí)取大值；

β-充滿系數(shù)，通常取β=0.8～1.0；當(dāng)槳葉安裝角為40°～45°時(shí)，β取小值； 其他角度時(shí)，β取大值；

G-拌缸有效容積，m3。

(2)槳葉寬度W

W=(0.4～0.57)R(m)。

槳葉寬度根據(jù)液體噴灑壓力取值，當(dāng)噴入拌缸的液體壓力在1.5～2MPa時(shí)，W取大 值；當(dāng)液體自流和小壓力噴入拌缸時(shí)，W取小值。

圖6 槳葉尺寸圖

(3)槳葉高度b b=(0.6～0.8)W(m)。

b的取值方法與W相同。

槳葉的形狀可以是長(zhǎng)方形、方形、帶圓角方形等。以上槳葉參數(shù)是初步設(shè)計(jì)值。

(4)兩軸中心距a

a=Rctgα(m)，式中，α為攪拌軸中心和槳葉最大旋轉(zhuǎn)半徑交點(diǎn)的聯(lián)線與攪拌軸中心水平線的夾角(如圖2 所示)。根據(jù)國(guó)內(nèi)有關(guān)資料，通常取α=34°～40°。3.5 拌缸幾何尺寸的計(jì)算

拌缸尺寸如圖7所示。

圖7 拌缸幾何尺寸圖

(1)進(jìn)料口尺寸M、N

進(jìn)料口尺寸應(yīng)與送料機(jī)械的卸料口相匹配。當(dāng)送料機(jī)械為皮帶輸送機(jī)時(shí)(圖8)，可初定N=B(B 為皮帶寬度)，然后按下式計(jì)算M。

M=(2～4)h(m)，式中：h-輸送機(jī)橫截面料高，m，如圖8；當(dāng)皮帶機(jī)為V型托時(shí)，h=(B)/(2)sinθ，其中θ為V型托傾角；當(dāng)皮帶機(jī)為槽形托時(shí)，h(2B)/(5)sinθ。

圖8 輸送機(jī)械截面圖

Ｍ值的大小還與送料機(jī)械的卸料高度有關(guān)。當(dāng)卸料高度較大時(shí)，可將進(jìn)料口設(shè)計(jì)成漏斗狀，這時(shí)M取小值；當(dāng)卸料高度較小時(shí)，為避免皮帶回料，M取大值。

(2)出料口尺寸E、F

如圖7所示，當(dāng)攪拌機(jī)出料口設(shè)置在拌缸端部下面時(shí)，尺寸E的大小對(duì)攪拌時(shí)間有一定的影響，因此在保證出料順暢的情況下，E應(yīng)盡量小。參照水力學(xué)的有關(guān)知識(shí)，E與物料粒度有關(guān)，初步設(shè)計(jì)時(shí)，按下式計(jì)算：

E=(2.5～3.5)d(m)，式中，d為物料最大粒徑，m。

如圖7所示，尺寸F的計(jì)算公式為

F=a+2R sinξ(m)，式中：ξ-物料安息角，ξ=180°-2φ，可查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定；

a-兩軸中心距，m；

R-槳葉最大旋轉(zhuǎn)半徑，m。

(3)拌缸長(zhǎng)度L

在以上參數(shù)確定后，L按下試計(jì)算：

式中：G-拌缸有效容積；

S1-混合料在攪拌軸以上占有的截面面積，m2，S1=H(2R+a)；其中，H 是 攪拌過程中，假設(shè)混合料在攪拌軸以上占有的平均高度，參考有關(guān)資料，H=(1/4～2/5)R；

S2-在攪拌軸以下混合料占有的截面面積，m2，(4)拌缸寬度K

K=a+2R+2C(m)，式中：C-槳葉頂部與拌缸襯板表面的間隙；根據(jù)實(shí)際應(yīng)用經(jīng)驗(yàn)，C=5～8mm，當(dāng) 采用無襯板結(jié)構(gòu)時(shí)，C=混合料最大粒徑+20mm。攪拌機(jī)驅(qū)動(dòng)功率的初步計(jì)算

4.1 受力工況

如圖9，槳葉旋轉(zhuǎn)時(shí)，在q段，粒料在重力作用下有向下運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)，而槳葉從底部向上旋轉(zhuǎn)，此 時(shí)槳葉被碎石楔緊的可能性最大。設(shè)攪拌裝置裝有x對(duì)槳葉(單臂時(shí)為x把)，則x/2把槳葉同 時(shí)被楔形碎石楔緊時(shí)，拌和負(fù)荷最大。

圖9 槳葉受力圖 4.2 槳葉受力分析(楔緊時(shí))

在上述工況，攪拌槳葉受攪拌混合料的力Fj和楔緊力Fx的作用，如圖9。4.3 受力計(jì)算

(1)攪拌力Fj

為簡(jiǎn)化計(jì)算，設(shè)攪拌裝置工作時(shí)，將拌缸有效容積混合料整體推動(dòng)。這時(shí)，總攪拌力為

∑Fj=Gγf，式中：∑Fj-總攪拌力，kg；

G-拌缸有效容積，m3；

γ-混合料密度，kg/m3；

f-混合料與拌缸襯板表面的摩擦系數(shù)，查閱《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》確定。

(2)楔緊力Fx

槳葉被楔緊時(shí)，必須將楔石擠碎才能繼續(xù)運(yùn)動(dòng)，如圖10。Fx按下式計(jì)算：

Fx=lbσf(kg)，式中：l-槳葉與楔石的接觸長(zhǎng)度，mm;為了使槳葉端部輪廓與拌缸襯板 表面的 間隙處處相等，槳葉端部為弧形，經(jīng)實(shí)際測(cè)量，l=5～10mm，弧度大時(shí)取大值，弧度小 時(shí)取小值；

b-槳葉與楔石接觸寬度，經(jīng)實(shí)際測(cè)量，b=4mm;σ-碎石抗壓強(qiáng)度，kgf/mm；

f-碎石與鋼的摩擦系數(shù)。

圖10 槳葉碎石圖

4.4 攪拌軸扭矩Mq的計(jì)算

∑Fj和Fx確定后，按下式計(jì)算Mq：

Mq=［∑Fj+(x2)Fx］R(kg*m)，式中：x-攪拌裝置槳葉對(duì)數(shù)，單臂時(shí)為把數(shù)；

R-槳葉最大旋轉(zhuǎn)半徑，m。4.5 驅(qū)動(dòng)功率P的計(jì)算 P=Mqn/975η(kW)，式中：n-攪拌軸轉(zhuǎn)速，r/min，n=60V/2πR;

η-總傳動(dòng)效率。5 應(yīng)用情況

本設(shè)計(jì)已先后用于我廠WBS-50型穩(wěn)定土廠拌設(shè)備攪拌機(jī)主要技術(shù)參數(shù)的校核和修正，WBS-200型穩(wěn)定土廠拌設(shè)備和HBS300型連續(xù)式水泥混凝土廠拌設(shè)備攪拌機(jī)的初步設(shè)計(jì)。這三種機(jī) 型中，除HBS300型尚未經(jīng)過工業(yè)性試驗(yàn)外，WBS-50型，WBS-200型已通過省級(jí)鑒定。至目 前為止，WBS-50型已銷售近百套，WBS-200型銷售近20套。所有投入使用的攪 拌機(jī)均達(dá)到設(shè)計(jì)和使用要求，故障率不到1%(不計(jì)槳葉、襯板等易損件的更換)。

通過檢測(cè)，本設(shè)計(jì)尚有不足之處，主要有：

(1)按本設(shè)計(jì)確定的驅(qū)動(dòng)功率比攪拌機(jī)工作時(shí)的實(shí)測(cè)值大1/3，富余量過大。

(2)初步設(shè)計(jì)時(shí)，攪拌機(jī)各主要技術(shù)參數(shù)是根據(jù)生產(chǎn)率確定的，但按本設(shè)計(jì)計(jì)算確定的各主 要技術(shù)參數(shù)制造的攪拌機(jī)，其生產(chǎn)率比理論值大1/2。

對(duì)于功率富余過大問題，可根據(jù)實(shí)測(cè)值重新選配電機(jī)(電機(jī)功率應(yīng)大于高峰值10%～20%)。

實(shí)際生產(chǎn)率過大，會(huì)影響攪拌質(zhì)量，實(shí)際應(yīng)用時(shí)只要配料系統(tǒng)生產(chǎn)率不超過設(shè)計(jì)值，就可 保證攪拌質(zhì)量。

由本設(shè)計(jì)可知，在主要技術(shù)參數(shù)確定的條件下，拌缸長(zhǎng)度與攪拌時(shí)間成正比。當(dāng)混合料攪拌 時(shí)間需要增加時(shí)，拌缸長(zhǎng)度也應(yīng)增加；拌缸長(zhǎng)度的增加既增加了功率消耗，又增大了制造難 度和成本。為了解決這一問題，國(guó)內(nèi)外某些廠家設(shè)計(jì)制造了內(nèi)循環(huán)攪拌機(jī)。所謂內(nèi)循環(huán)就是 混合料沿軸向來回循環(huán)，就象繞∞字一樣，這種攪拌機(jī)可用較短的拌缸獲得較長(zhǎng)的攪拌時(shí)間。本設(shè)計(jì)是否適合內(nèi)循環(huán)攪拌機(jī)正在探索中。

作者單位：張展文 汕頭市公路局機(jī)械修配廠

作者地址：(515041)廣東省汕頭市東廈北路汕頭市公路局機(jī)械修配廠技術(shù)股

(收稿日期：1998.04.14)

第二篇：機(jī)械化前景

騰訊QQ.lnk機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)的出路機(jī)械工程專業(yè)一直是近期咨詢的熱門專業(yè)，下面＊＊＊＊就為大家簡(jiǎn)單介紹一下機(jī)械專業(yè)的情況，希望能幫助廣大考生選擇最適合的機(jī)械專業(yè)。機(jī)械工程一級(jí)學(xué)科所屬的經(jīng)典二級(jí)學(xué)科有四個(gè)：機(jī)械制造及其自動(dòng)化、機(jī)械設(shè)計(jì)及理論、機(jī)械電子工程以及車輛工程。其中機(jī)械制造以工藝流程、工裝夾具為主，機(jī)械設(shè)計(jì)以人機(jī)工程、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為主，機(jī)械電子工程以信息處理、自動(dòng)控制為主，車輛工程以汽車技術(shù)、設(shè)計(jì)理論為主。四個(gè)學(xué)科各有所長(zhǎng)，偏重不同，優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，在近幾年機(jī)械類考研不斷升溫的大環(huán)境下并駕齊驅(qū)，勢(shì)頭正猛。1.機(jī)械制造及其自動(dòng)化——新面貌，就業(yè)面廣機(jī)械制造及其自動(dòng)化是一門研究機(jī)械制造理論、制造技術(shù)、自動(dòng)化制造系統(tǒng)和先進(jìn)制造模式的學(xué)科。該學(xué)科融合了各相關(guān)學(xué)科的最新發(fā)展，使制造技術(shù)、制造系統(tǒng)和制造模式呈現(xiàn)出全新的面貌。機(jī)械制造及其自動(dòng)化目標(biāo)很明確，就是將機(jī)械設(shè)備與自動(dòng)化通過計(jì)算機(jī)的方式結(jié)合起來，形成一系列先進(jìn)的制造技術(shù)，包括CAD(計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))、CAM(計(jì)算機(jī)輔助制造)、FMC(柔性制造系統(tǒng))等等，最終形成大規(guī)模計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)(CIMS)，使傳統(tǒng)的機(jī)械加工得到質(zhì)的飛躍。具體在工業(yè)中的應(yīng)用包括數(shù)控機(jī)床、加工中心等。這些專業(yè)方向要求學(xué)生在本學(xué)科領(lǐng)域內(nèi)具有扎實(shí)、系統(tǒng)的基礎(chǔ)理論知識(shí)，較深的專業(yè)知識(shí)和熟練的實(shí)驗(yàn)技能。特別值得注意的是，這些專業(yè)還要求學(xué)生能熟練閱讀本專業(yè)的外文文獻(xiàn)資料，具備較好的外語聽說水平及一定的外語寫作能力。研究生須具有進(jìn)行機(jī)械產(chǎn)品設(shè)計(jì)制造、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)制造、制造及設(shè)備控制及生產(chǎn)組織管理的能力。北京科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院的研究生小季表示：“這個(gè)專業(yè)就業(yè)面相當(dāng)廣，被稱為?萬金油?。我的師兄師姐畢業(yè)都是去科研院所、外資企業(yè)、高新技術(shù)公司、機(jī)械出口貿(mào)易公司這種單位，薪酬待遇也不錯(cuò)。” 就業(yè)情況：機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的研究生多年來供不應(yīng)求，供需比一直在1:10以上。根據(jù)北京、上海和深圳等地的人才市場(chǎng)調(diào)查顯示，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化專業(yè)一直排在人才需求的前列。據(jù)了解，機(jī)械制造及其自動(dòng)化專業(yè)的畢業(yè)生主要在各大城市及沿海地區(qū)高新技術(shù)的科研、開發(fā)和生產(chǎn)單位就業(yè)。加入WTO后，中國(guó)逐漸成為世界新的制造中心和加工中心，該專業(yè)的畢業(yè)生就業(yè)發(fā)展趨勢(shì)良好。研究方向：先進(jìn)機(jī)械裝備設(shè)計(jì)及加工技術(shù)、CAD/CAM集成及相關(guān)技術(shù)、數(shù)字化產(chǎn)品設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械動(dòng)力學(xué)。推薦院校：清華大學(xué)、大連理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、上海交通大學(xué)、南京航空航天大學(xué)、華中科技大學(xué)、西安交通大學(xué)2.機(jī)械設(shè)計(jì)及理論——潛力大，等待厚積薄發(fā)機(jī)械設(shè)計(jì)及理論是對(duì)機(jī)械進(jìn)行功能分析與綜合定量描述與控制的基礎(chǔ)技術(shù)學(xué)科，該學(xué)科主要培養(yǎng)從事機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械系統(tǒng)性能分析、系統(tǒng)仿真優(yōu)化和相關(guān)理論研究的高級(jí)人才。該專業(yè)的研究生在力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)、強(qiáng)度理論、流體力學(xué)理論等方面應(yīng)具有扎實(shí)的基礎(chǔ)，在CAD技術(shù)、計(jì)算機(jī)編程、機(jī)械參量測(cè)量、信號(hào)處理、微處理器應(yīng)用等方面也應(yīng)有較強(qiáng)的能力。北京航空航天大學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的研究生安林說：“機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)畢業(yè)生可以搞設(shè)計(jì)，也可以搞工藝、裝配、維修等。機(jī)械類專業(yè)不像金融、工商管理等專業(yè)，學(xué)生一畢業(yè)就是白領(lǐng)。學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)的畢業(yè)后必須在生產(chǎn)第一線積累經(jīng)驗(yàn)，對(duì)生產(chǎn)工藝包括機(jī)加工、熱處理等有一定認(rèn)識(shí)后，才能在以后的設(shè)計(jì)崗位上有所建樹。建議學(xué)機(jī)械設(shè)計(jì)的同學(xué)做兩到三年藍(lán)領(lǐng)，再做三年灰領(lǐng)，日后沒準(zhǔn)就是金領(lǐng)了?！本蜆I(yè)情況：由于機(jī)械設(shè)計(jì)是最傳統(tǒng)的機(jī)械學(xué)科，以培養(yǎng)現(xiàn)代機(jī)械工程師為目的，很多招聘機(jī)械類人才的單位大多傾向于招收機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的畢業(yè)生。據(jù)了解，機(jī)械設(shè)計(jì)專業(yè)的研究生畢業(yè)后可以去國(guó)家科研單位如中科院各研究院（所）、飛機(jī)設(shè)計(jì)研究院（所）等，也可以去外資、民營(yíng)企業(yè)的研發(fā)、生產(chǎn)制造、銷售、售后服務(wù)等部門。主要是在工業(yè)生產(chǎn)第一線從事機(jī)械制造領(lǐng)域內(nèi)的設(shè)計(jì)制造、科技開發(fā)、應(yīng)用研究、運(yùn)行管理和經(jīng)營(yíng)銷售等工作，目前畢業(yè)生就業(yè)多在北京、上海、浙江、遼寧、山東等地區(qū)。研究方向：機(jī)械設(shè)計(jì)與制造、計(jì)算機(jī)集成設(shè)計(jì)與制造、機(jī)械強(qiáng)度分析及現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法、智能機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生命周期管理（PLM）、計(jì)算機(jī)三維圖形學(xué)推薦院校：清華大學(xué)、北京航空航天大學(xué)、北京科技大學(xué)、東北大學(xué)、燕山大學(xué)、上海交通大學(xué)、華中科技大學(xué)、中南大學(xué)、重慶大學(xué)、西安交通大學(xué) 3.機(jī)械電

子工程——雙選擇，機(jī)械VS電子機(jī)械電子工程是將機(jī)械學(xué)、電子學(xué)、信息技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、控制技術(shù)等有機(jī)融合而形成的一門綜合性學(xué)科，廣泛應(yīng)用于交通、電力、冶金、化工、建材等各領(lǐng)域機(jī)電一體化設(shè)備及生產(chǎn)自動(dòng)化過程。主要研究對(duì)象是機(jī)電一體化系統(tǒng)，包括執(zhí)行機(jī)構(gòu)、控制器、檢測(cè)裝置、動(dòng)力裝置和傳動(dòng)裝置。此專業(yè)以現(xiàn)代控制理論、現(xiàn)代檢測(cè)技術(shù)、故障診斷技術(shù)、微計(jì)算機(jī)技術(shù)為基礎(chǔ)，重點(diǎn)研究機(jī)電一體化系統(tǒng)設(shè)計(jì)、制造、應(yīng)用中的檢測(cè)、診斷、控制和仿真等問題。該專業(yè)的研究生主要學(xué)習(xí)機(jī)械工程的相關(guān)知識(shí)，掌握基于計(jì)算機(jī)信息處理和自動(dòng)控制理論的機(jī)電系統(tǒng)集成技術(shù)，日后多從事機(jī)電系統(tǒng)研究、開發(fā)、應(yīng)用及教學(xué)工作。就業(yè)情況：機(jī)械電子工程是工科專業(yè)，應(yīng)用面非常廣泛，就業(yè)也相對(duì)容易。畢業(yè)生可進(jìn)入企業(yè)、科研院所、政府機(jī)關(guān)、高等院校等部門，從事機(jī)電系統(tǒng)設(shè)計(jì)、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造、電氣控制、工程設(shè)計(jì)與開發(fā)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)等方向的理論研究、試驗(yàn)測(cè)試、產(chǎn)品開發(fā)、技術(shù)管理等工作。具體到地域，主要集中在東北、山東、湖北、江蘇等機(jī)械發(fā)達(dá)地區(qū)。研究方向：有機(jī)電控制及自動(dòng)化、機(jī)器人技術(shù)、機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)測(cè)試與故障診斷、現(xiàn)代傳感器與測(cè)控技術(shù)、機(jī)電產(chǎn)品設(shè)計(jì)與控制推薦院校：北京理工大學(xué)、哈爾濱工業(yè)大學(xué)、浙江大學(xué)、上海大學(xué)、山東大學(xué)、華中科技大學(xué)、武漢理工大學(xué)4.車輛工程——新熱門，交叉學(xué)科車輛工程原來是教育部專業(yè)目錄外的一個(gè)專業(yè)，稱“汽車工程”，1999年列入新調(diào)整的教育部專業(yè)目錄，目前全國(guó)有30多所高校開設(shè)此專業(yè)。作為一個(gè)應(yīng)用性較強(qiáng)的專業(yè)，車輛工程專業(yè)涉及的技術(shù)面非常廣，涉及動(dòng)力、控制、電子、計(jì)算機(jī)、信息、材料、能源等學(xué)科領(lǐng)域，具有多學(xué)科交叉的特點(diǎn)。它的發(fā)展能促進(jìn)和帶動(dòng)相關(guān)專業(yè)的發(fā)展，并能促進(jìn)新興學(xué)科的誕生，是一門涵蓋多個(gè)高新技術(shù)領(lǐng)域的綜合性專業(yè)。車輛工程專業(yè)包括車輛系統(tǒng)動(dòng)力控制、車輛仿真、車輛電子控制技術(shù)、電動(dòng)車輛技術(shù)等方向，具體選擇要看考生自身的基礎(chǔ)及特長(zhǎng)。如果原來是學(xué)車輛工程或內(nèi)燃機(jī)工程的考生，建議報(bào)考車輛系統(tǒng)動(dòng)力控制或車輛仿真方向，而車輛仿真做課題相對(duì)容易，但是如果要學(xué)精學(xué)深，最好能讀到博士再就業(yè)。報(bào)考車輛電子控制技術(shù)方向的考生最好有扎實(shí)的電子基礎(chǔ)，因?yàn)榻窈笤搶I(yè)的就業(yè)方向跟車輛沒有太多關(guān)系，大多是從事與某部件的控制技術(shù)有關(guān)的工作。報(bào)考電動(dòng)車輛技術(shù)方向則要求考生具備一定的電力電子基礎(chǔ)知識(shí)，適合本科學(xué)電機(jī)控制、電力的學(xué)生報(bào)考。車輛故障診斷及檢測(cè)曾被稱作“汽車運(yùn)用工程”或“車輛載運(yùn)工程”，相對(duì)來說冷門一些，報(bào)考人數(shù)不多，考試的競(jìng)爭(zhēng)壓力也相對(duì)較小。另外，由于車輛工程專業(yè)涉及大量機(jī)械制造方面的知識(shí)，因此研究生還可輔修機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化、材料成型及控制工程、工業(yè)設(shè)計(jì)、過程裝備與控制工程、機(jī)械工程及自動(dòng)化、機(jī)械電子工程等相關(guān)專業(yè)課程。當(dāng)然，該專業(yè)還開設(shè)有選修課，如英語和計(jì)算機(jī)技能，并有駕駛實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)等社會(huì)實(shí)踐的機(jī)會(huì)。清華大學(xué)汽車工程系研究生高高表示，車輛工程的研究生在公司的專業(yè)實(shí)習(xí)是本專業(yè)學(xué)習(xí)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。在生產(chǎn)車間里，學(xué)生們“零距離”感受實(shí)體零件的加工制作及工藝過程，把純理論的知識(shí)運(yùn)用于實(shí)際，檢驗(yàn)自己所學(xué)的知識(shí)，從而在腦海中形成一個(gè)新的體系。就業(yè)情況：據(jù)了解，該專業(yè)研究生畢業(yè)后可從事與汽車工程有關(guān)的設(shè)計(jì)、制造、實(shí)驗(yàn)、運(yùn)用、研究與汽車營(yíng)銷，或車輛產(chǎn)品開發(fā)、制造、檢測(cè)、營(yíng)銷、售后服務(wù)、維修等工作，也可從事現(xiàn)代汽車企業(yè)設(shè)計(jì)及管理方面的教學(xué)、科研和各類專業(yè)刊物的編輯、記者等工作，還可從事各類專業(yè)車輛的改裝、制造、企業(yè)管理、交通管理等工作。很多院校該專業(yè)研究生的一次性就業(yè)率高達(dá)100%。研究方向：汽車性能測(cè)試與仿真、汽車電控技術(shù)、汽車運(yùn)輸信息化、汽車CAD/CAE技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)化技術(shù)及其在汽車上的應(yīng)用推薦院校：吉林大學(xué)、同濟(jì)大學(xué)、清華大學(xué)、北京理工大學(xué)、西南交通大學(xué)、上海交通大學(xué)、重慶大學(xué)、中南大學(xué)【過來人答疑】為此，＊＊＊＊還走訪了北京科技大學(xué)機(jī)械專業(yè)畢業(yè)的幾位研究生，就考生普遍關(guān)心的機(jī)械類考研和就業(yè)問題對(duì)他們進(jìn)行了采訪，希望過來人的經(jīng)驗(yàn)也能給考生提供一些參考。問：機(jī)械類考研科目有哪些？錄取分?jǐn)?shù)線高嗎？答：機(jī)械類考研科目有政治、外語、數(shù)學(xué)一和專業(yè)課。不同的學(xué)校所設(shè)置的專業(yè)課不一樣，一般來說有機(jī)械設(shè)計(jì)、理論力

學(xué)、自動(dòng)控制原理或機(jī)械原理等科目，具體可去所報(bào)考院校的網(wǎng)站上查看。機(jī)械專業(yè)隸屬工科類，國(guó)家線不高，錄取線相比管理、建筑、計(jì)算機(jī)等熱門專業(yè)也低得多。問：請(qǐng)問機(jī)械類專業(yè)研究生的就業(yè)前景如何？聽說汽車、模具是機(jī)械專業(yè)最好的方向，是這樣嗎？答：有人說機(jī)械是“萬金油”，到哪都用得上。不過具體的專業(yè)方向還是有區(qū)別的，比如汽車或者機(jī)電都是就業(yè)一流、工資一流、發(fā)展前景一流的專業(yè)，技術(shù)含量很高，如果擁有深厚的學(xué)術(shù)背景在就業(yè)時(shí)很有優(yōu)勢(shì)，考研是比較明智的選擇。模具則需要多積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，發(fā)展前景也相當(dāng)不錯(cuò)。學(xué)模具的同學(xué)，如果在本科學(xué)好了UG、Pro/E等專業(yè)軟件，對(duì)就業(yè)很有幫助。問：學(xué)機(jī)械的女生很少，女生學(xué)機(jī)械是不是發(fā)展前景不如男生？答：學(xué)機(jī)械的女生是少，但如果專業(yè)基礎(chǔ)扎實(shí)，也會(huì)有好的出路。女生學(xué)機(jī)械只要不感到吃力，完全可以學(xué)好，由于思維的側(cè)重點(diǎn)不同，女生在機(jī)械專業(yè)的學(xué)習(xí)上具有自身的優(yōu)勢(shì)。比如，女生更細(xì)心，一些繪圖工作往往比男生做得好。此外，管理類專業(yè)如工業(yè)工程也比較適合女生。機(jī)械專業(yè)的女生畢業(yè)后一般有兩種選擇：一種是從事技術(shù)工作，一種是從事管理工作，很多最初從事技術(shù)工作的女生最終都轉(zhuǎn)到管理上。問：機(jī)械專業(yè)再細(xì)分，機(jī)械制造、機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械電子工程哪個(gè)更好一些？能具體談?wù)剢幔?答：如果沒有特別的職業(yè)規(guī)劃或興趣愛好，選擇機(jī)電一體化比較好。如果能涉足PLC更好，因?yàn)槠渚蜆I(yè)前景十分誘人。制造和設(shè)計(jì)在就業(yè)上基本差不多，機(jī)械制造是向工藝方向發(fā)展，機(jī)械設(shè)計(jì)則是向研發(fā)設(shè)計(jì)方向發(fā)展。機(jī)電一體化則相對(duì)靈活，還有機(jī)會(huì)做軟件。問：機(jī)械類專業(yè)有什么就業(yè)優(yōu)勢(shì)呢？答：機(jī)械類專業(yè)的覆蓋面很廣，可就業(yè)的行業(yè)很多。特別是通過研究生階段的學(xué)習(xí)，知識(shí)面更寬，能力也得到了更大提高，畢業(yè)后既可以進(jìn)入汽車領(lǐng)域，也可以進(jìn)入信息、自動(dòng)化等領(lǐng)域。同時(shí)，機(jī)械專業(yè)學(xué)生繼續(xù)深造的空間也很大，中國(guó)工程研究院有大部分工程院院士都來自機(jī)械領(lǐng)域，例如我國(guó)德高望重的機(jī)械科學(xué)家北京航空航天大學(xué)教授張啟先、華中科技大學(xué)原校長(zhǎng)樊明武等都是機(jī)械出身。問：機(jī)械類專業(yè)的畢業(yè)生大多到哪些地方工作？ 答：機(jī)械類專業(yè)的畢業(yè)生有的去機(jī)電類的高新技術(shù)公司，如西門子、華通機(jī)電集團(tuán)等；有的去一些大中型的國(guó)有制造型企業(yè)，如中國(guó)廣州核電集團(tuán)有限公司等；還有的去研究所，如中國(guó)科學(xué)院光學(xué)精密機(jī)械研究所等；一部分去中小型私營(yíng)企業(yè)。從地域上來看，絕大部分集中在北京、上海等大中城市或廣東沿海地區(qū)。轉(zhuǎn)自某考研輔導(dǎo)班，個(gè)人認(rèn)為有用，供各位朋友分享。

第三篇：隧道工程機(jī)械化施工

隧道機(jī)械化施工的認(rèn)識(shí)報(bào)告

概述

我國(guó)鐵路隧道機(jī)械化施工是自20世紀(jì)80年代才開始的，以衡廣復(fù)線大瑤山隧道建設(shè)為起點(diǎn)，然后在大秦、南昆、京

九、西康等鐵路建設(shè)中推廣完善，形成了多種機(jī)械化施工成套技術(shù)和設(shè)備配套模式?？梢哉f，大瑤山隧道是我國(guó)鐵路隧道鉆爆法機(jī)械化施工技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志，20世紀(jì)90年代西康鐵路秦嶺特長(zhǎng)隧道則是全斷面硬巖掘進(jìn)機(jī)(TBM)施工技術(shù)發(fā)展的標(biāo)志。兩次技術(shù)飛越對(duì)我國(guó)隧道施工技術(shù)發(fā)展影響甚大。它不僅使隧道施工進(jìn)度明顯加快，而且使人們認(rèn)識(shí)到大規(guī)模機(jī)械化作業(yè)是今后隧道施工技術(shù)的發(fā)展方向。沒有機(jī)械化，就不會(huì)有快速施工，就難以在較短時(shí)期內(nèi)完成各類大規(guī)模的隧道建設(shè)任務(wù)，這一點(diǎn)目前在鐵路建設(shè)施工企業(yè)中已形成共識(shí)。而其他各種施工技術(shù)也必須在機(jī)械化條件下來實(shí)施，并且要與機(jī)械化施工的要求相適應(yīng)才能繼續(xù)發(fā)展下去。

21世紀(jì)是隧道與地下工程更加迅速發(fā)展的世紀(jì)。未來20年，我國(guó)交通隧

道的工程規(guī)模將越來越大，技術(shù)難度也越來越高。為加快工程建設(shè)，必須迅速提高機(jī)械化施工技術(shù)水平，推進(jìn)國(guó)產(chǎn)化裝備的技術(shù)進(jìn)步。

近年來，隧道的施工日漸增多,隧道施工突出“長(zhǎng)”、“快”的特點(diǎn)。隧道施工是線路施工的關(guān)鍵環(huán)節(jié)之一，往往影響整個(gè)工程的進(jìn)度。因此，如何采用合理優(yōu)化的技術(shù)方案, 選用適當(dāng)?shù)氖┕C(jī)械用于配套施工，已成為隧道施工中的核心所在。

一、隧道機(jī)械化施工設(shè)備的原則

修建隧道所用的工程機(jī)械設(shè)備，分為通用機(jī)械和隧道專用機(jī)械。前者如空氣壓縮機(jī)、混凝土攪拌機(jī)、水泵等；后者按施工工序又可分為開挖機(jī)械、裝運(yùn)機(jī)械、噴錨機(jī)械和襯砌機(jī)械等。隧道施工所用的機(jī)械應(yīng)具有以下特點(diǎn)：第一，機(jī)械輪廓尺寸符合隧道內(nèi)施工場(chǎng)地和空間凈空的要求；第二，運(yùn)輸工具便于裝卸和調(diào)車等操作，以提高運(yùn)輸效率；第三，設(shè)備動(dòng)力裝置排放的氣體應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定；第四，符合地下工程施工技術(shù)安全的要求。

隧道和地下工程的施工方法基本分為兩大類，即鉆爆法和掘進(jìn)機(jī)法，目前國(guó)內(nèi)山嶺隧道多采用鉆爆法施工。隧道鉆爆法施工時(shí)，用氣腿式鑿巖機(jī)或鑿巖臺(tái)車鉆孔，人工裝藥爆破后，多采用大型裝載機(jī)配合自卸汽車出碴，即無軌運(yùn)輸方

式。目前長(zhǎng)大隧道常用的是無軌運(yùn)輸，特別是公路隧道，因斷面較大，基本全部采用無軌運(yùn)輸。斷面較小時(shí)，若采用裝載機(jī)裝車?yán)щy時(shí)多用有軌運(yùn)輸，一般用風(fēng)動(dòng)或電動(dòng)裝碴機(jī)，將碴裝入斗車、槽式列車或梭式礦車內(nèi)，由電瓶車牽引出碴。目前，隧道內(nèi)壁均采用復(fù)合襯砌，復(fù)合襯砌就是用噴射砼及鋼架、錨桿、鋼筋網(wǎng)等組合作為初期支護(hù)，采用模板臺(tái)車澆筑二次襯砌砼。初期支護(hù)與二次襯砌間一般設(shè)防水層，在石質(zhì)較好的情況下也可采用噴射砼做襯砌。隧道全斷面的襯砌施工采用模板臺(tái)車，由混凝土攪拌站拌合的混凝土，經(jīng)混凝土輸送車或混凝土輸送泵送達(dá)襯砌工作面。

隧道施工中的輔助工作，如供應(yīng)壓縮空氣、排水、供電等均采用通用機(jī)械。隧道施工通風(fēng)多采用軸流式通風(fēng)機(jī)。在有瓦斯地段，除加強(qiáng)通風(fēng)外，應(yīng)采用防爆型機(jī)械施工。隧道照明和動(dòng)力一般采用發(fā)電站和壓縮空氣站供應(yīng)。單坡隧道，一端往往需要設(shè)置強(qiáng)有力抽水設(shè)備。隧道內(nèi)遇有高溫或熱泉時(shí)，還需設(shè)置降溫設(shè)備等。

二、隧道鉆爆法機(jī)械化施工設(shè)備配套的基本模式

隧道施工的機(jī)械配套應(yīng)當(dāng)本著“性能可靠，技術(shù)先進(jìn)，滿足需求，略有儲(chǔ)備”的原則進(jìn)行。一般情況下，施工機(jī)械化程度越高，生產(chǎn)效率就越高，施工進(jìn)度也越快，因此在具體工程施工時(shí)，應(yīng)盡量選擇性能好、產(chǎn)量高的設(shè)備，且數(shù)量須滿足作業(yè)要求，各種設(shè)備之間互相匹配，防止出現(xiàn)大馬拉小車或小馬拉大車的現(xiàn)象。隧道施工的機(jī)械設(shè)備配置主要圍繞3條作業(yè)線進(jìn)行，即挖裝運(yùn)作業(yè)線、初期支護(hù)作業(yè)線和二次襯砌作業(yè)線。除此之外還應(yīng)有風(fēng)水電等保障設(shè)備。2.1挖裝運(yùn)作業(yè)線

鉆爆法開挖施工中，國(guó)內(nèi)目前多采用自制多功能臺(tái)架，臺(tái)架根據(jù)隧道斷面高度進(jìn)行分層，便于人工鉆孔及噴錨支護(hù)操作。臺(tái)架上配備多臺(tái)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鉆眼，人工裝藥爆破開挖。鉆孔作業(yè)也有采用液壓鑿巖臺(tái)車進(jìn)行的。

出碴運(yùn)輸是鉆爆法施工中設(shè)備配套選擇的關(guān)鍵，目前主要采用的是有軌運(yùn)輸和無軌運(yùn)輸兩種方式。有軌運(yùn)輸對(duì)洞內(nèi)的污染少，但專業(yè)設(shè)備多，日常的組織管理、養(yǎng)護(hù)、維修復(fù)雜；無軌運(yùn)輸?shù)脑O(shè)備配備簡(jiǎn)單，組織管理相對(duì)容易，但洞內(nèi)因內(nèi)燃機(jī)械尾氣影響污染較嚴(yán)重，對(duì)通風(fēng)能力要求高，且隧道斷面較小時(shí)無法采用。

隧道出碴運(yùn)輸采用無軌運(yùn)輸方式時(shí)，開挖面采用側(cè)翻式裝載機(jī)裝碴，大噸位自卸汽車將洞碴直接運(yùn)至洞外棄碴場(chǎng)；采用有軌運(yùn)輸方式時(shí)，為提高效率，開挖面一般配備自動(dòng)裝巖設(shè)備。洞內(nèi)鋪設(shè)輕型鋼軌，采用電瓶車牽引大容量自卸礦車將洞碴運(yùn)出洞外棄碴場(chǎng)，或在洞口采用裝載機(jī)配合自卸車二次倒運(yùn)至棄碴場(chǎng)。

長(zhǎng)大隧道由于受施工工期的限制，多采用輔助坑道進(jìn)行施工，一般為斜井和橫洞。斜井和橫洞的施工與正洞類似，出碴運(yùn)輸多采用無軌運(yùn)輸，但在斜井坡度過大、無法采用無軌運(yùn)輸時(shí)采用有軌運(yùn)輸。特殊情況也可在正洞用無軌運(yùn)輸，斜井段采用有軌運(yùn)輸，需要在斜井底將洞碴倒運(yùn)至側(cè)卸式礦車，然后由雙鉤大絞車牽引到井口車場(chǎng)后再行倒運(yùn)。2.2 初期支護(hù)作業(yè)線

隧道初期支護(hù)設(shè)計(jì)一般為錨噴支護(hù)，噴射砼施工每個(gè)作業(yè)面配備3～4臺(tái)砼噴射機(jī)。噴射砼拌合采用強(qiáng)制式攪拌機(jī)，噴射砼的運(yùn)輸與出碴運(yùn)輸?shù)姆绞较?/p>

同，有軌運(yùn)輸方式可用軌行式罐車，無軌運(yùn)輸方式可采用自卸汽車或砼罐車運(yùn)輸。錨桿一般采用風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)成孔，人工安設(shè)，也可采用專業(yè)的錨桿機(jī)施工。2.3二次襯砌作業(yè)線

隧道二次襯砌施工，一般在洞外設(shè)置自動(dòng)計(jì)量拌和站生產(chǎn)砼，有軌運(yùn)輸時(shí)采用軌行式輸送車，無軌運(yùn)輸時(shí)采用砼罐車。每臺(tái)模板臺(tái)車配備2臺(tái)砼輸送泵，1臺(tái)澆注砼，1臺(tái)備用。每個(gè)輸送泵配備300 m左右的輸送管。二襯砼施工采用液壓式整體模板臺(tái)車，沿鋪設(shè)的軌道行走，長(zhǎng)度一般有9 m和12 m．另外每臺(tái)模板臺(tái)車配備1個(gè)簡(jiǎn)易臺(tái)架進(jìn)行灌注前的防水板安裝。

三、隧道的施工機(jī)械實(shí)例

目前正在建設(shè)中的太古高速公路中的西山特長(zhǎng)隧道長(zhǎng)13.63 km，是整個(gè)項(xiàng)目的控制性工程。隧道穿越多條斷層破碎帶，施工難度大，建設(shè)工期為3年。為了確保施工進(jìn)度要求，每次開挖掘進(jìn)必須在4 h以內(nèi)完成，每循環(huán)進(jìn)尺為2.4 m.每個(gè)鉆孔約需15 min，一共180個(gè)鉆孔，所以在該斷面需要配置13臺(tái)YZ-28型氣腿式鑿巖機(jī)在3臺(tái)階上同時(shí)進(jìn)行孔施工，3個(gè)臺(tái)階同時(shí)完成鉆孔施工一共需要210 min，滿足要求。鉆孔完成后進(jìn)行炸藥的裝填，約需1 h.隨著洞身的縱向加深，工區(qū)掘進(jìn)任務(wù)單線多于4 000 m，為了保證氣腿式鑿巖機(jī)的充足動(dòng)力，洞口空壓站配備了20 m3/min電動(dòng)空壓機(jī)10臺(tái)以提供高壓風(fēng)，目前單線施工開啟4～6臺(tái)。3.1出碴

由斷面積可知每一循環(huán)進(jìn)尺2.4 m共產(chǎn)生虛碴約為315.2 m3，由于碴場(chǎng)離隧道口約1 000 m左右，加上連續(xù)不斷爬坡，坡度達(dá)13.6%，為了能夠在3 h以內(nèi)出完，所以出碴采用1臺(tái)CAT320D挖掘機(jī)和1臺(tái)小松WA380側(cè)卸裝載機(jī)同時(shí)進(jìn)行裝碴作業(yè)，并由8臺(tái)北方奔馳ND3260SIF/19 t自卸車運(yùn)到碴場(chǎng)，共歷時(shí)2.5 h.3.2 初期支護(hù)

初期支護(hù)主要是進(jìn)行工字鋼鋼架的架立，鋼筋網(wǎng)片焊接，錨桿的打設(shè)，由15名工人3臺(tái)階同時(shí)進(jìn)行，用時(shí)2 h.隨后由12名工人進(jìn)行噴射早強(qiáng)混凝土施工 用時(shí)2 h.經(jīng)過以上主要4道工序，歷時(shí)12 h可以完成開挖一個(gè)循環(huán)，所以一天24 h不間斷施工可以保證2個(gè)循環(huán)，進(jìn)尺共4.8 m.3.3襯砌施工

配備2臺(tái)1000型和1臺(tái)750型混凝土拌合站。4臺(tái)沃爾沃混凝土運(yùn)輸車。隧道襯砌采用12 m長(zhǎng)的液壓模板臺(tái)車施工，砼運(yùn)輸采用沃爾專用混凝土運(yùn)輸車運(yùn)輸，從攪拌機(jī)卸出到澆灌完畢的延續(xù)時(shí)間不超過120 min.混凝土攪拌運(yùn)輸車在運(yùn)輸途中，拌筒應(yīng)保持3～6 r/min的慢速轉(zhuǎn)動(dòng)。一般12 h左右澆注一板二襯混凝土。

四、隧道機(jī)械化施工設(shè)備配套的保障措施

機(jī)械設(shè)備是施工生產(chǎn)的三大要素之一，也是確保工程按期完成的關(guān)鍵所在。為此，應(yīng)根據(jù)工程任務(wù)量和工期要求，在配齊、配足各種機(jī)械設(shè)備（含車輛）的同時(shí)，備足備用和替換設(shè)備，做好相應(yīng)的保障措施。首先，項(xiàng)目經(jīng)理部均成立設(shè)備管理領(lǐng)導(dǎo)小組，隊(duì)設(shè)專職設(shè)備管理員。負(fù)責(zé)機(jī)械設(shè)備管理、調(diào)配、考評(píng)及負(fù)責(zé)設(shè)備保養(yǎng)、維修等日常工作。其次，要加強(qiáng)設(shè)備日常管理工作，落實(shí)設(shè)備管理責(zé)任制，所有設(shè)備操作員做到持證上崗。同時(shí)，還要加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備維護(hù)保養(yǎng)工作，通過日常的維修保養(yǎng)，充分提高設(shè)備的完好率和利用率。上場(chǎng)的機(jī)械設(shè)備的完好率確保100%.再次，對(duì)于備用設(shè)備和替換設(shè)備（已包括在擬投入主要機(jī)械設(shè)備表內(nèi)），應(yīng)按封存標(biāo)準(zhǔn)封存，并進(jìn)行輪換保養(yǎng)，備用發(fā)電機(jī)安裝就位，確?？呻S時(shí)啟用。對(duì)于替換下來的機(jī)械設(shè)備，應(yīng)立即組織搶修，達(dá)到完好標(biāo)準(zhǔn)后封存，使備用和替換設(shè)備與正常投入施工的機(jī)械設(shè)備同時(shí)進(jìn)場(chǎng)。

總之，對(duì)于長(zhǎng)大隧道施工，機(jī)械設(shè)備的選型與配套是其施工成敗的最主要因素之一。它不僅關(guān)系到施工的速度，而且影響到安全、質(zhì)量和效益。因此要特別重視機(jī)械設(shè)備的選型和互相之間要匹配作業(yè)，選擇時(shí)要因地制宜，結(jié)合具體情況綜合考慮。唯有如此，才能真正提高長(zhǎng)大隧道的施工效率和施工水平。

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第四篇：公路工程機(jī)械化施工作業(yè)2

第二篇作業(yè)

第十一、十二、十三、十四章作業(yè)

1、工程機(jī)械選擇的一般原則是什么？

2、如何根據(jù)施工條件選擇施工機(jī)械？

3、影響路基壓實(shí)效果因素有哪些？

4、壓實(shí)作業(yè)參數(shù)有哪些？

5、簡(jiǎn)述路基壓實(shí)的一般程序。

6、分析路拌與廠拌法施工的優(yōu)缺點(diǎn)。

7、瀝青混合料路面施工前應(yīng)做哪些準(zhǔn)備工作。

8、瀝青混合料拌和與運(yùn)輸中應(yīng)注意哪些問題？

9、攤鋪機(jī)參數(shù)有哪些？

10、攤鋪過程中質(zhì)量缺陷如何檢驗(yàn)。

11、簡(jiǎn)述瀝青混合料的壓實(shí)作業(yè)程序。

12、如何提高瀝青路面的壓實(shí)質(zhì)量？

第五篇：鐵路隧道施工機(jī)械化見證與展望

鐵路隧道施工機(jī)械化見證與展望

獻(xiàn)給中鐵西南科學(xué)研究院成立五十周年

柴永模2009.09.10 我有幸見證了鐵路隧道上下導(dǎo)坑-漏斗棚架式古老的礦山法施工、隧道鉆爆法全斷面綜合機(jī)械化掘進(jìn)、隧道全斷面機(jī)械破巖掘進(jìn)機(jī)法施工。展望未來，隧道施工的根本出路在于實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

祝中鐵西南院繼續(xù)領(lǐng)跑隧道事業(yè)，興旺發(fā)達(dá)，繁榮昌盛！

1.鐵路隧道施工機(jī)械化的發(fā)展簡(jiǎn)述 1.1國(guó)外隧道鉆爆法施工機(jī)械的發(fā)展

十九世紀(jì)20年代，在英國(guó)的鐵路線上，開始修建了第一座鐵路隧道（長(zhǎng)1,190m）。到1861年出現(xiàn)了第一臺(tái)風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)，1866年發(fā)明了黃色炸藥后，在法意邊境的仙尼斯隧道施工中，首先采用了風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)和簡(jiǎn)易鑿巖臺(tái)車鉆孔。二十世紀(jì)40年代，由于鑿巖機(jī)具的幾次重大革新，采用門架式鑿巖臺(tái)車及其配套機(jī)械進(jìn)行隧道全斷面施工，到二十世紀(jì)70年代，以高壓風(fēng)為動(dòng)力的隧道全斷面綜合機(jī)械化施工已成為一種首選施工方法。使單線鐵路隧道的平均單口月成洞達(dá)170m。隨后，具有鑿巖速度高、能耗低的液壓鑿巖機(jī)的成功應(yīng)用，很快地取代了風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)在鑿巖臺(tái)車上使用的統(tǒng)治地位，出現(xiàn)了鉆臂少且鑿孔范圍大的輪胎式全液壓鑿巖臺(tái)車并很快廣泛應(yīng)用于鐵路隧道施工，使鉆爆法施工機(jī)械及其配套技術(shù)水平得到一次飛越，單線鐵路隧道全斷面月掘進(jìn)達(dá)到240m（麥克唐納隧道）。1.2我國(guó)隧道鉆爆法施工機(jī)械的發(fā)展 1.2.1隧道分部開挖施工機(jī)械

上世紀(jì)50年代初期，我國(guó)隧道多數(shù)為人工開挖，60%左右的短隧道（500m以下）月成洞僅14m，30%左右長(zhǎng)2000m以下的隧道為30m。1954年開工的寶-成線秦嶺隧道（2364m）第一次使用手持式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)、電瓶機(jī)車和碴斗車。到60年代中期的川-黔、成-昆和貴-昆鐵路隧道建設(shè)中，學(xué)習(xí)煤礦和金屬礦山的巷道快速掘進(jìn)模式：采用手持式鑿巖機(jī)配以自制的分風(fēng)、分水器，長(zhǎng)短鋼釬搭配多臺(tái)鑿巖機(jī)同時(shí)鑿孔；全部采用人工元木支撐；采用H762型(或華-1型)鏟斗后卸式裝碴機(jī)、平移調(diào)車器、0.75m3V型斗車、XK-8型電瓶機(jī)車及762mm軌距組成裝運(yùn)系統(tǒng)，最高月進(jìn)尺301.3m(沙木拉打隧道)；當(dāng)配套形式中的裝碴機(jī)采用國(guó)內(nèi)新研制的ZCQ-4型風(fēng)動(dòng)裝碴機(jī)后,于1975年在長(zhǎng)潭1號(hào)隧道導(dǎo)坑掘進(jìn)中創(chuàng)造了月掘進(jìn)359.5m；又當(dāng)裝碴機(jī)改為8HR立爪裝碴機(jī)與12t電瓶機(jī)車和8m3梭式礦車配套時(shí)，1988年在大瑤山隧道北端的導(dǎo)坑掘進(jìn)中，達(dá)到月進(jìn)尺425m；雖然隧道的襯砌作業(yè)僅使用了J1250-

1、J1400和J1400A混凝土攪拌機(jī)進(jìn)洞作業(yè)、木模板和插入式振搗器等機(jī)械，此期間的單線鐵路隧道平均月成洞已達(dá)到80m，最高為152m(關(guān)村壩隧道)。

2008年以來，建設(shè)中的貴昆線六盤水至沾益段烏蒙山2號(hào)隧道(全長(zhǎng)12266m)，其中橫洞工區(qū)負(fù)責(zé)橫洞2026m、平行導(dǎo)坑3645.5m，正洞雙線隧道4270.94m施作。橫洞和平行導(dǎo)坑的掘進(jìn)斷面分別為25m2和15m2。釆用多臺(tái)手持風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)打眼；ITC-312大能力挖裝機(jī)、3臺(tái)25m3梭式礦車和25t內(nèi)燃機(jī)車、43kg/m鋼軌、900mm軌距、4軌3線布置軌道組成的裝運(yùn)作業(yè)線；TK-961型濕噴機(jī)支護(hù)作業(yè)；大風(fēng)量長(zhǎng)管道壓入式通風(fēng)方式等。在巖溶地區(qū)水害很大條件下，月掘進(jìn)近300m，代表了當(dāng)今平行導(dǎo)坑掘進(jìn)機(jī)械化水平。1.2.2鐵路單線隧道全斷面施工機(jī)械化的發(fā)展

鐵路單線隧道全斷面施工機(jī)械化起步較早，可分為以高壓風(fēng)為鑿巖動(dòng)力和以液壓為動(dòng)力的兩個(gè)階段。

1.2.2.1早期的風(fēng)動(dòng)鑿巖臺(tái)車及配套模式

成昆鐵路修建期間引進(jìn)10臺(tái)套隧道全斷面風(fēng)動(dòng)鑿巖臺(tái)車及部份配套設(shè)備，在15座隧道施工中掘進(jìn)7876.68m，機(jī)械配套作業(yè)線歸納起來有兩種形式。

(1)以自制SQT-1型梯架鑿巖臺(tái)車為主的全斷面掘進(jìn)配套技術(shù)在白云巖1號(hào)隧道中施工，臺(tái)車分三層，共布置17臺(tái)BBC-24W風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)(進(jìn)口)沿梯架自動(dòng)推進(jìn)鑿孔，洞口供風(fēng)量為100m3/min；2臺(tái)LM-250H風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)、19輛4.25m3側(cè)卸式大斗車、3臺(tái)LJU-10內(nèi)燃機(jī)車和起重能力為10t的風(fēng)動(dòng)平移調(diào)車器等組成裝、運(yùn)作業(yè)線；采用01-45錨桿鉆機(jī)鉆孔、安裝楔形錨桿并掛網(wǎng)支撐；人工立木模板襯砌等，全斷面掘進(jìn)僅580m。

(2)另一種形式是以日本ZC419型液壓鉆臂式風(fēng)動(dòng)鑿巖臺(tái)車為主的全斷面掘進(jìn)配套技術(shù)在成昆線蜜蜂菁2號(hào)隧道施工。臺(tái)車分三層、共15臺(tái)液壓鉆臂上分別安裝1臺(tái)ASD-35中型導(dǎo)軌式風(fēng)動(dòng)鑿巖機(jī)鑿孔，洞口供風(fēng)量為100m3/min；RS-85型風(fēng)動(dòng)裝巖機(jī)、120輛0.75m3V型斗車、三臺(tái)BL-10-M電瓶機(jī)車和自制三線平移調(diào)車器組成出碴作業(yè)線；金屬錨桿掛網(wǎng)支護(hù)；人工立木模襯砌等。全斷面掘進(jìn)長(zhǎng)度658.38m，平均月掘進(jìn)153.11m，最高月掘進(jìn)200.58m。這種配套形式繼后又在沙通鐵路梨樹溝隧道、襄渝鐵路蜀河隧道中再次使用。1.2.2.2鑿巖臺(tái)車及配套設(shè)備研究制

1974年鐵道部科學(xué)研究院西南研究所與鐵道部第二工程局合作，總結(jié)了隧道全斷面機(jī)械化施工的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，研制了第一臺(tái)CGJ15-3型鐵路隧道全斷面鑿巖臺(tái)車、SC8.5m3、SC16m3梭式礦車、TP865型混凝土噴射機(jī)械手等施工機(jī)械，1977年在四川廣(元)-羅(壩)鐵路普濟(jì)隧道（長(zhǎng)405m）進(jìn)行全斷面試掘進(jìn)，取得了月掘112m和每米掘進(jìn)工天為56天的好成績(jī)。與鑿巖臺(tái)車配套的相關(guān)機(jī)械有YG-40型導(dǎo)軌式鑿巖機(jī)，ZCY-45電動(dòng)裝碴機(jī)及SC8.5m3風(fēng)動(dòng)梭車等，其中研制的梭式礦車在鐵路隧道施工中首次使用，深受施工單位喜愛。1984年按CGJ15-3改型的CGJ12型臺(tái)車在四川映秀漁子溪二級(jí)電站引水隧洞修建中再次成功應(yīng)用。

1.2.2.3單線鐵路長(zhǎng)隧道快速施工配套技術(shù)與設(shè)備研究

二十世紀(jì)90年代侯月、寶中、南昆、西康和內(nèi)昆單線鐵路的修建，由于單線鐵路隧道斷面凈空小、施工干擾大，成功的雙線隧道施工機(jī)械配套模式不適于單線長(zhǎng)隧道施工，因此，1992年鐵道部針對(duì)米花嶺隧道（9,392m）工程實(shí)際，由鐵路工程總公司牽頭，進(jìn)行了“單線鐵路長(zhǎng)隧道快速施工配套技術(shù)與設(shè)備”的研究。以引進(jìn)、研制單線隧道門架軌行式全液壓鑿巖臺(tái)車為龍頭，使用國(guó)產(chǎn)機(jī)械組成裝運(yùn)作業(yè)、噴錨支護(hù)作業(yè)和襯砌作業(yè)線等。以洞內(nèi)軌道布置為紐帶，使幾條作業(yè)線在運(yùn)行尺寸、工作范圍、生產(chǎn)能力等方面合理配套為該研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)。經(jīng)過幾年努力，研制出了適用于單線隧道支護(hù)作業(yè)的TK-961型濕噴設(shè)備、研制了類似ITC-

312、KL-20ES大能力挖裝機(jī)，使用了T12t電瓶牽引機(jī)車與14m3梭式礦車新產(chǎn)品，首次在隧道內(nèi)使用43kg/m重軌，建立了單線鐵路隧道快速施工機(jī)械配套方案，實(shí)現(xiàn)了單口月成洞120-150m的目標(biāo)。

隨后在西康鐵路秦嶺隧道Ⅱ線(長(zhǎng)18,456m)施工中，將上述配套方案中的軌距由762mm改為900mm、四軌三線制布置軌道、使用ITC-312大能力挖裝機(jī)、14m3以上梭式礦車和大馬力內(nèi)燃機(jī)車組成的裝運(yùn)作業(yè)線；使用具TK-961型濕噴機(jī)為主的支護(hù)作業(yè)線；采用長(zhǎng)管道壓入式通風(fēng)方式等。形成了我國(guó)單線鐵路隧道快速施工機(jī)械配套模式。具有90年代國(guó)際先進(jìn)水平，在隧道施工中發(fā)揮了極其重要的作用。

1.2.3 鐵路雙線隧道全斷面施工機(jī)械化模式研制

1982年后，衡廣及大秦鐵路加速修建，大瑤山、軍都山特長(zhǎng)雙線隧道建設(shè)中，采用傳統(tǒng)的施工方法和施工機(jī)械難已滿足工程建設(shè)要求。為此，引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)機(jī)械和施工技術(shù)進(jìn)行全斷面綜合機(jī)械化施工，推動(dòng)我國(guó)隧道新奧法施工技術(shù)、液壓鑿巖技術(shù)和大型輪式隧道施工機(jī)械等跨入國(guó)際先進(jìn)行列。在引進(jìn)設(shè)備的同時(shí)，各專業(yè)廠家采取技貿(mào)結(jié)合或入門費(fèi)加提成的方式，引進(jìn)了工程機(jī)械專有生產(chǎn)技術(shù)111項(xiàng)，到1989年底，其中67項(xiàng)國(guó)產(chǎn)化率達(dá)70%以上，不少項(xiàng)目基本實(shí)現(xiàn)國(guó)產(chǎn)化，其中隧道機(jī)械專有生產(chǎn)技術(shù)9項(xiàng)，如H174~H178全液壓鑿巖臺(tái)車、COP1038HD液壓鑿巖機(jī)等，促進(jìn)了隧道施工機(jī)械的研制和發(fā)展。國(guó)產(chǎn)配套施工機(jī)械主要有鋼模板襯砌臺(tái)車、HB30、HB60混凝土泵。引進(jìn)的隧道機(jī)械組成了幾條作業(yè)線：由TH286液壓鑿巖臺(tái)車、LM1641或CAT966D裝載機(jī)、DP205自卸汽車組成挖、裝、運(yùn)作業(yè)線；由B1.5-

4、Robot75機(jī)械手組成的支護(hù)作業(yè)線；由國(guó)產(chǎn)模板臺(tái)車、引進(jìn)的M30混凝土拌合樓、混凝土攪拌輸送車組成襯砌作業(yè)線；另外還配有通風(fēng)機(jī)械、注漿機(jī)械和找頂反鏟等。大瑤山、軍都山雙線隧道機(jī)械化的施工，建立了具有世界先進(jìn)水準(zhǔn)的鐵路雙線隧道機(jī)械化施工模式，其月掘進(jìn)和成洞速度達(dá)到了世界先進(jìn)水平。

2007年以來，正在施工的雅礱江錦屏電站引水隧洞中，發(fā)包人提供承包人全額回購(gòu)的施工設(shè)備13臺(tái)（套），在鐵路雙線線隧道機(jī)械化施工橫式基礎(chǔ)上，適當(dāng)變換機(jī)械，形成了當(dāng)今最先進(jìn)的隧洞掘進(jìn)機(jī)械化模式，該模式由Rocket Boomer353E液壓鑿巖臺(tái)車、0.5～1m3長(zhǎng)臂挖掘機(jī)組成掘進(jìn)作業(yè)線；用CAT980、CAT966胎式正裝側(cè)卸式裝載機(jī)、反鏟挖掘機(jī)(清底)、大型自卸汽車(20t)等組成裝運(yùn)作業(yè)線；進(jìn)口錨桿鑿孔臺(tái)車(工作高度11m、動(dòng)力約100kW)、使用水脹式錨桿、Spraymec 7110WPC噴混凝土臺(tái)車(35m3/h)組成支護(hù)作業(yè)線；襯砌鋼模臺(tái)車、砼運(yùn)輸罐車、砼土泵等組成襯砌作業(yè)線。2鐵路隧道掘進(jìn)機(jī)施工法的發(fā)展 2.1國(guó)外隧道掘進(jìn)機(jī)施工法發(fā)展

掘進(jìn)機(jī)是由盾構(gòu)技術(shù)發(fā)展而來，具有掘進(jìn)、出碴、導(dǎo)向、支護(hù)四大基本功能，使隧洞全斷面一次成形。

1851美國(guó)工程師設(shè)計(jì)了世界上第一臺(tái)掘進(jìn)機(jī)，由于存在難以克服的刀具問題和其它各種困難，不好與隧道鉆爆法施工相比。直到1952年，美國(guó)工程師再次采用滾刀獲得了成功，使掘進(jìn)機(jī)在硬巖中的掘進(jìn)速度超過了鉆爆法的掘進(jìn)速度。

現(xiàn)代的掘進(jìn)機(jī)采用了機(jī)械、電氣和液壓領(lǐng)域的高科技成果，運(yùn)用計(jì)算機(jī)控制、閉路電視監(jiān)視、工廠化施作隧道，無論是隧道的一次成型、施工進(jìn)度、施工安全、施工環(huán)境、工程質(zhì)量等方面，還是在人力資源的配置方面都比傳統(tǒng)的鉆爆法施工有質(zhì)的飛躍。

目前，國(guó)外掘進(jìn)機(jī)技術(shù)已經(jīng)相當(dāng)成熟，有敞開式、單護(hù)盾、雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)等不同類型，適應(yīng)不同的地質(zhì)條件。德國(guó)維爾特公司1999年制造的用于西班牙Paracuellos項(xiàng)目的TBE450/1140H型掘進(jìn)機(jī)，直徑為12.35m；德國(guó)海瑞克公為馬德里一座隧道提供了一臺(tái)雙刀盤土壓平衡盾構(gòu)機(jī)，外刀盤直徑達(dá)15.2m；上海長(zhǎng)江隧橋工程成功使用2臺(tái)德國(guó)海瑞克公司生產(chǎn)的世界上最大直徑(15.43m)的泥水平衡式盾構(gòu)等，代表目前大直徑掘進(jìn)的先進(jìn)水平。

經(jīng)過半個(gè)世紀(jì)的發(fā)展，國(guó)外的掘進(jìn)機(jī)制造技術(shù)在以下方面取得了長(zhǎng)足進(jìn)步：

(1)掘進(jìn)機(jī)在適應(yīng)地質(zhì)條件方面可根據(jù)不同地條件設(shè)計(jì)掘進(jìn)機(jī)及其后配套設(shè)備系統(tǒng)，并有多種形式的機(jī)型供選用；

(2)掘進(jìn)機(jī)的直徑范圍也擴(kuò)大了，從直徑小于1.0m的微型掘進(jìn)機(jī)到12.35m左右的大直徑巖石掘進(jìn)機(jī)均能生產(chǎn)并投入使用；(3)掘進(jìn)機(jī)的一次掘進(jìn)長(zhǎng)度可達(dá)20-25km，在更換一次刀盤大軸承及軸承密封后，整機(jī)壽命達(dá)40km，有利修建特長(zhǎng)隧道；(4)當(dāng)前，有單一圓形斷面、雙圓、多圓斷面、擴(kuò)孔式掘進(jìn)機(jī)和任意斷面的掘進(jìn)機(jī)修建巖石隧道；(5)有水平隧道掘進(jìn)機(jī)、豎井掘進(jìn)機(jī)、斜井掘進(jìn)機(jī)；

(6)掘進(jìn)機(jī)激光制導(dǎo)和PC控制系統(tǒng)及液壓伺服調(diào)節(jié)技術(shù)也非常成功在掘進(jìn)機(jī)上得到應(yīng)用；

(7)滾刀直徑進(jìn)步加大，19英吋(￠483mm)滾刀已投入使用，其單刃滾刀的承載能力達(dá)31t，刀具的破巖能力和使用壽命得以提高；(8)特大型刀盤的分塊設(shè)計(jì)、刀盤鋼結(jié)構(gòu)焊接變形控制、刀盤整體熱處理技術(shù)，刀盤、護(hù)盾的耐磨保護(hù)技術(shù)及耐磨材料的研究成功；(9)大型鑄鋼件的冶煉、澆鑄、質(zhì)量控制和成品檢測(cè)技術(shù)，大型焊接件(掘進(jìn)機(jī)主梁)的選材、焊接成型工藝、變形控制和質(zhì)量檢測(cè)等；(11)可自動(dòng)延伸的特長(zhǎng)皮帶機(jī)連續(xù)運(yùn)渣，使掘進(jìn)速度加快，是鉆爆法隧道施工不可比擬的。2.2國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)及施工發(fā)展

國(guó)內(nèi)全斷面掘進(jìn)機(jī)的研究開發(fā)始于1964年。由上?？睖y(cè)設(shè)計(jì)院機(jī)械設(shè)計(jì)室、北京水電學(xué)院分別進(jìn)行方案設(shè)計(jì)。1965年，掘進(jìn)機(jī)的研制列入國(guó)家重點(diǎn)科研項(xiàng)目，當(dāng)時(shí)的水電部抽調(diào)技術(shù)力量，集中在上海水工機(jī)械廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)設(shè)計(jì)，1966年制造出了1臺(tái)直徑3.5m的掘進(jìn)機(jī)，先后在云南西洱河水電站引水隧洞進(jìn)行試驗(yàn)，洞軸地層為花崗片麻巖、石灰?guī)r，抗壓強(qiáng)度為100～240MPa。最高月進(jìn)尺為48.5m。

上海水工廠制造直徑SJ-58型掘進(jìn)機(jī)，于1977年4月～1978年4月在云南西洱河水電站的水工隧道中進(jìn)行工業(yè)性試驗(yàn)，共掘進(jìn)了247.3m。1981年，SJ-58型掘進(jìn)機(jī)經(jīng)過優(yōu)化設(shè)計(jì)后，于同年11日25日投入引灤入唐工程古人莊隧道施工，共掘進(jìn)2747.2m，穿越的巖層系白云質(zhì)矽質(zhì)灰?guī)r，最高日進(jìn)尺19.85m，最高月進(jìn)尺201.5m，該工程于1983年3月15日貫通，這是中國(guó)第一條用國(guó)產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)施工的中型斷面隧道。

1985年～1992年，天生橋二級(jí)水電站引水隧洞工程使用了美國(guó)羅賓斯公司制造的開敞式掘進(jìn)機(jī)，直徑為10.8m，平均月進(jìn)尺僅65m。

1991年～1992年，引大入秦工程30A號(hào)和38號(hào)輸水隧洞，總長(zhǎng)約17km，相繼采用了美國(guó)羅賓斯公司制造的φ5.53m雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)施工，平均月進(jìn)尺980m，最高月進(jìn)尺1400m。隨后，引黃入晉工程中使用了5臺(tái)羅賓斯、1臺(tái)法國(guó)法馬通公司制造的雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)，開挖了總長(zhǎng)為122km的隧道，創(chuàng)造了日掘進(jìn)113m、月掘進(jìn)1637m 的紀(jì)錄。

秦嶺Ⅰ線隧道全長(zhǎng)18.456km，采用掘進(jìn)機(jī)法和鉆爆法施工，鐵道部1996年引進(jìn)兩臺(tái)φ8.8m開敞式掘進(jìn)機(jī)，秦嶺北掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)隧道5.244km，秦嶺南掘進(jìn)機(jī)掘進(jìn)隧道5.621km，1998年平均月進(jìn)度為252.36m，1999年平均月進(jìn)度為290.64m，最高月進(jìn)度為528.48m。

2003年招標(biāo)建設(shè)計(jì)的遼寧大伙房水庫(kù)引水工程，引水隧道全長(zhǎng)85.308km，采用掘進(jìn)機(jī)法和鉆爆法施工，使用了3臺(tái)φ8.03m開敞式掘進(jìn)機(jī)順利完成。

建成的武漢長(zhǎng)江隧道是一條雙孔雙向四車道設(shè)計(jì)的公路隧道，盾構(gòu)段長(zhǎng)2.5公里，2009年4月19日雙線貫通，隧道內(nèi)車行8分鐘即可過江。

上海長(zhǎng)江隧橋工程起自浦東五號(hào)溝，經(jīng)長(zhǎng)興島，止于崇明陳家鎮(zhèn)，全長(zhǎng)約25.5公里，其中浦東至長(zhǎng)興島為7.5km隧道，建成后，上海市民從市中心乘車只需40分鐘左右就可直達(dá)崇明。隧道成功使用2臺(tái)德國(guó)海瑞克公司生產(chǎn)的世界上最大直徑(15.43m)的泥水平衡式盾構(gòu)，上行線盾構(gòu)段已于4月23日貫通，下行線盾構(gòu)段到5月底已完成總掘進(jìn)量的85.1%。到2009年6月30日,上行線路面鋪裝總量88.3%，下行線路面鋪裝總量86.1%。

南京長(zhǎng)江隧道位于南京長(zhǎng)江大橋與三橋之間，連接河西新城區(qū)——江心洲——浦口區(qū)。整個(gè)工程通道總長(zhǎng)約6.2公里，按6車道快速通道規(guī)模建設(shè)，設(shè)計(jì)車速80km/h，盾構(gòu)開挖直徑14.96m。左線于2009年5月20日貫通右線于2009年8月22日貫通。

新建廣深港鐵路客運(yùn)專線是內(nèi)地聯(lián)接香港的快速通路，線路長(zhǎng)度約105km。獅子洋隧道工程為全線控制性工程，全長(zhǎng)10.8km，其中盾構(gòu)段長(zhǎng)9277m，采用四臺(tái)泥水平衡式盾構(gòu)分別從左線、右線兩端工作井相向掘進(jìn)，地中對(duì)接、洞內(nèi)解體完成隧道掘進(jìn)。隧道內(nèi)徑9.80m，外徑10.80m，采用“7+1”分塊式的通用契形環(huán)鋼筋砼單層管片襯砌?？偣て?5個(gè)月，目前正順利掘進(jìn)。該工程為目前國(guó)內(nèi)最長(zhǎng)、標(biāo)準(zhǔn)最高的水下隧道，是廣深港客運(yùn)專線的控制性工程。

蘭渝鐵路西秦嶺隧道，隧道長(zhǎng)28236米，為我國(guó)長(zhǎng)度第二鐵路隧道，僅次于在建的新關(guān)角隧道。隧道為雙洞單線，由中國(guó)隧道集團(tuán)及中鐵十八局采用兩臺(tái)TBM和鉆爆法施工。西秦嶺隧道于2008年8月開工，工期約5年。

西安至成都客運(yùn)專線前期勘測(cè)工作已全部完成，并計(jì)劃于2009年底正式開工建設(shè)。西安北至江油段線路建筑長(zhǎng)度510公里，其中穿越秦嶺山區(qū)地段線路總長(zhǎng)達(dá)到135公里，隧道合計(jì)長(zhǎng)度高達(dá)127公里，超過10公里的特長(zhǎng)隧道就有6座，將釆用掘進(jìn)機(jī)法施工。

中國(guó)城市地鐵建設(shè)中，將有幾百臺(tái)盾構(gòu)機(jī)投入掘進(jìn)，有人估計(jì)，世界上70％左右的掘進(jìn)機(jī)(含盾構(gòu)機(jī))在中國(guó)掘進(jìn)。2.3掘進(jìn)機(jī)的國(guó)內(nèi)外合作生產(chǎn)與施工

國(guó)外掘進(jìn)機(jī)制造商為了降低制造成本，選擇國(guó)內(nèi)的制造廠合作生產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)及后配套設(shè)備，把一些鋼結(jié)構(gòu)件如刀盤、機(jī)架、盾殼、后配套平臺(tái)車等鋼結(jié)構(gòu)件交由國(guó)內(nèi)的制造廠生產(chǎn)，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造。關(guān)鍵配件由外方制造或采購(gòu)，運(yùn)到國(guó)內(nèi)組裝。例如：

(1)1996年維爾特公司與鐵道部寶雞工程機(jī)械廠合作生產(chǎn)用于秦嶺隧道維爾特TB880E掘進(jìn)機(jī)后配套設(shè)備。制造了7號(hào)～18號(hào)平臺(tái)車12節(jié)，20m3出碴礦車26臺(tái)。

(2)1998年羅賓斯公司與上海隧道股份有限公司合作生產(chǎn)2臺(tái)φ4.84m雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)，刀盤、盾殼等結(jié)構(gòu)件由上海制造，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造。其他部件由外方制造或采購(gòu)后運(yùn)到上海組裝。1998年底出廠，用于山西引黃入晉南干線工程。

(3)2001年以來中國(guó)二重與美國(guó)羅賓斯公司合作，為新加坡制造了φ4.2m雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)刀盤、盾殼等結(jié)構(gòu)件，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造，其他部件、配件由外方制造或采購(gòu)后，運(yùn)到中國(guó)第二重型機(jī)械廠組裝。2002年7月～2003年3月為云南掌鳩河引水工程制造了φ3.65m雙護(hù)盾掘進(jìn)機(jī)，該機(jī)已于2003年4月在現(xiàn)場(chǎng)完成安裝并投入使用，整機(jī)設(shè)備運(yùn)行良好。(4)2004年羅賓斯公司與大連重工·大連起重集團(tuán)公司合作生產(chǎn)2臺(tái)φ8.03m(MB264—310，MB264—311)開敞式掘進(jìn)機(jī)，部分結(jié)構(gòu)件由大重大起公司制造，外方負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造。其他部件、配件由外方運(yùn)到大重大起公司組裝。2005年用于遼寧省大伙房引水工程掘進(jìn)機(jī)一標(biāo)及三標(biāo)。

(5)2004年維爾特公司與河南新鄉(xiāng)中鐵隧道股份有限公司合作生產(chǎn)掘進(jìn)機(jī)后配套平臺(tái)車的結(jié)構(gòu)件，由維爾特公司提供圖樣及督造，2004年底用于遼寧省大伙房引水工程掘進(jìn)機(jī)二標(biāo)。

(6)2004年海瑞克公司與廣州重型機(jī)器廠(簡(jiǎn)稱廣重)、武漢重型機(jī)床廠以及陜西寶雞工程機(jī)械廠合作生產(chǎn)一臺(tái)直徑6.76m的雙護(hù)盾硬巖掘進(jìn)機(jī)，主機(jī)鋼結(jié)構(gòu)由武漢重型機(jī)床廠生產(chǎn)，后配套臺(tái)車架由寶雞工程機(jī)械廠制造，刀盤由廣重生產(chǎn)，海瑞克公司負(fù)責(zé)圖樣、技術(shù)及監(jiān)督制造，其他部件、配件由外方運(yùn)到廣重，整機(jī)組裝在廣重進(jìn)行，2005年用于新疆大坂引水隧洞工程。

2007年8月，北方重工以絕對(duì)控股方式，成功并購(gòu)德國(guó)維爾特控股集團(tuán)公司/法國(guó)ＮＦＭ公司，從而擁有了世界隧道掘進(jìn)機(jī)知名企業(yè)控股權(quán)。至此，經(jīng)過歷時(shí)兩年的精心運(yùn)作和多輪談判，北方重工對(duì)擁有世界隧道掘進(jìn)機(jī)知名品牌和核心技術(shù)的德國(guó)維爾特控股集團(tuán)公司/法國(guó)ＮＦＭ公司的并購(gòu)終于落下帷幕。據(jù)透露，并購(gòu)后德國(guó)維爾特控股集團(tuán)公司/法國(guó)ＮＦＭ公司成為北方重工（ＮＨＩ）旗下的ＮＦＭ公司，將作為具有獨(dú)立經(jīng)營(yíng)、自負(fù)盈虧的分公司繼續(xù)運(yùn)營(yíng)。

2008年08月，成都南車隧道裝備有限公司與美國(guó)羅賓斯公司合作生產(chǎn)的第一臺(tái)隧道掘進(jìn)機(jī)下線并交付使用，標(biāo)志著中國(guó)西部裝備制造企業(yè)首次進(jìn)入隧道掘進(jìn)機(jī)制造領(lǐng)域。此次竣工下線的是雙護(hù)盾隧道掘進(jìn)機(jī)，專門為陜西省南水北調(diào)引紅救濟(jì)石工程所生產(chǎn)。該工程年平均引水量1億立方米，有效緩解咸陽、楊凌和西安等城市水資源供需矛盾，改善渭河生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)區(qū)域經(jīng)濟(jì)社會(huì)可持續(xù)發(fā)展。南車集團(tuán)正在合作為西秦嶺隧道、成都地鐵生產(chǎn)隧道掘進(jìn)機(jī)和盾構(gòu)機(jī)。3隧道施工機(jī)械化展望

3.1大量新建隧道需要隧道施工機(jī)械化

截至1999年，中國(guó)現(xiàn)在有鐵路隧道6876座，總長(zhǎng)度為3670公里，中國(guó)公路隧道總數(shù)已達(dá)1782座，總長(zhǎng)度704公里，分別是改革開放之初的4.7倍和13.5倍，是世界上隧道最多的國(guó)家。為適應(yīng)我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的需要，鐵道部于2004年制定并頒布了《中長(zhǎng)期鐵路網(wǎng)規(guī)劃》，規(guī)劃中明確指出到2020年，全國(guó)鐵路營(yíng)業(yè)里程達(dá)到10萬公里。其中“十一五”期間我國(guó)在建或開工新建的鐵路隧道超過4000km。為滿足快速增長(zhǎng)的旅客運(yùn)輸需求，建立省會(huì)城市及大中城市間的快速客運(yùn)通道，規(guī)劃“四縱四橫”鐵路快速客運(yùn)通道以及發(fā)達(dá)地區(qū)城際快速客運(yùn)系統(tǒng)。建設(shè)客運(yùn)專線及城際軌道交通1.8萬公里，10km以上的特長(zhǎng)隧道比重增加，它的快速施工需要實(shí)現(xiàn)機(jī)械化。

3.2隧道鉆爆法施工機(jī)械化是推廣發(fā)展重點(diǎn)

自液壓鑿巖臺(tái)車應(yīng)用隧道施工，隧道鉆爆法施工紀(jì)錄不斷刷新，創(chuàng)造了18個(gè)月貫通秦嶺隧道（18.46公里）的奇跡。推廣和創(chuàng)新發(fā)展“新奧法”施工和機(jī)械化配套技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)隧道鉆爆法施工機(jī)械化的重點(diǎn)。其中掘進(jìn)機(jī)械化，裝-運(yùn)-卸機(jī)械化，錨桿-濕噴砼支護(hù)機(jī)械化，襯砌(含仰拱)砼施工機(jī)械化仍是推廣和創(chuàng)新的重點(diǎn)、難點(diǎn)。

3.3隧道掘進(jìn)機(jī)成為重點(diǎn)研制設(shè)備

由于國(guó)內(nèi)掘進(jìn)機(jī)與國(guó)外掘進(jìn)機(jī)相比，在機(jī)器工作可靠性、自動(dòng)導(dǎo)向和調(diào)向系統(tǒng)、液壓及伺服系統(tǒng)、刀具及刀具軸承、主機(jī)大軸承的設(shè)計(jì)與制造、自動(dòng)控制系統(tǒng)及元件等多方面的差距很大，為滿足當(dāng)前高速鐵路特長(zhǎng)隧道建設(shè)需要，我國(guó)正與世界知名掘進(jìn)機(jī)(含盾構(gòu))制造廠技術(shù)合作，在上海、廣州、沈陽、大連、成都、武漢等地都設(shè)立了本地化生產(chǎn)工廠，為國(guó)內(nèi)研制、生產(chǎn)各類隧道掘進(jìn)機(jī)及配套設(shè)備。

3.4隧道掘進(jìn)機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)

(1)既要設(shè)計(jì)適合復(fù)雜地質(zhì)條件使用的多功能掘進(jìn)機(jī)，又要制造用于地質(zhì)條件簡(jiǎn)單的、功能單一的掘進(jìn)機(jī)。

(2)目前雙線鐵路隧道及公路隧洞因多車道的需要，要求大斷面掘進(jìn)機(jī)，直徑20m的掘進(jìn)機(jī)正處于“預(yù)研究”階段。大直徑掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)制造和部件運(yùn)輸組裝是技術(shù)上的重難點(diǎn)。

(3)未來的發(fā)展趨勢(shì)之一是全自動(dòng)化。掘進(jìn)機(jī)的設(shè)計(jì)制造在一定程度上反映了一個(gè)國(guó)家的綜合科學(xué)技術(shù)和工業(yè)水平，體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)、新材料、自動(dòng)化、信息傳輸和多媒體等的技術(shù)的綜合水平。目前，在辦公室所在地可以直接從計(jì)算機(jī)屏幕上獲取遠(yuǎn)距離的掘進(jìn)機(jī)施工圖像和參數(shù)，并可以發(fā)出指令進(jìn)行控制。

(4)計(jì)算機(jī)硬件和軟件的迅速發(fā)展，掘進(jìn)機(jī)的計(jì)算機(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)和施工系統(tǒng)的開發(fā)也是發(fā)展方向之一。隨著科技的發(fā)展，一門叫做“地質(zhì)機(jī)械電子學(xué)”應(yīng)運(yùn)而生，它把機(jī)械原理、電子學(xué)原理和機(jī)器人原理應(yīng)用到巖土工程學(xué)中。

(5)TBM導(dǎo)洞擴(kuò)挖法在特長(zhǎng)隧道施工中的研究，即先用小直徑（3.5～5m）TBM開挖導(dǎo)洞，然后用鉆爆法擴(kuò)挖至設(shè)計(jì)斷面的復(fù)合式施工方法。小直徑TBM具備技術(shù)成熟、造價(jià)低廉、操作快捷的優(yōu)勢(shì)，在高效、低耗、環(huán)保等方面已被證實(shí)有突出表現(xiàn)，適宜在眾多山嶺特長(zhǎng)隧道施工中采用。意大利自20世紀(jì)80年代初期開始使用這種方法，已有100km以上隧道的建成經(jīng)驗(yàn)。

作者留言： 學(xué)的是機(jī)器制造，干一輩子隧道機(jī)械，其志向未變，無怨無悔；

博客格言是“退休繼續(xù)與時(shí)俱進(jìn)，年輕心態(tài)延緩癡呆”。主要參考資料：

1、《成昆鐵路(第三冊(cè))隧道》人民鐵道出版社，1979年北京；

2、《中國(guó)鐵路隧道史》ISBN：7113052010 中國(guó)鐵道出版社 2004-3 第1版；

3、羅朝廷、柴永模、陳永華“隧道施工機(jī)械國(guó)產(chǎn)化的情況調(diào)查與總結(jié)”，《鐵路隧道及地下工程》科技動(dòng)態(tài)報(bào)告文集，1993年中國(guó)鐵道出版社；

4、柴永模 王建宇 “隧道掘進(jìn)機(jī)在中國(guó)鐵道工程中的應(yīng)用及前景”《建筑機(jī)械化》2002年第5期；

5、中國(guó)鐵路工程總公司“單線鐵路長(zhǎng)隧道快速施工配套技術(shù)與設(shè)備”研究報(bào)告，1998年；

6、王新線 雷升祥 柴永模“鐵路客運(yùn)專線特長(zhǎng)隧道的TBM導(dǎo)洞擴(kuò)挖方案構(gòu)想”《鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì)》2006年第12期。

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