“人海战术”退场，机械化施工上阵

近日，随着最后一次爆破作业顺利完成，西安至重庆高速铁路（以下简称“西渝高铁”）重难点工程——四方山隧道顺利贯通。这条穿行于大巴山南麓的9485米长隧，没有使用传统的“人海战术”，而是以一套全工序机械化施工体系，为高铁隧道智能建造写下新注脚。

四方山隧道位于重庆市开州区境内，是西渝高铁康渝段的一级高风险隧道。它不仅要穿越滑坡体、采空区、老窑积水区，还要直面有害气体带、岩溶发育区，以及高地应力和边仰坡顺层等不良地质，导致施工组织和安全管控难度大。

过去遇到这类隧道，掌子面（即开挖工作面）往往需要大量工人轮番上阵：人工凿岩、肩扛钢拱架、洞内焊接绑扎……传统作业方式效率低下，安全风险也高。在此次施工作业中，中铁十一局建设者通过科技创新，把人从危险作业里面“换”出来，让装备和工法直面作业现场。

(相关资料图)

“我们在掌子面、仰拱、二衬三大作业区排布了一套‘7+1+4’机械化配套矩阵。”中铁十一局西渝5标总工程师蒲昆介绍，他们在掌子面配置三臂凿岩台车、多功能装药台车等7类设备，仰拱作业采用56米大跨度移动栈桥，二衬作业引入智能衬砌台车、钢筋防水板自动铺挂台车等4类工装，实现开挖、支护、衬砌全流程机械化协同。

“传统隧道里‘掌子面站满人’，现在只需要少数操作手操作设备集群作业。”蒲昆说，比如在掌子面，三臂凿岩台车替代人工风枪打眼，多功能装药台车完成炸药填装，配合拱架安装机、钻锚注一体机、湿喷台车，开挖与初期支护一气呵成。

同时，四方山隧道把BIM可视化和洞内智能监测预警系统接入施工流程，动态监管开挖、支护、衬砌各工序，围岩变形、有害气体浓度、设备状态都在大屏显示，数据异常就自动报警。

“让工人少待在掌子面，靠监测数据预测风险，施工效率提高了，安全风险也减少了。”蒲昆算了一笔账，以前一个隧道施工作业面需要110个工人，现在进行机械化施工，只需要80人左右。

隧道支护里最考验人的工序是立钢拱架。过去拱架一榀一榀往岩面上拼，既要人工登高，又要洞内大量焊接，单循环往往耗时3小时。

对此，中铁十一局现场团队首创了“三榀铰接式钢拱架整体机械化安装”工艺，把多榀拱架在地面预拼成整体，通过铰接装置单向限位、扇形展开，并对拱架安装机进行调整，将其提升能力从2.5吨提升到4吨，一次性可以将三榀钢拱架举升到位。立架单循环时间由3小时缩短到2小时，人员投入减半。

二衬环节同样在做“减法”。“我们受梳子的启发，创新研发了以‘钢筋梳分器’为关键装置的隧道钢筋智能安装台车。”蒲昆说，以前工人需要一根一根地铺设钢筋，而通过自主研发的钢筋防水板自动铺挂台车，可一次性把12米衬砌环向120根双层钢筋整体提升、精准布设，还能顺带完成宽幅防水板铺设和自动焊接，标准作业人数下降了三成。[page]

依托这套施工方案，项目目前已形成3项省部级工法、20余项专利。项目技术人员参与编制《西昆高铁隧道机械化创新实践与变革》《铁路隧道全工序机械化设计施工技术规程》，把“单点经验”变成可复制的行业标准，推动高铁隧道机械化施工步入全工序、标准化新阶段。