浅谈工程机械自动化在铁路工程施工的应用

郝会龙

【摘要】随着科学技术的不断发展，工程机械自动化水平也不断提高。这为铁路工程施工奠定了一个良好的基础，工程机械自动化的应用，不仅大大提升工作效率，而且还能够加快我国铁路运输业的快速发展。

【关键字】工程机械自动化；铁路工程施工；机械自动化

随着科学技术的不断发展，工程机械自动化水平也不断提高。这为铁路工程施工奠定了一个良好的基础，工程机械自动化的应用，不仅大大提升工作效率，而且还能够加快我国铁路运输业的快速发展。

一、 工程机械自动化简述

机械工程自动化（Automation Mechanical engineering ）是指在工程机械生产过程中运用自动化技术，从而实现自动化生产，以提高生产效率为目的。它把相关的自然科学和技术科学为理论基础，结合生产实践中的技术经验，研究和解决在开发、设计、制造、安装、运用和修理各种机械中的全部理论和实际问题的应用学科。机械工程的服务领域很广，凡使用机械、工具，以至能源和材料生产的部门，都需要机械工程的服务。机械工程自动化，大大提高了工作效率。

现代机械工程有六大服务领域 ：①研制和提供能量转换机械，包括将热能、化学能、原子能、电能、流体压力能和天然机械能转换为适合于应用的机械能的各种动力机械，以及将机械能转换为所需要的其他能量的能量变换机械。②研制和提供用以生产各种产品的机械，包括农、林、牧、渔业机械和矿山机械以及各种重工业机械和轻工业机械等。③研制和提供从事各种服务的机械，如物料搬运机械，交通运输机械，医疗机械，办公机械，通风、采暖和空调设备以及除尘、净化、消声等环境保护设备等。④研制和提供家庭和个人生活用的机械，如洗衣机、电冰箱、钟表、照相机、运动器械和娱乐器械等。⑤研制和提供各种机械武器。○6工程施工、矿山开采、建筑等各各领域。

二、 工程机械自动化的发展

在我国工程机械发展中，工程机械自动化从无到有，伴演着举足轻重的角色。自从二十世纪七八十年代以来，计算机出现对工程机械以及其他行业都做出了一定贡献，国际上也出现了一些开始对计算机集成制造系统进行采用的现象，在初期主要以信息采集为主，以较高的工程机械自动化程度作为其主要特征，但在实际现实中，同样遇到了很多困难。鉴于对计算机集成制造系统全盘自动化实现需要巨额的投入作为保障和基础，械自动化技术从上世纪20年代开始发展应用以来，在各行各业都得到了迅速发展和广泛的应用，特别是近年来计算机的高度集成化，开始采用计算机集成制造系统，大大加快了机械自动化的发展，但我国让处于初级操作阶段的自动化。

我国机械制造目前有11.4万个企业，发展很不平衡，有大量落后于现代水准的产业，大部分企业还比较落后，手工劳动占有相当的比重，我国能独立开发现代机械自动化技术的企业可以说没有；我国机械制造业企业中自动化装备少、水准低，不仅在数量上同世界先进国家有较大差距，而且在品种上、质量上、使用上，同世界先进水准也存在阶段性差距。实现我国机械自动化技术是一个长期的过程，不可能一蹴而就。需要循序渐进，不断努力，创造条件，向自动化的高级理想阶段迈进。当前，我国还处在社会主义初级阶段，经济、财力、生产力水准、国民素质等，与世界主要国家的差距是很大的；我国有丰富的劳动力资源，每年城鎮新增就业人口达两千多万，且今后每年的就业人数还会增加。机械自动化最大限度地提高劳动生产率，劳动力的过剩和分工的转移就是一个现实问题。

三、 工程机械自动化在铁路工程施工的应用

近几年来，工程自动化在铁路工程施工中占有越来越多的比重，国家在这领域上也肯投资，据资料调查表明，2015年国内铁路投资额有望增至9500亿元，超出原计划的8000亿规模。近日，国家铁路局（下称国铁局）召开专题会议，落实4月11日国务院在重庆市召开的部分地区铁路建设工作会议精神，交通运输部副部长、国铁局局长陆东福在会上透露了上述信息。工程机械自动化在铁路工程施工中的应用具体表现以下几个方面：

1、 工程机械自动化在隧道施工中应用

我国铁路隧道机械化施工是自20世纪80年代才开始的，以衡广复线大瑶山隧道建设为起点，然后在大秦、南昆、京九、西康等铁路建设中推广完善，形成了多种机械化施工成套技术和设备配套模式。可以说，大瑶山隧道是我国铁路隧道钻爆法机械化施工技术发展的标志，20世纪90年代西康铁路秦岭特长隧道则是全断面硬岩掘进机（TBM）施工技术发展的标志。 近年来，我国隧道钻爆法施工机械化技术水平有逐步下降的趋势，主要表现在20世纪80年代后大量引进的一些先进设备如全液压凿岩台车、低污染自卸车、喷锚三联机等设备因投入大、台班费用高已逐步退出施工现场，取而代之的是传统的人工凿岩、国产设备装渣运渣、小型湿喷机喷浆衬砌等。再加之我国劳动力资源丰富，劳动力价格低，可显著降低工程造价，施工企业对国外技术依赖程度也降低了。目前铁路隧道施工所使用的装载设备品种较多，也基本上能达到与运输设备相配套的要求。但是挖掘式装载机和一般其他装渣设备不同，它是通过专门的刮板输送机将石料装入后续运输车辆，作业空间小，作业效率高。在多工位钻孔台架的作业空间能与之相匹配的条件下，装渣作业与钻孔、喷锚作业同时进行就有了可能性，从而缩短循环时间，加快开挖速度，提高功效并且安全、快速、节能，工作面环境好。

2、凿岩台车是隧道施工的典型施工机械，对于较坚硬、完整性较好的围岩条件，凿岩台车钻孔速度快、单位能耗低、人工少、安全程度高、爆破质量好，仍是今后隧道施工技术发展的主要趋势。但是目前凿岩台车在国内隧道施工中应用较少，大多都是手持式风枪人工钻眼，劳动强度较大，因此急需以机械化的施工模式来替代。目前国内也有厂家生产凿岩台车，但赖教授认为还需在以下方面进行深入研究。一是开发全液压凿岩台车，其技术关键是研究高性能液压凿岩机和深孔钻具、钻杆，国内曾长期开展研究，但进展缓慢，与国外产品差距较大；二是多自由度钻臂的机构优化设计研究；三是台车动力和走行形式的研究；四是研究采用全电脑控制，以提高作业效率和钻孔的准确性。在赖教授的主持攻关下，目前这一产品课题项目也取得了很大进展。

3、机械自动化在铁路修整中的应用

现阶段，伴随着交通行业不断发展，我国铁路，营业线施工长，工程量巨大，在铁路维修中，机械自动化在这里作用不可估量。利用轨道车，大机等各种养路机械配合线路大修施工工作作业，是一项系统工程，需要多部门的协调配合才能进行开展工作。各部门相互配合可以决定机械施工作业的质量、效率及安全。

目前的铁路线路大修施工，同时参加作业的各类机械设备类繁多，实际作业前的工作量大，时间长，运行区间长，施工作业程序繁多，机械自动化的加入，使工作量大大减少，提高了工作率效。

利用轨道车等自动运转设备配合线路施工，从出发前工作到施工完返回停靠车站，期间可能要经历较为繁琐的调车、编组和解体等作业，每一个都是一个繁琐的工作，机械自动化的加入，使这一项工作变得非常简单。

综上所述，机械工程自动化在铁路施工中作用非常之大，特别是在当今时代，铁路运输行业发展迅速。自动化工程的加入为铁路事业的发展奠定基础。