铁道部制定并经国家发改委审批后颁布的《中长期铁路网规划》中明确指出到 2020 年，全国铁路营业里程达到 12 万 km.我国是多山国家，山区占比接近 75%,随着国民经济的发展，铁路建设的深入，铁路选线难度加大，长大隧道常常成为控制工期节点的重点和关键工程，科学合理的机械化施工能加快进度，缩减项目工期，所以对隧道机械化配套施工和技术经济进行研究变得更加重要。文献[1]~[5]详细研究了长大隧道施工的大型机械化施工的设备配套和施工技术。文献[6]论述了隧道机械化施工体系中的快速开挖和初期支护快速施工等技术，并就施工速度、作业环境和施工质量等方面将大型机械配套和常规机械进行了比较。文献[7]研究了长大隧道大型机械化施工建造费用确定的方法和途径，并从工程经济角度对大型机械化施工进行了探讨研究。基于提高隧道机械化施工水平和保障施工质量以及施工安全考虑，铁道部于 2008 年发布的《铁路隧道施工机械配置的指导意见》，提出了铁路隧道机械配置的指导性意见，长大隧道机械化施工的应用也越来越广泛。机械化配套施工在加快隧道施工进度的同时，也必然会增加隧道的投资，因此有必要就隧道大型机械配套对投资的影响进行分析。本文采用最新颁布执行的隧道预算定额，对不同的隧道机械化施工配套下的隧道投资进行定量分析。
1 隧道机械化施工的分类
我们通常所说的大型机械化主要是相对目前国内铁路隧道施工使用比较广泛的小型机具钻爆法施工而言的。隧道施工已经基本实现了机械化，隧道施工作业线可以大致分为开外作业线、装运作业线、锚喷支护作业线、仰拱作业线、衬砌作业线和排水板作业线六种作业线机械化配套的不同，主要体现在六种作业线机械配置的种类和先进程度不同。在隧道施工中，一般Ⅱ级围岩采用全断面施工，Ⅲ级，Ⅳ级和Ⅴ级围岩采用台阶法施工。根据现行铁路隧道定额体系，隧道的机械化施工可以分为三种，分为Ⅰ级、Ⅱ级和Ⅲ级配套。其中，Ⅰ级机械化配套程度最高，适用于独头掘进长度超过 3 km 的隧道； Ⅱ级机械化配套程度较强，适用于独头掘进长度 2 km ~3 km 的隧道； Ⅲ级机械化配套程度较低，适用于其他情况的隧道。机械化配套的选择要根据隧道的长度、地质条件、辅助坑道布置及各工作面的特点，综合考虑施工方法、施工工期和施工进度计划等因素，既要满足工期要求，又要发挥设备的最大效率,三种机械化配套常用的主要配备设备见表 1.【表1】
2 三种隧道机械化配套施工下的隧道预算比较
由于铁路隧道工程机械化施工补充预算定额适用于新建铁路轨顶面以上净空面积不小于 76 m2的隧道工程，因此本文暂只对双线隧道进行分析。
2.1 三种隧道机械化配套定额选用
根据现行铁路隧道预算定额和机械化施工补充预算定额的使用范围和条件[9,10],三种机型配套有区别部分所选用定额如表2 所示。【表2】
2. 2 工程实例分析
选取 15 个长度大于 4 km 隧道 （ 轨顶以上净空面积为81. 37 m2） 作为样本数据，根据隧道三种机械化施工配套，分别选用相对应预算定额，计算对应的隧道预算，计算结果见表 3.【表3】
2. 3 结果分析
根据上述隧道预算汇总表，计算每种围岩对应的指标增加值和增加比例，结果见表 4.【表4】
通过上述分析结果得知，当采用Ⅱ级配套施工时，Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩每延米指标分别增加 2. 5% ,2. 0% ,1. 0%和 0. 5%; 当采用Ⅰ级配套施工时，Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩每延米指标分别增加 5. 3%,10. 0%,12. 8%和 13. 8%.
在可研或者初步设计阶段方案比较时，在确定各级围岩长度、指标或者概算的情况下，可根据上述分析结果快速得出采用Ⅱ级和Ⅰ级配套施工增加的投资。
3 结论与讨论
1） 采用大型机械化配套施工会增加施工进度，同时会增加投资。采用Ⅱ级配套施工方案，对于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ级和Ⅴ级围岩，投资分别增加 2. 5%,2. 0%,1. 0%和 0. 5%; 采用Ⅰ级配套施工方案，对于Ⅱ级、Ⅲ级、Ⅳ和Ⅴ级围岩，投资分别增加 5. 3%,10. 0%,12. 8% 和 13. 8% .
2） 不能盲目选择机械化，要根据现场条件、地质情况、施工组织和进度安排，建设投资综合考虑选择，在满足工期要求下实现最大经济效益。大型机械化配套施工不完全等同于提高施工进度。对于较好的中硬围岩，适合采用全断面施工，能很好发挥大型机械施工优势，施工进度提高明显，而软弱围岩因为工法的限制和衔接的工序较多，一般采用台阶法施工，不能完全发挥大型机械施工的进度，与常规机械化施工没有明显优势。
3） 机械化配套施工的重点不是提高进度指标，更重要的是提高标准化施工水平，达到工程质量，减少人为差错，减少工作面人员，降低安全事故的目的。
4） 大型机械化是大势所趋，是技术发展的必然结果，需要进一步加强大型机械化、国产化水平，以降低施工成本。
5） 目前隧道大型机械化定额适用于新建铁路轨顶面以上净空面积不大于 76 m2的隧道工程，对于小于76 m2隧道采用大型机械化增加投资情况需要进一步分析研究，特别是对于单线隧道和通过辅助坑道施工正洞，能否采用大型机械施工及采用大型机械施工的降效情况和经济性，需要进一步论证。若确定采用大型机械化施工，设计单位需要对辅助坑道断面重新论证设计，以满足大型机械化施工要求和运输能力要求。
参考文献：
[1] 王 磊。 浅谈长大隧道机械化施工配套设备配套[J]. 山西交通科技，2009（ 6） :79,88.
[2] 方俊波，黄嘉亿，洪开荣，等。 长大隧道施工机械化配套技术与装备研究[J]. 高铁技术，2011（ sup） :17-22.
[3] 李怀珍。 长隧道施工机械配套与快速施工技术探讨[J]. 建筑工程，2010（ 3） :116-117.
[4] 赵 华，谢大文，孙国新，等。 铁路双线对上施工机械化配套及效率分析[J]. 高铁技术，2011（ sup） :23-27.
[5] 张丕界。 长大隧道机械化施工设备配套技术[J]. 隧道建设，2006（ 1） : 39-43.
[6] 刘进军。 高速铁路长大隧道施工机械配套技术研究[D]. 成都： 西南交通大学，2012.
[7] 汤宪高，单向华。 长大铁路隧道机械化施工配套技术经济分析研究[J]. 隧道建设，2012（ 3） :270-273.
[8] 建设函[2008]777 号，铁路隧道施工机械配置的指导意见[S].
[9] 建设[2004]47 号，铁路工程预算定额第三册隧道工程[S].
[10] 建设[2012]129 号，铁路隧道工程机械化施工补充预算定额[S].
