近期地下工程合同進展

Harald Wagner

(泰國Harald Wagner博士咨詢公司，泰國 10220)

0 引言

開發“地下工程”遠不只是將要開發成隧道的地下結構繪成圖紙那么簡單。開發是對設計與施工進行管理，隧道開發商必須是包括施工管理在內的隧道項目管理者。通過對最近包括傳統隧道施工法和機械隧道施工法在內的隧道承包合同的總結，對隧道事故進行分析，顯示:財務狀況是影響隧道開發的主要因素。本文將針對開發階段、合同含義和項目組織進行詳細說明。

1 合同模式

開挖完成前合同內容難以量化。因此，應制定允許合理修正合同條款的靈活的合同框架。隧道施工的理論依據是將隧道周圍及上方的巖土視為載荷和承載體。結合隧道開挖引起的地層應力變化，系統地調整所需支護的類型和數量。在編制對地下工程有影響的各種合同條款時，必須體現類似的靈活性。

地下工程開發的基本要求有:1)根據具體工程要求;2)根據工程和施工的進展，分階段進行詳細設計，為后續施工提供指導;3)施工方法應適合采用標準的機械、設備和材料;4)通過地質監測對照檢查前期的地質預報，并根據遇到的具體地質條件進行調整;5)制定采用靈活的合同模式，以便進行合理調整。

幾十年以來，合理開發地下工程的需求不斷增加。傳統隧道施工法較適合復雜、多變的不良地質條件。主要是通過在設計和施工階段選擇最佳的開挖斷面、開挖方法和襯砌，最大程度地降低施工成本。在隧道開挖期間，合同雙方必須在預先規定的時限內共同做出決定，以便靈活應對變化的地質條件。

2 合同的主要構成

本文以下述各章節內容為基礎，解決以下5個方面的問題:

1)針對伊朗山區機械化隧道施工法(TBM法)和傳統隧道施工法(CTM法)的特性和風險，提供《巖土情況和技術依據的調查報告》;

2)根據《技術依據》，判斷采用機械化隧道施工法(TBM法)還是采用機械化隧道施工法(TBM法)結合傳統隧道施工法(CTM法);

3)提出《含有風險規避措施的風險管理計劃》，以提高伊朗山區機械化隧道施工法(TBM法)和/或傳統隧道施工法(CTM法)的應用效率;

4)針對正在進行的TBM和/或DBM(鉆爆法)隧道施工，為完善其合同條款提出建議;

5)針對以后的TBM或CTM隧道施工，為完善其技術條款提出建議。

3 不良地質條件的應對措施

高山地區深埋隧道施工使TBM法隧道施工和傳統鉆爆法施工面臨巨大挑戰。如果未能在合同文件中充分考慮不良地質的應對措施，那么遇到不良地質情況時，將會出現一系列問題，并嚴重延誤工期。

無論TBM法施工還是傳統方法施工，在埋深較淺地段，遇到的地質問題均可順利解決;但在深埋地段，由于地應力、圍巖強度、涌水等因素，遇到的地質問題通常會帶來災難性的后果。

近年來，關于TBM法在深埋復雜地質條件下的適用性問題，業界一直在爭論由于TBM法缺乏靈活性，在掘進過程中，由于地應力或斷層破碎帶的影響，容易造成TBM被困，或可能因巖爆、嚴重涌水等原因，造成TBM損壞，從而引發各種問題。因此，最近在歐洲穿越阿爾卑斯山的隧道工程中，已不再采用TBM法。

在這種情況下，傳統鉆爆法/新奧法(NATM)也面臨著與現代TBM法同樣的挑戰，但人們常常忽略這一問題。鉆爆法遇到不良地質情況時，所需的時間可能與采用適當的TBM法相當，甚至更長。最近，在全球范圍內，除了一些特殊情況外，只有深埋隧道的風險較低時，才采用TBM法。

4 風險控制

由于TBM在高應力條件下容易被卡、被損壞，因此需要規避這方面的風險。制定完善的風險管控方案，是應對這種不利狀況的最佳合同手段。圖1和圖2列出了地下工程設計和施工階段的風險控制流程。

圖1 設計階段風險控制流程Fig.1 Flowchart——Design risk

為了避免因處理深埋隧道施工中(尤其是TBM法隧道施工中)遇到的不良地質而導致的工期延誤問題，需要有完備的預案。這個預案包括對隧道掌子面前方地質情況的勘探、評價和評估。

圖2 施工階段風險控制流程Fig.2 Flowchart——Construction risk

對于深埋隧道可能遇到復雜的地質情況，只有通過超前地質預報，才能提前準備并采取有效的應對措施。因此，在工程研究中，必須加強深部地質和地質力學的研究。

5 施工前采取的措施

表1為施工準備階段遇到的問題及其解決措施。由表1可知，為了更好地了解隧道埋深范圍和沿線復雜的地質與應力條件之間的相互作用，此階段的工程費用和工作重點應集中在現場勘察上。提前掌握工程的地質情況，是從本質上規避工程風險的唯一有效方法。隧道施工不能僅憑運氣。極端不利的地質條件，是影響隧道施工的主要因素。因此，通常需要采用靈活的巖土工程解決方案。

表1 施工準備階段遇到的問題及其解決措施Table 1 Project requirements related to preconstruction phase

在復雜地質條件下，若TBM及其隧道襯砌系統的設計不太靈活，可能會影響隧道施工。因此，在開工前進行詳細的地質勘探顯得尤為重要。硬巖TBM的設計正朝著復合式和通用型方向發展，即具有超前管棚支護、工作面加固、預注漿及地層處理等功能。

盡管TBM的設計取得了巨大進步，TBM的性能有了很大改進，但是，隧道工程地質勘探技術的進步卻并不明顯。隧道設計階段的地質勘探技術以及隧道施工期間掌子面前方的地質預報技術，均未取得明顯進步。

6 風險規避措施

在瑞士阿爾卑斯山隧道工程中，通過調整隧道線路，避開Piora斷層帶，降低了工程風險。通過調整隧道線路來降低風險，需要對方案進行認真調研和評估。如果隧道采用深埋、直線方案，則需穿越大的斷層破碎帶，需要采取預處理措施，排除大量涌水;如果對隧道線路進行調整，避開大的斷層破碎帶，可能會增加隧道長度，但是與原方案相比，可能會更經濟，且工期更短。

山區深埋TBM法隧道和鉆爆法(DBM)隧道施工經驗顯示，如果遇到未探明的不良地質條件，可能會出現重大坍塌，有時甚至會延誤工期數年。

因此，建議:在合同中增加有關地質勘探的條款，以確保對深埋隧道進行詳細的地質勘探;在合同中增加有關地層處理的條款，以保證能夠對地層進行適當的處理。否則，各種工程事故，如嚴重的坍塌、工期延誤、TBM被困等仍會發生。

7 勘探質量

很顯然，即使不考慮以前發生過的TBM被困、TBM被廢棄、鉆爆法隧道意外坍塌等問題，世界上其他地方新上項目的勘探水平仍舊遠遠不夠，仍低于瑞士阿爾卑斯山隧道所采用的最新技術水平。

通過對大量TBM法隧道施工過程中發生的事故進行經驗總結，表明:對于山區TBM法隧道，如果未提前探明TBM前方的地層狀況，往往會出現許多問題。

8 施工前及施工中進行的地質勘探

表2為施工階段可能出現的問題及其解決方案。由于深埋隧道地質勘探困難，因此大多數深埋隧道沿線沒有進行鉆勘。建議合同中應強制規定，在隧道施工中，應從隧道內實施長距離鉆孔取芯，以探明掌子面前方的地質情況;建議將施工前和施工中的地質勘探，列為合同的有關強制性條款。這些強制性條款有利于改進現場地質勘探方案和地質勘探方案的實施。

表2 施工階段出現的問題及其解決措施Table 2 Project requirements related to construction phase

9 項目管理的作用

實施高效的項目管理、工程款支付和獎罰，其目的在于及時、有效地獲取工程的相關數據，并對數據進行有效分析，以便在施工過程中能及時掌握TBM的工作狀況，并能夠及早制定預案，以解決TBM前方可能出現的不良地質情況。

隧道施工由各個作業團隊完成，因此，每時每刻都要相互合作、協調一致，并且在隧道的全壽命期內都要保證其正常運營。項目經理要實現項目工期和預算目標，需要有整合各種資源，并保證項目成功實施的能力。

要不斷提高管理效率，降低重點工程施工風險。需要實行良好的風險管理制度，降低與項目有關的風險，如工期、物資供應、進度的延誤，資金和現金流的不到位、工程造價偏差的影響及突發事件對成本和進度的影響等。

必須提高項目規劃水平，嚴格遵守進度計劃，提高項目管理的準確性，以更低的造價、更優的質量、更快的速度交付工程。每個項目都需要改善工作流程和施工工藝，提高與項目相關的交流溝通能力，提高項目的透明度。

這樣便可以避免一些不必要的分析表，提高信息的準確性，提高項目的透明度和生產效率，使項目及時交工程，進而形成更好的項目規劃，提高項目的運行效率，并獲得額外的資金支持。跟蹤項目的現金流，并依據計劃對實施情況進行監督，是十分重要的。

利用相關輔助工具，可準確預測項目完工日期和費用，進而在整個項目周期內及時做出戰略性的調整，有把握地向業主做出承諾，并實現承諾。利用實時工程進展關鍵指標、工程量指標和財務指標，進行深層次的分析，可提前做出預警，進而降低工程費用超標和工期拖延及各種違約罰款的風險。

為了執行設計審查、文件控制、費用預算，使項目在規定工期和預算內按計劃完成，在相關軟件的幫助下，項目管理必須做到以下幾點:

1)跟蹤費用情況，深入分析變更指令和預測費用變更額度;

2)及時發現工期延誤情況，并及時糾正;

3)遵守詳細的施工進度計劃;

4)及時解決變更問題，及時支付工程款，盡早采取措施，避免索賠。

另外，在分階段管理過程中(可行性研究、投標設計、詳細設計、運行和維護)，結合項目管理、質量保證和項目組織等多方面應用涉及的綜合數據庫，以及基于互聯網的處理軟件，可輔助進行智能規劃、進度報告、地質報告解讀、風險和索賠管理、預算和成本核算、文件管理以及工程控制系統的建立和維護。