長大隧道快速施工管理技術(shù)應(yīng)用分析

姚大發(fā) （安徽省交通科學(xué)研究院，安徽 合肥 230000）

長大隧道與普通隧道有所不同，其在快速施工方面對(duì)施工管理有著較高的技術(shù)要求，需要對(duì)管理與控制理論進(jìn)行創(chuàng)新，以達(dá)到預(yù)期的管理效果。現(xiàn)圍繞實(shí)例，對(duì)長大隧道快速施工管理技術(shù)應(yīng)用作如下闡述分析。

1 工程概況

某隧道為全線重大控制工程，全長超過9km，屬典型的長大隧道，設(shè)計(jì)工期為48個(gè)月，經(jīng)初步地質(zhì)勘察，工程所在區(qū)域內(nèi)主要有以下幾種不良地質(zhì)：巖溶、節(jié)理與斷層、軟巖、瓦斯、暗河等，可見其地質(zhì)情況十分復(fù)雜，無論是工程施工還是管理都有很大的難度。

2 決策控制

2.1 地質(zhì)體穩(wěn)定

地質(zhì)體是指巖體及其所處環(huán)境和工程環(huán)境的結(jié)合。作為典型的地質(zhì)工程，隧道工程實(shí)際上就是運(yùn)用各類工程措施對(duì)地質(zhì)體進(jìn)行控制，使其具有指定的功能，而如果地質(zhì)體失穩(wěn)，則將破壞這種功能。此外，隧道地質(zhì)十分復(fù)雜，存在一定不確定性，所以在施工中不可能完全做到有效控制，實(shí)際工作中必須始終關(guān)注地質(zhì)體是否保持穩(wěn)定，這是使施工系統(tǒng)保持穩(wěn)定的關(guān)鍵所在[1]。

2.1.1 通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來保證地質(zhì)體的穩(wěn)定性

在施工中，核對(duì)開挖揭露的地質(zhì)狀況，確定和原設(shè)計(jì)不符或通過位移監(jiān)測(cè)，實(shí)際收斂變化超標(biāo)的部位，盡早施以設(shè)計(jì)變更，以此保證地質(zhì)體的穩(wěn)定性。

2.1.2 通過施工過程控制來保證地質(zhì)體的穩(wěn)定性

①開挖方法控制。在施工中，根據(jù)地質(zhì)狀況，采用合適的開挖方法，比如在斷層與破碎的影響段等，宜采用臺(tái)階法進(jìn)行開挖。如果地質(zhì)體在開挖之后可以保持穩(wěn)定，則可進(jìn)行全斷面開挖，以縮短開挖工期。

②柔性控制。本隧道采用復(fù)合式襯砌，施工中，需要根據(jù)新奧法進(jìn)行施工組織（新奧法與傳統(tǒng)法的對(duì)比如圖1所示），并遵循巖體在開挖中具有的變形規(guī)律，結(jié)合自穩(wěn)保持的時(shí)間，采用收斂監(jiān)測(cè)的方法，確定適宜的支護(hù)時(shí)機(jī)，以最省的支護(hù)抗力，使圍巖始終保持穩(wěn)定。

圖1 新奧法與傳統(tǒng)法

③弱化控制。本隧道灰?guī)r地段的埋深局部可以達(dá)到500m以上，在施工中，可能會(huì)產(chǎn)生巖爆，在進(jìn)行鉆爆時(shí)，對(duì)周邊眼實(shí)施注水，縮短其間距，完成爆破后噴水，減弱應(yīng)力集中，進(jìn)而在一定程度上對(duì)巖體自穩(wěn)性予以改善[2]。

④超前控制。對(duì)開挖后穩(wěn)定性相對(duì)較差的地段，進(jìn)行超前支護(hù)（圖2），提高巖體強(qiáng)度，減小變形，改善自穩(wěn)性，在防止塌方產(chǎn)生的同時(shí)加快施工速度，縮短工期。

圖2 超前支護(hù)

⑤柔剛控制。本隧道穿越含煤地層，地層中存在鋁土質(zhì)泥巖與石膏，這兩種物質(zhì)一旦遇水，將產(chǎn)生膨脹，造成收斂變形。對(duì)此，在開挖完成后必須盡快施做二襯，以此對(duì)這種不利的變形進(jìn)行控制，從而使巖體保持穩(wěn)定。

2.2 系統(tǒng)虛擬穩(wěn)定性控制

2.2.1 進(jìn)度和資金流量實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡

想要使進(jìn)度和資金流量實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡需要進(jìn)行驗(yàn)工計(jì)價(jià)。其中，資金流量將成本的核算作為基礎(chǔ)，核算完成后才能施工，保證資金的實(shí)際使用率，減少成本。在施工中，以完成的工程量為依據(jù)支付工程款，防止在施工中產(chǎn)生資金失控，使進(jìn)度和資金流量實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)平衡。如果這兩者相互脫節(jié)，則會(huì)使系統(tǒng)虛擬的穩(wěn)定被打破，繼而嚴(yán)重影響進(jìn)度與經(jīng)濟(jì)效益。

2.2.2 指揮系統(tǒng)協(xié)調(diào)控制

在系統(tǒng)虛擬穩(wěn)定性中指揮系統(tǒng)具有重要作用，如果產(chǎn)生問題，將使整個(gè)工程穩(wěn)定性受到影響和破壞。建立一個(gè)決策科學(xué)、政令暢通、目標(biāo)明確、責(zé)任到位、獎(jiǎng)罰分明的指揮系統(tǒng)是對(duì)施工管理進(jìn)行有效控制的先決條件[3]。

2.3 系統(tǒng)效益

系統(tǒng)效益實(shí)際上就是系統(tǒng)組織主要目的，包含社會(huì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)與環(huán)境。上述內(nèi)容已經(jīng)提到技術(shù)、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)，環(huán)境達(dá)到良好同樣是獲得理想系統(tǒng)效益的基本條件，和各參建方保持良好合作關(guān)系，創(chuàng)造有利內(nèi)外部環(huán)境，能減少不必要的干擾，加快整體進(jìn)度。

3 施工決策

3.1 五個(gè)到位與四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)

五個(gè)到位是指領(lǐng)導(dǎo)、管理、技術(shù)和設(shè)備的到位，四個(gè)標(biāo)準(zhǔn)是指管理水平必須和工程要求匹配，技術(shù)水平必須和工程要求匹配，機(jī)具設(shè)備必須和工程要求匹配，資金水平必須和工程要求匹配。在對(duì)機(jī)械設(shè)備都到位予以落實(shí)時(shí)，應(yīng)堅(jiān)持從選型出發(fā)，首先對(duì)現(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行調(diào)遣，不符合要求及條件的不可調(diào)入，然后以施工要求為依據(jù)進(jìn)行逐批采購，保證設(shè)備配套，且經(jīng)濟(jì)合理，從而發(fā)揮出應(yīng)有的作用與效果[4]。

3.2 突出重點(diǎn)與兼顧一般

在不同的施工階段，根據(jù)施工實(shí)際情況，進(jìn)行全面且仔細(xì)的分析研究，在統(tǒng)籌安排的基礎(chǔ)上要突出重點(diǎn)與兼顧一般，編制合理可行的計(jì)劃和決策，特別是工程伴隨進(jìn)度的變化，各工序之間重點(diǎn)矛盾及其相互轉(zhuǎn)化，應(yīng)得到及時(shí)有效的調(diào)整，否則將使系統(tǒng)失去平衡，對(duì)進(jìn)度造成影響。施工中，因構(gòu)建了完善的決策體系，賦予了指揮系統(tǒng)的預(yù)見性，使各分項(xiàng)都能預(yù)期目標(biāo)，最后實(shí)現(xiàn)總體目標(biāo)。

3.3 強(qiáng)化基礎(chǔ)與嚴(yán)格標(biāo)準(zhǔn)

在制度管理、組織管理、教育管理、檢查管理與工藝管理方面下足功夫，構(gòu)建完善統(tǒng)一的保證體系，始終堅(jiān)持質(zhì)量管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并消除隱患，制定并嚴(yán)格實(shí)施創(chuàng)優(yōu)設(shè)計(jì)規(guī)劃，在條件允許的情況下實(shí)施樣板引路，開展定期與不定期檢查，核查重點(diǎn)部位與關(guān)鍵工序，保證工程的整體質(zhì)量能夠達(dá)到優(yōu)良的水平。

3.4 各工序應(yīng)有序且協(xié)調(diào)的發(fā)展

作用空間對(duì)隧道施工有很大限制，各道工序間不可避免的會(huì)產(chǎn)生制約與干擾，雖然平行作業(yè)與交錯(cuò)作業(yè)有效，但僅僅可以在一定限度內(nèi)組織實(shí)施，如果要突出某一個(gè)工序，則必然會(huì)犧牲掉其它諸多工序。這一特點(diǎn)在長大隧道工程中顯得格外突出，開挖施工是一項(xiàng)決定工期的主要工序，當(dāng)運(yùn)輸條件與能力保持不變時(shí)，隨著開挖進(jìn)度的不斷加快，其對(duì)包含襯砌與支護(hù)等在內(nèi)的其它工序的影響明顯增大，時(shí)間被進(jìn)一步壓縮，導(dǎo)致支護(hù)和襯砌等工序甚至無法正常完成，最終帶來安全隱患。因此，各工序應(yīng)有序且協(xié)調(diào)的發(fā)展，以此在保證各工序均得以順利完成的同時(shí)，降低成本，縮短工期[5]。

3.5 堅(jiān)持通過管理增加效益

首先是抓好內(nèi)部管理，對(duì)工序進(jìn)行單價(jià)承包，將成本控制作為龍頭，不斷挖掘潛力，而對(duì)工程的機(jī)械設(shè)備、原材料與勞務(wù)要進(jìn)行招標(biāo)，以此盡可能降低成本；其次要加強(qiáng)合同管理，針對(duì)工序的承包、原材料及半成品供應(yīng)都要采用合同的條款為主要依據(jù)，并通過驗(yàn)工計(jì)價(jià)，兌現(xiàn)所有合同承諾；再次要重視安全生產(chǎn)，安全的本身就是一種效益，如果沒有安全，則進(jìn)度和效益都將失去意義。隧道施工中，通過對(duì)安全制度的構(gòu)建與完善，從本質(zhì)上防止事故發(fā)生，實(shí)現(xiàn)預(yù)期目標(biāo)；最后要盡可能的縮短工期，在保證投入科學(xué)合理的基礎(chǔ)上，盡可能縮短工期是能顯著提高綜合效益的，如果工期提前，則施工成本自然而然的減少，省去管理等方面的開支，最大限度利用現(xiàn)有的資源配置，發(fā)揮出理想作用。

4 結(jié)束語

借鑒地質(zhì)體系統(tǒng)控制理論，為長大隧道工程快速施工提供正確指導(dǎo)，將加強(qiáng)系統(tǒng)管理作為核心，從科技攻關(guān)這一突破口入手，確保工程在社會(huì)、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)和環(huán)境都能取得理想成效，并為后續(xù)同類工程建設(shè)及管理提供依據(jù)，具有良好推廣示范作用。