依托黑山南北高速公路項目淺談歐標體系下隧道施工技術特點

中交二公局第六工程有限公司 / 周洋 梁慶 李良策

根據黑山政府規劃，黑山南北高速公路項目先行段（Smokovac-Matesevo）將優先建設，該高速公路項目為黑山境內首條高速公路項目，業主為黑山交通海事部，監理單位為法國-意大利聯合體（Ingerop -Geodata）公司，監理工程師來自歐洲多個不同國家，在施工階段嚴格按照歐標對項目的實施進行管控。

本項目為我局進入中東歐基建市場的第一個項目，且全線最長隧道位于我們分部，前期在與業主和監理工程師團隊溝通隧道施工方案時，國內隧道施工技術經驗在歐洲本土出現“水土不服”的癥狀，主要有以下特點：

（1）隧道施工機械化程度高；

（2）隧道施工采用專業工程師負責制；

（3）質量管理體系健全，且嚴格執行。

本文將結合項目隧道施工成功實施的經驗，從隧道管棚與套拱施工、SN錨桿施工、專業工程師的引進、隧道二襯施工先決條件等方面，對歐標體系下隧道施工技術進行總結，并與國內公路隧道施工技術進行簡單的對比分析，為我局海外公路隧道施工技術增磚添瓦。

1.隧道施工機械化程度高

1.1 以噴射混凝土代替模筑混凝土，提高隧道管棚與套拱施工效率

在隧道正式進洞施工前，通常先進行套拱和管棚的施做，以給隧道的暗洞開挖提供足夠的安全保證，國內普遍的做法是先做套拱，再安裝管棚，套拱采用模筑混凝土，管棚鉆孔采用普通鉆孔臺車，而本項目采用逆向思維，先安裝管棚，再施做套拱，套拱采用噴射混凝土，管棚采用自鉆鋼管，使用Boomer錨桿臺車鉆孔，對比情況見表1。

表1 套拱和管棚施工傳統工藝和改進工藝對比表

1.2 以流塑性水泥漿代替普通水泥漿液，改善隧道錨桿施工質量

圖1 SN錨桿鉆孔（Boomer錨桿臺車）

圖2 SN錨桿注漿及安裝

新奧法建議的支護結構所采用的基本形式是“噴射混凝土+金屬網+錨桿+鋼拱肋”的支護形式，通常被稱為噴錨支護結構。在這種形式的支護結構中，錨桿的施工質量對初期支護質量成敗起著決定性作用。如圖1，本項目隧道初支采用采用SN錨桿，根據圍巖情況，其長度為3～4.5m不等，沿隧道環向梅花形布置，但如何實現隧道洞頂錨桿的鉆孔、注漿及試驗檢測，是項目前期準備工作中遇到的困難之一，如圖2。

表2 SN錨桿施工各工序匯總表

經項目科研攻關，摸索出一套關于SN錨桿的施工及檢測方法，見表2。

如圖3，驗證拉拔試驗是在隧道工程施工之前就要進行，在拉拔的過程中要達到錨桿的極限抗拉力，用于判定某種類型的錨桿在某種圍巖類型中到底能夠承受多大的拉拔力，錨桿類型和地質情況的選擇要根據設計圖紙的要求而定。

控制拉拔試驗主要用于檢測施工過程中安裝的錨桿質量是否合格，控制拉拔力為設計拉拔力的80%，本項目控制拉拔試驗檢測的拉拔力為160kN。

2.隧道施工采用專業工程師負責制

2.1 引進專業地質工程師，輔助隧道支護動態設計

在隧道爆破、出渣后，專業地質工程師要對隧道掌子面進行地質素描，主要記錄圍巖地質狀況及其分布、性質和掌子面自穩性，圍巖裂隙間距及方向等圍巖狀態；涌水地點、涌水量及其狀態等情況，并繪制地質素描報告。通過地質素描對掌子面圍巖進行定級，并與設計圍巖等級進行比較，進而參照主設計要求確定現場支護情況，必要時要提出對主設計支護方式的變更建議，同時對圍巖的發展做出預判，這是動態設計一個不可缺少的輔助環節，且為隧道初支動態設計提供最詳實的工程地質信息。

專業地質工程師必須具有巴爾干地區認可的執業資格證，且需要在黑山工程師協會進行注冊后，方可成為地質責任工程師，主要負責本項目隧道地質素描工作，具有在地質素描報告上的簽字權。

2.2 引進專業爆破工程師，確保隧道爆破安全可靠

爆破施工是開挖過程中的一個重要環節，且是一項非常專業的工作，項目為確保爆破工作安全可靠及爆破質量，同時結合黑山法律要求，工程爆破工作由專業的爆破工程師負責，爆破器材（火工用品）管理由黑山籍人員擔任，爆破工程師負責爆破設計，每次爆破前會根據圍巖、斷面、周邊環境等作出爆破設計，爆破設計中包含炮孔平面布置圖、孔深、裝藥量、起爆等內容，在整個爆破過程中全程參與指揮各個環節。項目結合實際情況，多舉措并施，確保了隧道爆破安全可靠，如圖 4。

招聘黑山籍爆破工程師；自建炸藥庫，獲政府審批；當地供應商供應爆破火工用品；與當地安保公司合作，解決炸藥庫安保問題；自購炸藥運輸車（黑山司機），負責在現場運輸炸藥工作；由專業公司對從事爆破相關工作的所有人員進行專業培訓，培訓合格后方可上崗。

圖4 隧道掌子面地質素描

3.質量管理體系健全，且嚴格執行

3.1 程序化管理，依規作業

重視過程的程序化管理，在工程開始前制定好相關工作程序，管理過程中各方嚴格遵守，無論多么顯而易見的事情，如果沒有按照程序來做，就不會等到允許。隧道施工在每道新工序開始前，要就現場準備情況和施工方案同監理工程師進行多輪溝通、細化，待完全確認現場準備充分及施工方案批復后，方可開始新工序施工。

3.2 嚴控二襯施工先決條件，不設置安全步距要求

《隧道施工安全九條規定》第三條“必須強化施工工序和現場管理，確保支(防)護到位，嚴禁支護滯后和安全步距超標”，關于安全步距的要求，二次襯砌距掌子面的距離：IV級圍巖不得大于90m，V級、VI級圍巖不得大于70m。本項目在進行隧道施工時，按照當地規范要求，不設置安全步距的相關要求，而是根據“新奧法”隧道施工理念，堅持圍巖與支護結構共同作用的機理，設置隧道收斂變形速率的規定，即“隧道在徑向和環向的變形速率小于4mm/月，方可進行二襯施工”。這種理念與國內隧道施工安全步距的要求截然相反，但充分發揮了隧道圍巖和初期支護共同承載能力。

4.與國內高速公路隧道施工的對比分析

根據上述本項目隧道施工的相關特點，結合國內高速公路隧道施工的相關經驗，現做以下分析總結：

4.1 踐行“機械化減人”理念，提高隧道施工安全性

項目無論是進行隧道初支開挖，還是在后期進行的排水邊溝施工，均采用成套的機械化施工，踐行“機械化減人”理念，降低作業人員密集程度，改善施工環境，提高隧道施工安全性。

4.2 專業工程師屬地化，提升隧道施工質量及安全性

項目要滿足當地法律要求和歐標體系下的質量管控要求，需要當地專業工程師的協作，即要實現專業工程師屬地化，這在滿足相關要求和補足項目隧道施工技術短板的同時，也極大地提升了隧道施工質量及安全性。

5.結束語

歐標體系下隧道施工工藝上傾向于機械化施工，本地區機械化施工體系完善，與特種設備配套組合使用，節約了大量人力，提高了隧道施工的安全性；項目聘用當地專業工程師，實現專業工程師/公司屬地化，在補足項目隧道施工技術短板的同時，也極大地提升了工程質量；項目管理比較重視程序，這也就導致了對于新工藝、新理念的接受較慢，對突發事件的處理程序繁瑣，很難快速的對解決方案達成一致，這與國內基建領域“四新技術”的層出不窮形成很大反差。

總體來講，歐洲的隧道施工是有著完整的項目管控體系及工藝流程，在這個體系下能夠有效控制施工質量，很多是值得我們借鑒和學習的。