保和村隧道與成貴高鐵并行段施工工序研究

摘要：以保和村隧道為例，從單線隧道施工工序的銜接和工序循環(huán)耗時出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場實際施工能力及目標(biāo)節(jié)點要求，就保和村隧道與成貴高鐵并行段的洞內(nèi)施工組織，針對性的進行了工序研究，并制定了循環(huán)耗時考核標(biāo)準(zhǔn)，從管理上提升了現(xiàn)場施工進度，可為類似鐵路項目單線隧道洞內(nèi)施工工序的進度管控提供參考借鑒。

關(guān)鍵詞：單線隧道；線路并行；工序研究；進度指標(biāo)；保障措施

0" "引言

近年來我國鐵路基礎(chǔ)建設(shè)越來越多，線路并行施工的情況屢見不鮮。而在鐵路施工中，隧道施工工作面少，單線隧道洞內(nèi)空間局限性大，尤其是在面臨與即將進行聯(lián)調(diào)聯(lián)試的鐵路線路并行施工時，施工工期壓力更大。如不能合理組織好施工工序的實施與銜接，在擬開通線路進入聯(lián)調(diào)聯(lián)試后，在建隧道將直接面臨既有線施工，勢必會顯著的降低現(xiàn)場施工功效，給項目帶來的巨大的工期影響，同時也會大大增加后期的施工成本[1-2]。

本文以保和村隧道為例，從單線隧道施工工序的銜接和工序循環(huán)耗時出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場實際施工能力及目標(biāo)節(jié)點要求，就保和村隧道與成貴高鐵并行段的洞內(nèi)施工組織，針對性的進行了工序研究，并制定了循環(huán)耗時考核標(biāo)準(zhǔn)，從管理上提升了現(xiàn)場施工進度，可為類似鐵路項目單線隧道洞內(nèi)施工工序的進度管控提供參考借鑒。

1" "工程概況

保和村隧道全長1483m，進口里程DK328+474，出口里程DK329+957，明暗交界里程DK329+905。設(shè)計為單線隧道，全隧除DK328+474～DK329+365.966段位于半徑1200m的左偏曲線上外，其余地段均為直線。其中DK329+365.966～DK329+905段與成貴高鐵畢節(jié)隧道并行，線間距約50m；DK328+960～DK329+365.966段線位于曲線上，與成貴線間距50～100m；DK328+700～DK328+960段與成貴線間距約200m。保和村隧道與成貴線畢節(jié)隧道線間距關(guān)系詳見圖1。

保和村隧道由隧道出口向隧道進口方向掘進，截止2019年2月28日，出口已掘進至DK329+866，其中隧道與成貴線畢節(jié)隧道并行段圍巖分布情況見表1。本隧DK329+100～

DK329+957段為三疊系中統(tǒng)關(guān)嶺組三段（T2g3）白云巖、泥質(zhì)白云巖及泥質(zhì)灰?guī)r，屬可溶巖。可溶巖地層長度約857m，屬巖溶中等發(fā)育，預(yù)測全隧涌水量約為1540m3/d。DK328+600～DK329+905段地質(zhì)順層偏壓，并行段隧道最大埋深135m。DK328+560～DK329+100段為低瓦斯地段。

2" "工期及工序研究目標(biāo)

在臨近既有線施工且線間距小于50m情況下，隧道開挖作業(yè)不僅面臨“天窗點”作業(yè)，還需采取復(fù)雜的控爆措施。為避免上述情況，同時結(jié)合隧道施工的實際順序，本次施工工序研究著重以開挖工序為主線進行設(shè)計。

根據(jù)表1可知，目前保和村隧道與成貴高鐵線并行段落中，線間距50m的段落剩余506m。按照成貴高鐵2019年9月1日聯(lián)調(diào)聯(lián)試倒排工期，施工工期剩余184天，考慮每月迎檢等影響，掌子面停工1～2天，研究工序時施工工期按175天計算，得到每日開挖進尺為2.9m。月有效施工天數(shù)平均按29天計算，計算得到月開挖進尺為84.1m。

3" "開挖、支護工序研究

目前保和村隧道與成貴高鐵線并行段落，以Ⅳ級、Ⅴ級圍巖為主。按設(shè)計采用臺階法開挖，每茬炮進尺按2榀鋼架，同時考慮鋼架與掌子面間20cm作業(yè)空間，即一次進尺按2m考慮。從安全角度考慮，各工序基本單獨作業(yè)。每開挖一茬炮就立拱一次，噴射混凝土支護一次。

3.1" " 開挖爆破

考慮出渣設(shè)備運轉(zhuǎn)空間要求，單線隧道上臺階開挖高度按6.0m控制。上臺階需配置風(fēng)鉆11臺，人員不少于13人；下臺階施工需配備風(fēng)鉆5臺，人員不少于6人。按平行作業(yè)人員不交叉，同時考慮24h作業(yè)，人員輪換作業(yè)，人員按照一個半班組人員配置，風(fēng)鉆按3臺備用考慮，則開挖班組共需配置風(fēng)鉆19臺、人員29人（含帶班工長，裝藥等輔助人員）。上、下臺階同時平行施工，空壓機同時運轉(zhuǎn)4臺即可滿足要求。核定作業(yè)時間為150min。

3.2" " 出渣

單線隧道采用1臺裝載機出渣。按照上臺階每循環(huán)2m開挖石方72m3，按松方系數(shù)1.5計算，一茬炮松渣共計108m3左右，每車裝渣12m3。一般一茬炮共計出渣9車左右，棄渣平均運距按2km考慮，出渣車來回平均需16min。車輛按連續(xù)出渣考慮，同時準(zhǔn)備1臺備用車輛，需配置出渣車5臺。出渣核定時間為144min。

3.3" " 支護

立拱、錨桿及網(wǎng)片施工由支護班完成，支護班12人，先立拱再施作系統(tǒng)錨桿與網(wǎng)片。支護班配置4臺風(fēng)鉆進行系統(tǒng)錨桿作業(yè)，每次支護長度為1.6m。在拱架安設(shè)完畢后，由開挖班進行超前錨桿作業(yè)，配置風(fēng)鉆4臺，與初支班施作系統(tǒng)錨桿和掛網(wǎng)同時進行，超前錨桿施工不占用循環(huán)時間。系統(tǒng)錨桿施工與超前錨桿施工同時進行， 8臺風(fēng)鉆同時用風(fēng)，一般同時運轉(zhuǎn)2臺空壓機即可滿足風(fēng)壓要求。工序核定時間180min。

3.4" " 噴射混凝土

采用濕噴機械手作業(yè)，每小時可施工12m3，考慮實際回彈量，按1.6m每循環(huán)每次噴射量約15m3。噴漿班配置人員4人，其中噴射手1人，配合人員3名，考慮機械準(zhǔn)備、混凝土運輸間歇，一般情況下90min即可噴完。

綜合上述條件，保和村隧道Ⅳ級、Ⅴ級圍巖臺階法開挖、支護工序標(biāo)準(zhǔn)耗時每循環(huán)約為11h/1.6m。每個月按照正常施工時間29天計算，可施工63循環(huán)，即每個月開挖進度可以達到100.8m，＞84.1m，滿足工期要求。

4" "仰拱工序研究

4.1" " 仰拱開挖

仰拱開挖、支護與下臺階開挖、支護同步平行施工，利用上臺階鉆孔作業(yè)期進行出渣及棧橋就位，不再考慮開挖支護循環(huán)時間占用。

4.2" " 仰拱及填充混凝土施工

仰拱與填充混凝土分層澆筑。為保證仰拱混凝土與襯砌混凝土施工縫同縫，將仰拱一次澆筑長度設(shè)為11.9m。混凝土方量約42m3。澆注工序為：清理隧底→安設(shè)環(huán)向止水帶、仰拱鋼筋→安設(shè)封堵模板→仰拱混凝土澆注（縱向止水帶安設(shè)）→施工停歇→澆注填充→養(yǎng)生→轉(zhuǎn)移棧橋進入下一循環(huán)施工。

4.3" " 工序人員及機械組織

仰拱班組共15人，其中安設(shè)棧橋、清理基坑7人，鋼筋、混凝土澆注共6人，半成品加工、混凝土養(yǎng)護2人。基坑清理及鋼筋安裝超前待澆筑仰拱平行施工，不計入循環(huán)用時，基坑清理采用挖掘機配合，混凝土運輸采用3臺8m3混凝土罐車。

綜合上述條件，保和村隧道仰拱及填充工序標(biāo)準(zhǔn)耗時每循環(huán)約為73h/11.9m。每個月按照正常施工時間29天計算，可施工9循環(huán)，即每個月仰拱及填充施工進度可以達到107.1m，與開挖、支護月進度100.8m基本匹配，滿足施工要求。

5" "二次襯砌工序研究

5.1" " 防水板及襯砌鋼筋

防水板及襯砌鋼筋施工必須超前二襯混凝土澆筑10～20m，以免防水板臺架與二襯臺車相互干擾。防水板及鋼筋施工共用一個臺架。防水板單個班組施工配置4人，二襯鋼筋安裝單個班組配置8人，現(xiàn)場按兩個班組24h循環(huán)作業(yè)。超前二襯混凝土同步施工，為保障封頭板固定效果，在施工縫處預(yù)留1m長度鋼筋暫不綁扎，待已澆筑混凝土拆模后，養(yǎng)生時間內(nèi)進行綁扎。防水板及襯砌鋼筋施工不計入襯砌循環(huán)施工耗時。

5.2" " 二次襯砌混凝土施工

二次襯砌混凝土一次施工長度為11.9m，混凝土方量約95m3。混凝土施工工序為：臺車脫模就位→安設(shè)環(huán)向止水帶、輸送泵接管→混凝土澆注→養(yǎng)生達到脫模強度→脫模進行下一循環(huán)施工。

5.3" " 人員及機械組織

二次襯砌混凝土班組按16人配置，其中擋頭板安裝拆除4人，臺車就位5人，接管澆注混凝土5人（含輸送泵司機），養(yǎng)護及修補2人。為保障混凝土施工連續(xù)性，混凝土采用3臺8m3混凝土罐車運輸。

綜合上述條件，保和村隧道二次襯砌工序標(biāo)準(zhǔn)耗時約為56h/11.9m，即每個月二次襯砌可以達到107.1m，與開挖、支護月進度100.8m基本匹配，滿足要求。

6" "工序交叉分析

開挖及支護進度制約仰拱及填充施工進度，同時仰拱及填充施工進度又制約襯砌施工，因此工序研究以開挖及支護為主線，仰拱及填充、二次襯砌施工干擾開挖及支護施工的工序予以后延。

仰拱在隧底開挖、混凝土澆筑時，通往掌子面道路被阻斷，因此隧底開挖、仰拱及填充混凝土澆筑的工序安排，要應(yīng)盡可能與開挖鉆孔作業(yè)或初期支護平行施工。單線隧道襯砌施工時，受臺車凈空及底部橫向聯(lián)系桿件影響，通往仰拱及掌子面的道路完全阻斷。考慮襯砌施工存在13h的自由時差，因此二次襯砌混凝土施工，要盡可能避開出渣或仰拱及填充混凝土施工。

在上述理論之上，按時間排序洞內(nèi)各工序作業(yè)，根據(jù)計算排列工序計劃。鑒于襯砌混凝土澆筑造成通道阻斷，每7個開挖、支護循環(huán)需額外增加時間循環(huán)耗時4.5h，即實際開挖、支護每7個循環(huán)需耗時78h。鑒于仰拱及填充每循環(huán)要避讓支護噴錨作業(yè)，仰拱與填充澆筑間歇耗時需增加2h。鑒于二次襯砌混凝土澆筑，需避讓開挖出渣作業(yè)，需在關(guān)堵頭板與混凝土澆筑工序間，增加停歇時間4h。

7個循環(huán)開挖進尺為1.6m×7=11.2m。考慮開挖及支護進尺對仰拱、仰拱填充、二次襯砌的影響，仰拱、仰拱填充、二次襯砌的工序循環(huán)時間，應(yīng)與開挖及支護循環(huán)時間相同，即均為78h一循環(huán)。由此造成仰拱及填充前、后循環(huán)間歇3h，二次襯砌上前、后循環(huán)間歇18h。

按每7個開挖及支護循環(huán)耗時為78h計算，每月有效施工天數(shù)按29d，月可完成開挖及支護62循環(huán)（99.2m），至2019年8月31日，可完成開挖、支護595.2m，＞506m，可按節(jié)點完成與成貴高鐵線間距50m的并行段落施工。

7" "保障措施及成果對比

該工序研究方案形成后，項目部立即成立了施工考核管理領(lǐng)導(dǎo)小組，依據(jù)循環(huán)時間進行勞動競賽考核。在人員方面，嚴(yán)格按照設(shè)計指標(biāo)進行人員配置。同時通過召開專題會議、制作工序要點手冊、洞口張貼交底及考核標(biāo)準(zhǔn)二維碼、現(xiàn)場技術(shù)指導(dǎo)與檢查等多種方式，對班組施工人員進行技能培訓(xùn)，避免因施工質(zhì)量不達標(biāo)造成返工浪費時間，打亂整個工序組織部署。

每月、每周建立動態(tài)材料計劃，確保物料供應(yīng)充足，同時加強對施工機械設(shè)備的維修保養(yǎng)工作。嚴(yán)格執(zhí)行超前地質(zhì)預(yù)報及監(jiān)控量測，每次開挖后及時將掌子面圍巖巖性與設(shè)計描述進行對比。在充分考慮施工安全的前提下，盡可能對自穩(wěn)性較好的地段進行圍巖級別或開挖功法變更，提升施工功效。按照本設(shè)計，經(jīng)過兩個月的施工，現(xiàn)場實際進度情況見圖2。

8" "結(jié)語

本文以保和村隧道為例，從單線隧道施工工序的銜接和工序循環(huán)耗時出發(fā)，結(jié)合現(xiàn)場實際施工能力及目標(biāo)節(jié)點要求，就保和村隧道與成貴高鐵并行段的洞內(nèi)施工組織，針對性的進行了工序研究，并制定了循環(huán)耗時考核標(biāo)準(zhǔn)，從管理上提升了現(xiàn)場施工進度，可為類似鐵路項目單線隧道洞內(nèi)施工工序的進度管控提供參考借鑒。單線隧道的進度影響，不僅僅局限于洞內(nèi)的施工工序研究，還包括工程地質(zhì)、水文條件及業(yè)主方施工組織調(diào)整等。在后續(xù)的施工中，我們將不斷總結(jié)、完善，為國家鐵路隧道施工和企業(yè)自身發(fā)展貢獻力量。

參考文獻

[1] 張少夏.隧道工程風(fēng)險分析方法及工期損失風(fēng)險研究[D].同濟大學(xué)，2006.

[2] 孫勝.隧道工程施工工期的風(fēng)險因素分析.黑龍江水利科技[J].2013，41（3）： 138-139.