天然氣管道山嶺隧道工程施工監(jiān)理要點分析

王薛鋼，朱剡達，江 新（浙江華東工程咨詢有限公司， 浙江 杭州 311122）

1 工程概況

金麗溫輸氣管道工程是浙江省天然氣管網(wǎng)的重要組成部分。工程的輸氣管道全長 220 km，其中隧道長度45.8 km，占比超過 1/5，居國內(nèi)首位。工程設(shè)計輸氣規(guī)模為 45.47×108 m3/a，設(shè)計壓力 6.3 MPa，氣源為西二線天然氣。本工程包括 1 條干線、1 條支線、5 座輸氣站場、9座遠控線路截斷閥室，隧道斷面襯砌后為 3 m×3 m。工程造價投資總額達 31 億元。

金麗溫輸氣管道工程隧道監(jiān)理部承擔隧道工程金華—武義試驗段、隧道施工 A 標、隧道施工 B 標、隧道施工 C標和隧道施工 D 標，共 5 個施工標段、26 條隧道的施工監(jiān)理。隧道總里程達 32.9 km，所監(jiān)理工程橫跨金華市金東區(qū)、婺城區(qū)、武義縣、永康市以及麗水市蓮都區(qū)、縉云縣、青田縣等7個區(qū)縣。

2 天然氣管道山嶺隧道的優(yōu)勢和特點

2.1 優(yōu) 勢

在山嶺地區(qū)，天然氣管道山嶺隧道穿越方案與順山敷設(shè)方案相比較，具有多方面的優(yōu)勢：(1) 克服了高程和地形障礙，降低了管道施工的難度；(2) 使線路取直，減少了線路長度；(3) 減少了對地表植被的破壞和水土流失；(4) 減少征地；(5) 外界影響因素單一；(6) 方便日后管道的運營管理。

2.2 特 點

天然氣管道山嶺隧道在功能上主要滿足管道施工及運營檢修的需要。與交通、水利和煤礦用隧道相比，天然氣管道山嶺隧道在斷面尺寸、軸線形式和支護結(jié)構(gòu)等方面，有著明顯的特點：(1) 由于天然氣管道尺寸一般較小，另外考慮支護施工、人行等因素，隧道斷面尺寸一般為 2.5 m～3.5 m，與煤礦巷道相近；(2) 根據(jù)管道運輸對流線要求較低的特點，油氣用隧道軸線在縱向坡度和平面方向上的形式多樣，可充分適應(yīng)地形地質(zhì)條件變化，與交通和水利用隧道差距明顯；(3) 油氣管道隧道的使用年限一般為 30 a、50 a 和 100 a，因此其支護為永久性措施，技術(shù)要求較高，與交通和水利用隧道相近。

3 施工監(jiān)理要點

油氣管道隧道工程建設(shè)的成敗關(guān)鍵在于施工工期。根據(jù)上述對天然氣管道山嶺隧道的特點分析，由于其斷面較小、大型機械無法使用以及施工隊伍技術(shù)水平參差不齊等實際情況，因此，管道工程隧道施工的工期相對較長；地質(zhì)條件復雜的長隧道的施工工期更長。同時，由于地質(zhì)條件復雜，施工安全問題更加突出。對于油氣管道隧道而言，長隧道往往都是管道建設(shè)的控制性工程。因此，在施工監(jiān)理策劃及實施過程中，需充分了解和認知天然氣管道山嶺隧道的特點，并結(jié)合金麗溫輸氣管道工程隧道工程的實際情況，識別出施工監(jiān)理要點并嚴加管控。

3.1 小斷面長距離隧道工期考慮

影響小斷面長距離隧道工期的主要因素為工作面的設(shè)置，即：單頭掘進還是雙頭掘進，或者多頭掘進。在選擇之前，必須綜合考慮工期、征地費用、施工成本、設(shè)備降效及施工期安全等因素。

多開一個工作面，進度必然加快。理論上是單頭掘進時間的一半，而事實上考慮到單頭掘進距離過長后設(shè)備的降效，其單頭掘進的工期必然不止雙頭的 2 倍。同時，新開一個工作面，必然會增加一個工作面的征地費用，包括永久性征地，以及施工單位施工場地和臨時便道的臨時征地費用，此時需要根據(jù)合同中有關(guān)征地費用的約定進行綜合考慮。新開工作面后需新增加1套人員及設(shè)備，包括臨建設(shè)施等，投入的成本必然會加大。關(guān)于設(shè)備的降效，主要是通風、供電及出渣車的降效。對小斷面隧道而言，常用小功率壓入式風機一般的有效距離也就 500 m～600 m。若距離過長，效果較差且通風時間將明顯加長，明顯影響循環(huán)進尺時間和洞內(nèi)空氣質(zhì)量；若改用大功率風機，其風筒直徑必然需要增加，對于小斷面隧道而言將影響隧道通行空間；而延長通風時間的方法，極大地增加了工序時間，也增加了通風成本。洞內(nèi)距離過長后供電(主要指自發(fā)電)、供水需要增壓，否則將影響設(shè)備的正常使用。出渣車的降效，對單頭掘進的長隧道的影響尤為明顯，因此對于單頭掘進的，監(jiān)理必須跟蹤出渣工序時間，當時間明顯增加后必須督促搭設(shè)錯車道，供車輛掉頭。對于小斷面隧道而言，出渣車輛和扒渣設(shè)備的選擇需要提前做好策劃，使之配套，應(yīng)用于斷面較小的隧道時應(yīng)由廠家進行一定的改裝，以更好地適應(yīng)小斷面使用。

3.2 安全管控

除正常的爆破開挖安全、勤于敲幫問頂和用電等安全外，重點控制進洞安全、水下隧道滲水(涌水)預(yù)測和處理及斜洞出渣安全。

進洞安全。對于洞口巖石條件較差、覆蓋層較薄甚至是土質(zhì)邊坡條件進洞的，優(yōu)先考慮放坡支護后進洞，然后設(shè)超前大管棚后進洞，最后建議設(shè)小導管或超前錨桿，洞口用鋼拱架做 2 m～3 m 的明拱段，是非常有必要的。監(jiān)理需要根據(jù)情況，及時向業(yè)主提出監(jiān)理的合理化建議。

水下隧道。超前探孔(76 mm 以上，有條件取芯最好，結(jié)合爆破掏槽孔做中空孔)、紅外、地質(zhì)雷達等地質(zhì)預(yù)報和探水手段必須做，這是監(jiān)理底線。同時，灌漿設(shè)備、排水系統(tǒng)和應(yīng)急逃生設(shè)施必須時刻準備著。

斜洞安全。斜洞與平洞相比，最大的安全風險在于斜洞的出渣風險。當斜洞坡度達到一定程度時，輪式出渣將成為了不現(xiàn)實的選擇，必須改為軌道出渣。大坡度的輪式出渣和軌道出渣的風險均較大，需要區(qū)別于其他隧道進行重點的監(jiān)控，如：車輛的剎車系統(tǒng)、路面的防水防滑、洞壁洞口處的防撞和應(yīng)急設(shè)施及軌道出渣的卷揚系統(tǒng)等。

需要特別強調(diào)的是：小斷面長距離隧道單頭掘進的安全隱患較大，逃生距離過遠，救援通道單一且長，洞內(nèi)空氣較差，風險集中；這是施工組織策劃時，必須要重點考慮的內(nèi)容。

3.3 質(zhì)量管控

嚴格審查和設(shè)計。頂拱和邊墻必須全部采用光面爆破，特別是邊墻。一般來說，如果作業(yè)隊伍偷懶、施工單位項目部疏于管理的話，周邊孔鉆孔質(zhì)量差、裝藥結(jié)構(gòu)不合理，光爆效果時好時壞。對此，監(jiān)理需要進行重點管控。平時采取各工作面及各承包單位相互參觀和交流的方式；建議施工單位項目部和業(yè)主采取月度評比、季度評比等方法，加強爆破控制管理。

混凝土襯砌質(zhì)量重點。由于隧道施工位置偏遠，一般難以采用商品混凝土，因此控制自拌混凝土質(zhì)量是重中之重；嚴格控制原材料質(zhì)量，嚴格按照配合比配料和控制攪拌時間是現(xiàn)場監(jiān)理的重點；要求施工單位集中幾個工作面設(shè)一個攪拌站便于管理和質(zhì)量控制，采用強制式混凝土攪拌機是最低配置?；炷翝仓ㄖ其撃?、選擇好的脫模劑、選擇合理功率的附著式振搗器及振搗時間是重點。

支護質(zhì)量。應(yīng)嚴格控制洞內(nèi)錨桿角度(垂直巖面應(yīng)保證錨固圈的厚度)、管棚和小導管的灌漿質(zhì)量(壓力控制應(yīng)保證灌漿效果，區(qū)別錨桿注漿)及鋼拱架的鎖角。

3.4 火工品的管理

由于隧道布置的地理條件限制，大部分工作面均需要布置火工品臨時存放點，甚至于小型火工品庫。其點多且分散，安全管理難度大。需要加強巡視和日常安全教育宣貫，并密切注意跟蹤地方上的相關(guān)要求，經(jīng)常進行檢查。

3.5 支護的步距要求

目前國內(nèi)隧道設(shè)計理念大多采用新奧法，因此隧道的監(jiān)控量測和及時的初期支護非常重要。施工方案中必須明確監(jiān)控量測的方法、頻次和要求，或編寫專項方法。在施工過程中應(yīng)加強跟蹤落實，及時對數(shù)據(jù)進行分析并反饋施工。一般而言對v類圍巖，必須開挖一段初期支護一段；對II 類和 III 類圍巖，可以適當放寬到 15 m 左右，最多不能超過 20 m 必須立即支護。對于混凝土襯砌則必須根據(jù)監(jiān)控量測的反饋數(shù)據(jù)，待圍巖收斂后才能安排襯砌(特殊部位、有特殊要求的除外)；切不可盲目地追求襯砌的步距達標，以免后期運行維護時出現(xiàn)裂縫。

3.6 安全文明施工標準化

由于隧道施工較為單一(主要是洞口布置和洞內(nèi)風、水、電管線的布置)，且相對而言處于封閉施工狀態(tài)，因此應(yīng)做好安全文明施工標準化的推廣工作。這項工作必須取得業(yè)主的支持和施工單位項目部的理解，開工前即做好相關(guān)規(guī)劃。對相關(guān)費用的落實，業(yè)主和施工單位必須達成一致。

4 監(jiān)理組織機構(gòu)模式

由于隧道布置分散的特點，工作面點多面廣戰(zhàn)線長，其監(jiān)理組織機構(gòu)模式的選擇尤為重要。首先要保證監(jiān)理組織機構(gòu)模式能適應(yīng)工程特點，確保所有隧道工程都在監(jiān)理管控之下，更好地發(fā)揮監(jiān)理的作用。由于施工工作面點多面廣，各工作面之間如何做到有效和統(tǒng)一的管理，避免各自為政，也是一大難點。根據(jù)工程實際經(jīng)驗，即使每個工作面均安排 1～2 名監(jiān)理人員，其監(jiān)理的管控效果也不是很理想，也難以做到有效和統(tǒng)一的管理；久而久之，監(jiān)理必然會成為了“擺設(shè)”。因此對于天然氣管理隧道工程而言，不單監(jiān)理管理的要點與其他工程不同，監(jiān)理組織機構(gòu)模式也應(yīng)該具有鮮明的特點。

金麗溫輸氣管道工程監(jiān)理部在高峰期有 4 個所屬的施工標段和超過 20 條的隧道。監(jiān)理組織機構(gòu)模式采取監(jiān)理部下設(shè)若干駐地監(jiān)理小組，形成小型監(jiān)理組織群的模式。即高峰期在每個標段設(shè) 1 個監(jiān)理小組，配 2～3 個駐地監(jiān)理工程師，負責現(xiàn)場日常的驗收、旁站、見證和巡檢等監(jiān)理工作；在監(jiān)理部配總監(jiān)和總監(jiān)代表各 1 名、安全和土建專職監(jiān)理工程師若干，另配文書和司機，作為總管機構(gòu)負責全面管控和監(jiān)督管理各監(jiān)理小組，重點進行項目預(yù)控、結(jié)算、日常信息管理、各種定期專項檢查和不定期的抽查。此種監(jiān)理機構(gòu)模式，要求駐地監(jiān)理工程師必須身兼多職，進行現(xiàn)場安全、質(zhì)量、進度等綜合管理；要求監(jiān)理部總管機構(gòu)成員必須經(jīng)常巡視工地各工作面，全面了解工地各方面的情況，并加強對各監(jiān)理小組的專業(yè)業(yè)務(wù)培訓和指導，成為統(tǒng)一和有效管理的核心。

5 結(jié) 語

在環(huán)境污染日益嚴重、全國人民越加渴望藍天白云的當下，隨著國家大力推動“煤改氣”環(huán)保政策的實施，天然氣管道工程隧道工程必將迎來新一波的發(fā)展機遇。作為監(jiān)理人，我們更當積極研究和發(fā)展施工監(jiān)理技術(shù)，為我國的環(huán)境建設(shè)奉獻監(jiān)理人的力量。