仁新高速公路隧道工程施工動態(tài)管理心得

劉子國

【摘 要】本文以青云山隧道為例，給出仁新高速公路隧道工程設計動態(tài)調整，施工工程動態(tài)管理，有效控制工程的安全、質量、進度和投資的一些心得體會。

【關鍵詞】隧道工程；動態(tài)設計；動態(tài)管理；信息化施工

中圖分類號： U455.1 文獻標識碼： A 文章編號： 2095-2457（2018）12-0167-002

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2018.12.076

0 前言

隧道工程處于一個極為復雜的地質系統(tǒng)中，其穩(wěn)定性與許多因素有關，如圍巖構造，巖土體材料物理力學特性，初始地應力，地下水作用等。傳統(tǒng)設計方法所提出的開挖方案往往與實際情況有一定差距。首先，地應力的分布千差萬別；其次，由于巖土體的非均勻性，各向異性及非線性，使得反映巖土體特性的本構關系模型難以與巖土體的實際性質完全一致。在隧道工程施工開挖前及施工過程中，要想準確地確定各項支護參數及最優(yōu)的開挖支護方案，確保施工萬無一失，并非易事。另外現階段我國的隧道存在由于勘察深度不足，設計考慮不全面的現象普遍存在，給施工過程中的質量、進度、變更、費用等管理工作帶來很大的影響。

因此，認真研究公路隧道的設計、施工管理中存在的問題，實施設計動態(tài)調整、施工過程動態(tài)管理，對優(yōu)化設計、有效控制工程的安全、質量、工期和投資將起到重要的作用。

1 工程概況

青云山隧道位于廣東省韶關市青云山山脈，進口位于翁源縣李洞村，出口位于隆街鎮(zhèn)松嶺鄉(xiāng)象湖村，設計為分離式隧道，起訖樁號左線ZK344+710～ZK350+610，長5900m；右線YK344+645～YK350+655，長6010m，呈132°方向展布；隧道最大埋深約808m，屬特長深埋隧道。隧道區(qū)大地構造部位處于贛閩隆起區(qū)和粵桂湘贛褶皺帶的接界處，地質構造復雜。雷公頂復式背斜為隧道區(qū)主體褶皺，也是區(qū)內最大褶皺，總體構造形跡展布方向為北東向。地表水主要為大氣降水形成的地表面流，地表徑流條件較好，隧道進、出口位于斜坡中部，分布標高較高，但匯水面積大，水量多。常發(fā)生以崩塌為主的不良地質情況：隧道出口分布大量塊石，塊石成份為砂巖、石英砂巖和礫巖，粒徑大小混雜，多數在200-1000mm之間，個別大于2000mm，磨圓度差，棱角分明，為節(jié)理裂隙面與層里面切割形成的崩塌產物，推測厚度5～15m，該崩塌體對施工將產生不利影響。隧道施工中出現了大量涌水，隧道施工面臨的風險和挑戰(zhàn)很大。要解決上述問題必須采取新的施工管理方法，即以動態(tài)設計，信息化施工為核心的隧道動態(tài)管理法。

2 隧道動態(tài)設計和信息化施工管理

本文所提出的隧道施工動態(tài)管理是以動態(tài)設計，動態(tài)管理，信息化施工方法為核心內容的管理模式，而公路隧道動態(tài)設計，信息化施工法則是以新奧法為基礎，是地勘一一設計——超前預報施工——監(jiān)控量測——支護優(yōu)化——施工過程控制等過程的循環(huán)。

2.1 動態(tài)設計管理

對于地質情況復雜而多變的青云山隧道工程而言，動態(tài)設計管理是隧道工程動態(tài)管理的一項重要內容，貫穿于隧道建設的整個過程之中，動態(tài)設計與工程質量，安全和造價等直接相關，必須嚴格把關和控制。

2.1.1 動態(tài)設計

隧道工程的動態(tài)設計，是指在隧道施工過程中，根據超前地質預報和監(jiān)控量測的圍巖變形數據，對開挖方法，初期支護和二次襯砌的形式及其支護參數，進行相應的修改與調整，以指導隧道施工作業(yè)，其目的是使隧道的支護措施和襯砌結構與實際地質情況相適應，保證隧道的結構及營運安全?；驹瓌t是隨地質變化及時改變設計，在保證隧道安全的前提下，做到支護合理，結構安全，投資節(jié)省和質量優(yōu)良。動態(tài)設計主要內容包括：開挖方法調整，施工工序更改，預留變形量修正，設計參數修改，輔助施工措施的建議。即當某種方法不能滿足圍巖穩(wěn)定性要求時，應及時變更有利于圍巖穩(wěn)定的施工方法或輔助施工措施；當施工信息顯示出不穩(wěn)定征兆時，應檢查是否由于工序不當造成，考慮改變施工工序，如暫停開挖，及時錨噴，二次襯砌緊跟，提前施作仰拱等；當設計預留變形量與現場量測結果不符時，應及時修正未開挖段的預留變形量；當設計支護參數或結構形式與圍巖不匹配時，應對設計進行修改。

2.1.2 動態(tài)設計實施與管理

（1）組織機構

以設計為主，監(jiān)理，施工單位，監(jiān)控量測及地質預報單位（事先提供超前地質預報）和業(yè)主共同參與的方式開展動態(tài)設計。由業(yè)主牽頭組織成立動態(tài)設計領導小組，組長由業(yè)主代表（隧道專業(yè)工程師）擔任，負責總體協(xié)調。

（2）實施程序及管理

提出申請。每循環(huán)開挖后，施工單位要及時對掌子面圍巖進行觀察，發(fā)現圍巖的實際情況與設計有較大出入時，應及時提出變更申請；業(yè)主、設計、監(jiān)理單位代表在日常巡查中發(fā)現圍巖的實際情況與設計有較大出入時，也應及時提出變更建議。

工地會議。監(jiān)理（駐地辦負責人，一般是隧道專業(yè)監(jiān)理工程師）現場初步查看后，及時向業(yè)主（隧道專業(yè)工程師）匯報，然后由業(yè)主召集設計單位（設計代表），監(jiān)控單位人員等相關人員查看現場，必要時邀請有關專家參與，召開工地會議進行會審。會議一般由組長主持，首先由施工單位技術負責人（項目總工程師）陳述情況并提出變更意見，然后由監(jiān)理，監(jiān)控和設計等相關人員發(fā)表意見，進行商討，最終形成共識。

回簽審批。各方統(tǒng)一變更意見現場會簽工程變更現場辦公會議紀要。變更審核實行分級審批管理制度（根據變更金額共分5級）。工地會議之后，承包人根據變更估算金額及時報業(yè)主審查，批準后進人變更辦理階段。

2.1.3 支護參數調整

動態(tài)設計強調支護措施和襯砌結構與實際地質情況相適應，隨著圍巖情況的變化對支護參數進行必要的調整，這種調整應根據圍巖的穩(wěn)定性和支護效果進行增強或降低。

（1）增強初期支護

隧道開挖后，當工程地質和水文地質條件，圍巖級別比預設計差，或穩(wěn)定性特征出現異常狀態(tài)，或監(jiān)控數據反映出某些問題時，須及時增強初期支護?？煽紤]降低圍巖級別，或調整設計參數，或選用如下加強措施：即采用或加密鋼架或改變鋼架形式，或調整其它參數（如噴射混凝土厚度，系統(tǒng)錨桿數量和錨桿布置等）；加密或加長錨桿；增設鋼筋網；增設或加密超前錨桿或小導管；增設臨時仰拱或及時形成初期支護封閉環(huán)。

（2）降低初期支護

施工中，當圍巖級別，工程地質和水文地質條件比預設計的明顯要好，或初期支護未全部完成前位移已收斂，達到二次襯砌施作的指標，或初期支護已施作完畢，位移量遠小于設計值時，應降低初期支護。降低初期支護可用提高圍巖級別的方法：即改用相應的設計參數，或局部調整，如減少錨桿數量，縮短錨桿長度；減薄噴混凝土層厚度；取消或更換鋼架，或加大鋼架間距；改用或取消輔助施工措施，改變輔助施工措施的設計參數等。

（3）二次襯砌設計參數修正

在塌方或變形較大的地段，二次襯砌應根據其實際受力情況予以加強，一般宜采用鋼筋二次襯砌，同時應考慮設置仰拱；二次襯砌加強可采用加厚，采用鋼筋襯砌，提高標號等措施。

2.1.4 其它調整

對于承載力低的較軟基底圍巖，可考慮增設基底回填（相當于仰拱填充層）。

2.2 信息化施工管理要點

根據超前地質預報，超前探孔和施工監(jiān)測及其它技術手段獲取的圍巖信息來檢驗勘測，設計的準確性以及如何對后續(xù)施工（特別是安全施工）進行指導是信息化施工的精髓所在。

2.2.1 信息化施工組織與管理

隧道施工單位應在開工前建立起信息化施工領導小組，組長由項目總工擔任，安排數名專職人員，負責數據處理，資料搜集，協(xié)調等具體工作。業(yè)主，監(jiān)理，設計各方應積極配合，監(jiān)督，指導施工單位切實有效地開展信息化施工。信息化施工的動態(tài)設計特征決定了施工管理的重要性，因此必須加強施工質量控制。通常，業(yè)主通過工地巡查，監(jiān)督監(jiān)理和承包人質量保證體系的運轉情況，質量控制程序的落實情況及施工質量情況。應對監(jiān)理進行監(jiān)督，要特別檢查監(jiān)理對重點工序的旁站監(jiān)理情況和對施作質量的現場檢查情況，以及監(jiān)理人員的出勤率及履職情況。施工現場巡查應隨時檢查工程施工是否符合設計要求，重點檢查初期支護施工質量，尤其要加強對變更工程的施工數量、質量的巡查。根據需要，業(yè)主可聘請第三方進行進行隧道專項檢測。仁新高速公路項目采取施工單位自檢、監(jiān)理旁站，試驗檢測中心抽檢的方式定期對各隧道的初期支護，二次襯砌進行無損檢測，有力地保障了工程質量。

2.3 信息化施工與動態(tài)設計的關系

信息化施工是依據設計，在設計范圍內進行的工作，是設計意圖的實現過程；同時，及時為動態(tài)設計提供相關信息，為動態(tài)設計服務。就內容而言，信息化施工是以施工為主，本身與設計的調整無關。

動態(tài)設計是區(qū)別于原設計的，隨著施工的進行而進行的設計調整和修正。信息化施工與動態(tài)設計是互為前提，互相包容，相輔相成的，但前者側重于方案的實施，后者則側重于結構安全和方案的可行性。

3 管理成果

通過動態(tài)的施工管理與控制，采取動態(tài)設計，信息化施工方法，仁新高速公路隧道建設取得了良好的經濟效益和社會效益。建設中，為便于根據不同的圍巖情況，靈活合理地選取支護形式，在原設計典型襯砌類型基礎之上，增加了13種不同程度、不同形式的襯砌亞級支護設計；并采取了優(yōu)化施工工法，優(yōu)化鋼支撐材料等措施有效提高了隧道施工進度，保障了隧道施工安全。

4 結論及建議

實踐證明，動態(tài)設計，信息化施工的動態(tài)管理理念是適用于隧道工程項目建設的先進理念，應貫穿于隧道工程建設的整個過程之中。動態(tài)設計、動態(tài)管理與工程質量，安全和造價等直接相關，必須嚴格把關和控制。

【參考文獻】

[1]《公路隧道施工技術規(guī)范》JTG F60-2009.

[2]《公路隧道施工技術細則》JTG/TF60-2009.

[3]《公路隧道設計規(guī)范》JTGD70-2004.

[4]《廣東省仁新高速公路隧道施工標準化手冊》.