工程進(jìn)度斜率圖在長(zhǎng)大隧道施工進(jìn)度 管理中的應(yīng)用

王世君

（中交二公局東萌工程有限公司，陜西 西安 710119）

項(xiàng)目施工管理以安全質(zhì)量為前提，以進(jìn)度為主線，以成本為中心。做好項(xiàng)目進(jìn)度管理能有效降低項(xiàng)目管理成本，提高項(xiàng)目效益，從而間接保證安全質(zhì)量。

橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖是項(xiàng)目施工進(jìn)度計(jì)劃管理中常用的兩種技術(shù)手段。橫道圖包含要素為工作內(nèi)容、工程量、資源配置和時(shí)間橫線，分依次施工、平行施工、流水施工，能夠較全面地顯示工程施工的計(jì)劃安排。但是橫道圖也有局限性，不能反映各工程項(xiàng)目的邏輯關(guān)系，只能體現(xiàn)先后順序，同時(shí)體現(xiàn)不出工期與施工地點(diǎn)關(guān)系以及工程數(shù)量分布情況，找不到機(jī)動(dòng)時(shí)間，不能進(jìn)行優(yōu)化比較。網(wǎng)絡(luò)圖計(jì)劃技術(shù)首先應(yīng)用網(wǎng)絡(luò)圖形來表達(dá)一項(xiàng)計(jì)劃中各項(xiàng)工作的開展順序及其相互間的關(guān)系，然后通過計(jì)算找出計(jì)劃中的關(guān)鍵工作及關(guān)鍵線路，從而通過不斷地優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃，尋求最優(yōu)方案，并付諸實(shí)施，最后在執(zhí)行過程中進(jìn)行有效的控制和監(jiān)督。網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃分為雙代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、單代號(hào)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃、雙代號(hào)時(shí)標(biāo)網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃和單代號(hào)搭接網(wǎng)絡(luò)計(jì)劃。網(wǎng)絡(luò)圖邏輯關(guān)系明確，可以找到各工作自由時(shí)間，同時(shí)可以進(jìn)行優(yōu)化比較和使用軟件進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整。

在較單一工程項(xiàng)目的形象進(jìn)度與資源配置計(jì)劃的表達(dá)上，橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖都不夠逼真和直觀。本文介紹了在單一長(zhǎng)大隧道工程——新疆烏尉高速天山勝利隧道項(xiàng)目進(jìn)度計(jì)劃編排中采用的一種能夠直觀顯示工程形象的進(jìn)度計(jì)劃圖示法，稱為“工程進(jìn)度斜率圖”。

1 工程概況

新疆烏尉高速天山勝利隧道全長(zhǎng)21.997km，為特長(zhǎng)高速公路隧道，設(shè)計(jì)為三洞結(jié)構(gòu)。其中中導(dǎo)洞采用TBM法，雙主洞采用鉆爆法，中導(dǎo)洞超前優(yōu)勢(shì)開辟主洞輔助工作面，實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)隧短打。本標(biāo)段從隧道出口端向中間獨(dú)頭掘進(jìn)施工，施工段落為左洞ZK86+822.5-ZK97+820，長(zhǎng)度10997.5m；右洞YK86+882.5-YK97+860，長(zhǎng)度10977.5m；中導(dǎo)洞右洞PK75+865-PK97+842，長(zhǎng)度21977m。主洞采用鉆爆法施工，中導(dǎo)洞初始段200m采用鉆爆法施工，其余均采用TBM施工。隧道約700～800m設(shè)計(jì)一處車行橫洞，計(jì)劃將每處車行橫道作為輔助橫通道，輔助主洞施工。三洞示意圖如圖1所示。

圖1 三洞方案斷面示意圖

2 工程進(jìn)度斜率圖繪制實(shí)例

2.1 工程進(jìn)度斜率圖繪制要素

（1）將時(shí)間作為橫軸，以月為單位，橫軸依次顯示每年3-12月，橫軸零點(diǎn)定為擬定開工日期2020年3月。

（2）將距洞口長(zhǎng)度定為縱軸，以km為單位，縱軸依次顯示各段落長(zhǎng)度內(nèi)不同圍巖等級(jí)，縱軸零點(diǎn)定為洞口處進(jìn)尺——0km?？紤]天山勝利隧道左洞、中導(dǎo)洞、右洞樁號(hào)里程相差不大，為了簡(jiǎn)化進(jìn)度計(jì)劃，使工程進(jìn)度斜率圖更加形象直觀，假定左右洞同時(shí)施工，使用左洞代表項(xiàng)目整體施工進(jìn)度 計(jì)劃。

（3）用不同顏色折線代表各洞施工進(jìn)度。線條斜率為各施工工藝下各圍巖的月施工工效，線條越陡斜率越大工效越高，線條越緩斜率越小。當(dāng)出現(xiàn)下坡線時(shí)，表明此段落掘進(jìn)方向是反方向。黃色代表中導(dǎo)洞施工，綠色、藍(lán)色、紅色代表主洞大樁號(hào)向小樁號(hào)方向施工，橙色代表小樁號(hào)向大樁號(hào)方向施工進(jìn)度指標(biāo)。當(dāng)紅色和橙色折線相遇或者兩段綠色折線上下豎向重疊時(shí)，表示此段貫通。

（4）縱軸里程樁號(hào)用不同顏色方塊表示不同等級(jí)圍巖。藍(lán)色代表Ⅱ級(jí)，綠色代表Ⅲ級(jí)，黃色代表Ⅳ級(jí)，紅色代表Ⅴ級(jí)，粉紅色三角形代表橫通道位置與開始施工時(shí)間。

2.2 確定進(jìn)度計(jì)劃影響因素

（1）年有效施工時(shí)間。天山勝利隧道洞口位于高寒地區(qū)，具有氣候嚴(yán)寒、日夜溫差大等特點(diǎn)，每年的4月中旬至10月中旬日平均溫度在5°以上，因此正常情況下每年的有效施工時(shí)間僅6個(gè)月；拌和站、鋼筋加工廠等臨建工程設(shè)置保溫、保暖配套設(shè)施，可實(shí)現(xiàn)4個(gè)月的冬季施工，由原來每年6個(gè)月的有效施工時(shí)間延長(zhǎng)為10個(gè)月，即每年1、2月份冬休，3-12月為有效施工期。

（2）橫通道開辟。施工時(shí)分別使用第16#-21#、24#-29#車行橫洞作為施工橫洞?？紤]橫洞施工與主洞施工準(zhǔn)備1個(gè)月時(shí)間完成，安排施工班組提前施做車行橫洞及擴(kuò)挖工作。橫通道開辟后主洞進(jìn)行平行流水作業(yè)施工，主洞工作面從進(jìn)洞的2個(gè)逐步增加，高峰期達(dá)到6個(gè)。

（3）開辟施工橫洞主洞工作面位置距離TBM機(jī)尾部最小安全距離要求。施工橫洞與中導(dǎo)洞橫向布置，施工中考慮中導(dǎo)洞TBM連續(xù)皮帶機(jī)布設(shè)位置和TBM整機(jī)長(zhǎng)度影響，使用冷開方式或者靜態(tài)爆破施工。為保證所排工期計(jì)劃的合理性，通過橫洞開辟主洞工作面位置距離TBM機(jī)尾部最小距離為200m，以滿足施工的最小安全距離。

（4）中導(dǎo)洞TBM始發(fā)洞200m段鉆爆施工及TBM洞外安裝和洞內(nèi)拆卸。計(jì)劃2020年3月開始主洞和中導(dǎo)洞口段鉆爆法施工，2020年7月前完成TBM洞外組裝調(diào)試工作并到達(dá)掘進(jìn)始發(fā)位置開始TBM掘進(jìn)。根據(jù)鉆爆法各級(jí)圍巖施工工效，由于洞口段695m圍巖較差，暫不考慮中導(dǎo)洞鉆爆法進(jìn)度超前的情況（視為主洞和中導(dǎo)進(jìn)度相同）。

（5）TBM通過斷層破碎帶。依據(jù)物探顯示，在中導(dǎo)洞PK95+400段—對(duì)應(yīng)左洞樁號(hào)ZK93+400段左右存在斷層破碎帶1處，F(xiàn)7斷層破碎帶巖體破碎，裂隙發(fā)育，圍巖等級(jí)為V級(jí)，長(zhǎng)度約160m。結(jié)合天山勝利隧道地質(zhì)條件、施工方法等綜合因素，按最不利條件考慮，TBM停機(jī)，采用迂回導(dǎo)洞的鉆爆法處理方案，TBM機(jī)通過斷層破碎帶綜合指標(biāo)按6個(gè)月考慮。

2.3 進(jìn)度指標(biāo)

（1）鉆爆法施工工效。天山勝利隧道位于中天山，在建新疆G575線巴哈公路位于東天山，同屬新疆天山山脈，工程地質(zhì)條件相近，且均為2車道高速隧道，斷面形式相近，鉆爆法施工工效指標(biāo)參考G575東天山特長(zhǎng)隧道進(jìn)出口實(shí)際施工進(jìn)度指標(biāo)。Ⅱ級(jí)圍巖200m/月，Ⅲ級(jí)圍巖130m/月，Ⅳ級(jí)圍巖90m/月，Ⅴ級(jí)圍巖50m/月。

（2）TBM工效指標(biāo)。通過對(duì)國(guó)內(nèi)敞開式TBM施工特長(zhǎng)隧道如吉林引松供水項(xiàng)目、遼寧大伙房飲水工程、南疆鐵路二線中天山隧道、西康鐵路秦嶺I線隧道等情況調(diào)查，對(duì)于8m以上較大直徑的TBM施工隧道多采用敞開式TBM設(shè)備，掘進(jìn)速度多在300～600m/月。綜合本項(xiàng)目圍巖地質(zhì)情況和TBM設(shè)計(jì)參數(shù)情況，天山勝利隧道中導(dǎo)洞TBM施工工效暫定如表1所示。

表1 TBM施工擬定進(jìn)度表

2.4 工程進(jìn)度斜率圖繪制

通過前期詳細(xì)了解調(diào)研，充分考慮工程進(jìn)度斜率圖的各影響因素，設(shè)定好工程進(jìn)度斜率圖的各個(gè)要素，繪制天山勝利隧道三洞工程進(jìn)度斜率圖如圖2所示。

圖2 天山勝利隧道三洞工程進(jìn)度斜率圖

由上圖可以看出：

（1）從工程進(jìn)度斜率圖橫坐標(biāo)可簡(jiǎn)單計(jì)算計(jì)劃工期（持續(xù)時(shí)間）、工程開始時(shí)間、完成時(shí)間。

（2）經(jīng)計(jì)算，計(jì)劃工期（持續(xù)時(shí)間）55.5個(gè)月，結(jié)合天山勝利隧道所處區(qū)域特殊的氣候條件，每年極寒天氣2個(gè)月，每年有效施工時(shí)間為10個(gè)月?？紤]隧道貫通后機(jī)電、路面施工4個(gè)月，允許最大工期為72-12-4=56個(gè)月，滿足最大允許工期要求。

（3）主洞工作面為對(duì)應(yīng)橫通道位置，依次增加工作面，上一工作面結(jié)束轉(zhuǎn)入下一工作面施工中，以此類推。2021年12月1日后主洞進(jìn)入6個(gè)工作面平行施工階段，需要配備6套施工機(jī)械設(shè)備、6套施工班組，共循環(huán)4次。

（4）由于隧道內(nèi)圍巖地質(zhì)條件和綜合條件的動(dòng)態(tài)變化，工程進(jìn)度斜率圖也要做相應(yīng)的動(dòng)態(tài)變化，使得工程進(jìn)度計(jì)劃能夠及時(shí)準(zhǔn)確的反映和指導(dǎo)現(xiàn)場(chǎng)施工。

（5）通過調(diào)整線條斜率（工效）、增減線條數(shù)量長(zhǎng)度（資源配置）、調(diào)整線條相對(duì)橫向位置關(guān)系（進(jìn)出場(chǎng)時(shí)間），可以動(dòng)態(tài)調(diào)整施工進(jìn)度計(jì)劃，進(jìn)行施工計(jì)劃優(yōu)化。

（6）依據(jù)工程進(jìn)度斜率圖可以進(jìn)行相應(yīng)的施工用電、隧道施工通風(fēng)等復(fù)雜的輔助措施設(shè)計(jì)和驗(yàn)算。

3 總結(jié)

3.1 工程進(jìn)度斜率圖在本項(xiàng)目的使用情況

采用CAD繪制的進(jìn)度斜率圖能夠很好的適應(yīng)天山勝利隧道的工程施工需要，是工程項(xiàng)目計(jì)劃管理的一種創(chuàng)新手段。將它與橫道圖和網(wǎng)絡(luò)圖有機(jī)結(jié)合、科學(xué)運(yùn)用，能對(duì)施工進(jìn)度計(jì)劃管理工作進(jìn)行較好的完善和補(bǔ)充。

3.2 工程進(jìn)度斜率圖與橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖的優(yōu)缺點(diǎn)

詳見表2。

3.3 工程進(jìn)度斜率圖的作用與適用范圍

（1）在項(xiàng)目策劃和施工階段中，使用工程進(jìn)度斜率圖能對(duì)工程進(jìn)度進(jìn)行更方便、有效地管理。在工程項(xiàng)目的施工安排上，可以使全體人員很快理解計(jì)劃意圖和工作要點(diǎn)，有利于機(jī)械設(shè)備、材料和人員的及時(shí)調(diào)配；在計(jì)劃控制方面，實(shí)際施工進(jìn)度與計(jì)劃可以對(duì)應(yīng)表示，有利于找出差距并及時(shí)采取措施對(duì)施工安排進(jìn)行調(diào)整。

（2）工程進(jìn)度斜率圖最好的使用對(duì)象是獨(dú)立、特征性強(qiáng)的工程項(xiàng)目，如橋梁、隧道、大壩以及船閘、碼頭等結(jié)構(gòu)分類清晰、層次分明的工程項(xiàng)目。

表2 橫道圖、網(wǎng)絡(luò)圖與工程進(jìn)度斜率圖對(duì)比

（3）對(duì)于線路長(zhǎng)、構(gòu)造物多的道路工程，因工程進(jìn)度斜率圖的特點(diǎn)，優(yōu)勢(shì)無法發(fā)揮，而使其應(yīng)用范圍受到一定限制。