公路隧道設(shè)計(jì)與施工的現(xiàn)狀問(wèn)題探討及展望

洪紀(jì)亮

摘要：當(dāng)今，我國(guó)經(jīng)濟(jì)在快速發(fā)展，公路隧道的建設(shè)也在加快。公路隧道目前多以新奧法為理論基礎(chǔ)，進(jìn)行設(shè)計(jì)與施工，在隧道施工階段出現(xiàn)的各類坍塌與大變形、運(yùn)營(yíng)階段的滲漏水，將隧道設(shè)計(jì)與施工方面的一些問(wèn)題暴露出來(lái)，本文就此展開(kāi)討論。

關(guān)鍵詞：公路隧道設(shè)計(jì);施工;現(xiàn)狀問(wèn)題;展望

引言

由于隧道施工、特殊環(huán)境的施工機(jī)械、材料和設(shè)備，施工前做好充分的準(zhǔn)備，否則將影響施工安全事故的效率，所以做的隧道工程設(shè)計(jì)和施工管理組織具有不可忽視的重要作用。隨著我國(guó)公路建設(shè)的快速發(fā)展，特別是高速公路建設(shè)進(jìn)入山區(qū)后，修建了越來(lái)越多、越來(lái)越長(zhǎng)的公路隧道。

1隧道設(shè)計(jì)和施工控制現(xiàn)狀

1.1建設(shè)周期和資金限制

（1）建設(shè)周期和成本的強(qiáng)制壓縮，出現(xiàn)了一批“邊立項(xiàng)，邊設(shè)計(jì)，邊施工”的“三邊”工程，嚴(yán)重違背了國(guó)家規(guī)范和國(guó)際FIDIC條款建設(shè)程序的要求。其后果就是：項(xiàng)目前期調(diào)查和論證不充分，可行性研究流于形式，勘察設(shè)計(jì)考慮不周全，給設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)營(yíng)帶來(lái)諸多不良影響，而且這種影響往往難以消除或補(bǔ)救。而隧道工程因其工序復(fù)雜、工程量大、施工周期長(zhǎng)、不可遇見(jiàn)因素多、安全風(fēng)險(xiǎn)大等特點(diǎn)，本應(yīng)提前開(kāi)工或適當(dāng)延長(zhǎng)工期，但實(shí)際情況往往是同其他單位工程同步開(kāi)工，這樣可能會(huì)導(dǎo)致違背設(shè)計(jì)意圖，強(qiáng)行壓縮工期，進(jìn)一步增加了施工和運(yùn)營(yíng)過(guò)程中的安全風(fēng)險(xiǎn)。（2）大量建設(shè)項(xiàng)目的同時(shí)開(kāi)工，使資金投入到位率受到影響，部分隧道出現(xiàn)了因資金緊缺而緩建或停工的現(xiàn)象，不連續(xù)的施工造成了人為增加對(duì)隧道圍巖的擾動(dòng)次數(shù)，也增加了安全風(fēng)險(xiǎn)。

1.2技術(shù)不成熟

（1）設(shè)計(jì)技術(shù)不成熟。目前，我國(guó)在公路隧道設(shè)計(jì)施工中普遍采用新奧法，以減少對(duì)周邊圍巖的擾動(dòng)，并充分利用圍巖自身穩(wěn)定性為原則。這要求圍巖勘察和觀測(cè)資料必須充分而準(zhǔn)確，依據(jù)施工前的地質(zhì)調(diào)查、鉆探及物探等資料以及施工過(guò)程中各類觀測(cè)資料，采用工程類比方法進(jìn)行設(shè)計(jì)。根據(jù)反饋的圍巖信息，采用動(dòng)態(tài)循環(huán)設(shè)計(jì)方法。因隧道地質(zhì)條件的不確定性和復(fù)雜性，施工過(guò)程中可能遇到各種特殊地質(zhì)，而僅參照施工前的地質(zhì)勘探成果是很難完全真實(shí)反映出來(lái)的，因此必須結(jié)合施工反饋的實(shí)際地質(zhì)情況進(jìn)行針對(duì)性的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，而且設(shè)計(jì)人員也沒(méi)有根據(jù)實(shí)際的地質(zhì)勘查情況來(lái)科學(xué)設(shè)計(jì)每座隧道或者每段圍巖的施工重點(diǎn)觀測(cè)項(xiàng)目，這樣不僅增加了施工和運(yùn)營(yíng)的安全和質(zhì)量風(fēng)險(xiǎn)，也會(huì)造成不必要的經(jīng)濟(jì)損失。此外，大規(guī)模的修建隧道，導(dǎo)致設(shè)計(jì)、施工管理和施工作業(yè)人員的緊缺，新一批人員配置在經(jīng)驗(yàn)和綜合技術(shù)等多方面都存在不足，出現(xiàn)很多設(shè)計(jì)人員一味機(jī)械地套用通用圖和標(biāo)準(zhǔn)圖，很多施工管理人員不能充分理解設(shè)計(jì)意圖而盲目指導(dǎo)施工，很多施工操作人員缺乏必要的監(jiān)督和指導(dǎo)而缺乏責(zé)任心。（2）施工技術(shù)不成熟：大規(guī)模的隧道建設(shè)，使相當(dāng)一部分施工企業(yè)在短時(shí)間內(nèi)缺乏必要的施工技術(shù)和經(jīng)驗(yàn)積累即開(kāi)始施工，包括對(duì)新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備和新材料的開(kāi)發(fā)和利用等都存在一定風(fēng)險(xiǎn)。

1.3 施工人員對(duì)設(shè)計(jì)意圖認(rèn)識(shí)偏差

部分設(shè)計(jì)交底不嚴(yán)謹(jǐn)，流于形式，而有的參加設(shè)計(jì)交底的施工方人員在進(jìn)行施工交底時(shí)不充分考慮設(shè)計(jì)交底，甚至完全不顧設(shè)計(jì)交底而全憑經(jīng)驗(yàn)，且施工人員更換頻率高，很多項(xiàng)目到后來(lái)施工人員根本不知道設(shè)計(jì)交底的內(nèi)容。這就容易導(dǎo)致施工人員對(duì)設(shè)計(jì)意圖的理解偏差，從而給工程帶來(lái)不利影響。

2解決公路隧道設(shè)計(jì)與施工問(wèn)題的對(duì)策

2.1構(gòu)建全新的設(shè)計(jì)與施工技術(shù)

公路隧道前期準(zhǔn)備階段，必須做好隧道工程的地質(zhì)勘察工作，詳細(xì)了解周圍的地形地貌、水文條件、自然條件以及巖土的結(jié)構(gòu)，并將勘察信息匯總。設(shè)計(jì)人員要充分了解施工區(qū)域的地形地貌信息，提高公路隧道工程設(shè)計(jì)方案的水平;其次，施工單位要根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的情況，選擇合理的施工方案和施工技術(shù)，采用什么樣的爆破方案和挖掘方式。

2.2加強(qiáng)防排水施工質(zhì)量控制

防排水施工質(zhì)量直接關(guān)系到公路隧道的安全性，所以施工單位必須重視。①所有防排水工程所需的材料設(shè)備，必須檢驗(yàn)合格以后才能進(jìn)入到施工現(xiàn)場(chǎng)。②加強(qiáng)防排水施工質(zhì)量管理，一個(gè)環(huán)節(jié)施工結(jié)束以后要立即進(jìn)行檢查，只有合格以后才能進(jìn)入到下一個(gè)環(huán)節(jié)。③施工人員必須嚴(yán)格遵守施工方案施工，不能按照自己的習(xí)慣施工。一旦發(fā)現(xiàn)這樣的情況，現(xiàn)場(chǎng)管理人員要立即制止，并給予一定的處罰。

3隧道設(shè)計(jì)與施工的發(fā)展趨勢(shì)

近年來(lái)，在隧道的設(shè)計(jì)與施工中也出現(xiàn)了一些好的趨勢(shì)，雖然目前沒(méi)有得到充分重視和落實(shí)，但對(duì)解決隧道建設(shè)中存在的問(wèn)題有一定的效果，具有一定的推廣價(jià)值。

3.1動(dòng)態(tài)反饋設(shè)計(jì)與施工控制

動(dòng)態(tài)反饋設(shè)計(jì)是根據(jù)施工過(guò)程中開(kāi)挖面揭示的地質(zhì)條件、監(jiān)控測(cè)量獲得的數(shù)據(jù)以及地質(zhì)超前預(yù)報(bào)結(jié)果，對(duì)隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工方案及時(shí)進(jìn)行修改的設(shè)計(jì)模式。每座隧道或每段圍巖都要根據(jù)設(shè)計(jì)勘察情況確定單獨(dú)的必測(cè)監(jiān)控項(xiàng)目和輔助監(jiān)控項(xiàng)目，由施工單位或獨(dú)立第三方監(jiān)控單位及時(shí)反饋給設(shè)計(jì)人員，通過(guò)設(shè)計(jì)與施工環(huán)節(jié)的緊密配合，使隧道支護(hù)結(jié)構(gòu)的形式能隨時(shí)適應(yīng)實(shí)際的圍巖地質(zhì)條件，從而使工程建設(shè)經(jīng)濟(jì)合理并確保安全。建議在招投標(biāo)、設(shè)計(jì)和施工控制過(guò)程中，將隧道的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)與施工控制作為重點(diǎn)來(lái)描述，并考慮專項(xiàng)費(fèi)用。在下列情況下需重點(diǎn)跟蹤進(jìn)行動(dòng)態(tài)反饋設(shè)計(jì)：（1）施工開(kāi)挖后圍巖級(jí)別與工程地質(zhì)勘查資料有較大差別。（2）施工開(kāi)挖后圍巖變形量持續(xù)增長(zhǎng)，且總變形量已接近設(shè)計(jì)預(yù)留值。（3）施工開(kāi)挖后，圍巖地層的變形量明顯大于設(shè)計(jì)預(yù)留值或者可能侵占設(shè)計(jì)凈空。（4）超前地質(zhì)預(yù)報(bào)顯示開(kāi)挖面前方存在不良地質(zhì)構(gòu)造，而施工圖設(shè)計(jì)未予考慮的。

3.2施工方法變更

采用不同的施工方法與斷面形式，圍巖支護(hù)體系的應(yīng)力狀態(tài)也不一樣，當(dāng)施工方法不能滿足圍巖穩(wěn)定要求時(shí)，應(yīng)及時(shí)變更施工方法，選擇對(duì)隧道穩(wěn)定有利的斷面開(kāi)挖形式或輔助施工措施。對(duì)隧道洞內(nèi)已完成支護(hù)的地段進(jìn)行雷達(dá)檢測(cè)或者打孔驗(yàn)證時(shí)，要注意對(duì)存在缺陷的點(diǎn)進(jìn)行認(rèn)真分析和總結(jié)，在隨后的施工過(guò)程中重點(diǎn)監(jiān)控。

3.3預(yù)留變形量的修正

預(yù)留變形量往往和實(shí)際變形不完全一致。當(dāng)預(yù)留變形量與現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)結(jié)果不符時(shí)，應(yīng)及時(shí)修正后續(xù)開(kāi)挖段的初支和二襯的預(yù)留變形量，調(diào)整開(kāi)挖、初支和二襯的界限，在滿足設(shè)計(jì)凈空和襯砌厚度要求的同時(shí)，確保安全并節(jié)省成本。

結(jié)語(yǔ)

總之，在公路隧道建設(shè)中，秉承建設(shè)靈魂的根本和設(shè)計(jì)，調(diào)查是基礎(chǔ)?？辈煸O(shè)計(jì)人員應(yīng)按照現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范，程序和技術(shù)規(guī)程，工程勘察，勘測(cè)工程地質(zhì)和水文地質(zhì)等方面的調(diào)查工作。設(shè)計(jì)人員應(yīng)嚴(yán)格遵守強(qiáng)制性規(guī)定，根據(jù)該地區(qū)的實(shí)際地質(zhì)特點(diǎn)，考慮施工過(guò)程，設(shè)計(jì)安全經(jīng)濟(jì)，以符合隧道的要求。施工人員使用優(yōu)秀施工機(jī)械，合理施工過(guò)程中將順利完成隧道。

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（作者單位：武漢達(dá)順通工程設(shè)計(jì)咨詢有限公司）