復雜條件下長大隧道高效施工組織管理措施研究

嚴昌虎，崔栓栓

（中交第二航務工程局有限公司第五工程分公司，武漢 430000）

1 工程概況

1.1 項目簡介

棋盤梁特長隧道是延崇高速（河北段）工程項目上的一座特長隧道，是該工程項目的重點控制性工程，位于河北省張家口市崇禮區(qū)境內(nèi)。棋盤梁特長隧道全長5 898m，課題研究段落為出口和斜井段之間，長度3 986km。為分離式隧道，隧道設計通風斜井1 處，與隧道主線相交于右幅。

1.2 影響因素介紹

1.2.1 內(nèi)部影響因素

1）圍巖條件。Ⅲ級圍巖占比42.5%，Ⅳ級圍巖占比46.0%，Ⅴ級圍巖占比11.5%。

2）隧道富水。隧道出口和斜井均為反坡排水，最大涌水量，根據(jù)抽水表顯示出口達10 000m3/d（雙洞），斜井段和斜井正洞出水量達8 000m3/d。該出水量遠遠大于原設計的隧道整體最大可能出水量2 901.7m3/d（雙洞）。

3）圍巖不穩(wěn)定。圍巖情況不穩(wěn)定，變更頻繁，變更段落經(jīng)常發(fā)生在20m 左右出現(xiàn)多次變更調(diào)整。

1.2.2 外部影響因素

1）地理位置及地形地貌。該隧道所處位置北倚內(nèi)蒙古草原，屬陰山山脈東段到大馬山群山支系和燕山余脈交接地帶，地貌屬壩上壩下過渡型山區(qū)。隧道屬火成巖中山區(qū)，區(qū)內(nèi)地形起伏較大，溝壑發(fā)育。

2）氣象水文。該區(qū)域屬大陸性季風氣候中溫帶亞干旱區(qū)。夏季雨量大、次數(shù)多；冬季寒冷漫長，降雪量較大。年均降水量約在424mm，且分布不均。全年無霜期平均115.9d，平均氣溫5.5℃，最高氣溫39.4℃，施工期出現(xiàn)最低氣溫-40℃，最大凍土深度193cm。

1.2.3 社會環(huán)境

1）隧道出口位于2022 年冬奧會核心區(qū)，各級檢查和新聞媒體、采訪頻繁。

2）合同工期24 個月，斜井進正洞后，向一側掘進僅100m到達與相鄰標分割樁號，隧道主線施工長度3 886m，斜井長度1 042m，雙向施工長度4 928m，平均掘進進度≥123m/月。

3）冬季氣溫過低，容易出現(xiàn)鋼結構加工質量問題；同時，該地區(qū)冬期漫長，冬季道路可能中斷，砂石料場冬天停場，材料供應存在較大風險。

2 組織、管理措施

2.1 人員及組織機構管理

1）成立項目隧道施工保障領導小組。成立兩級領導小組，公司級和項目級。公司級負責督導，從公司層面協(xié)調(diào)解決項目人員、物資、設備、資金、隊伍合同等問題。項目層面成立以公司領導副職為小組組長的領導小組，將項目班子領導和部門主管納入管理小組，并進行每日施工計劃完成情況匯報，分析現(xiàn)場問題，及時督促解決。

2）成立績效考核小組。針對項目部管理人員和施工協(xié)作隊伍建立激勵約束機制，編制并審批通過《延崇高速ZT12 標績效考核獎懲措施實施辦法》。項目部成立專項激勵約束考核小組，小組成員由工期保障小組開會討論決定。

3）將協(xié)作隊伍公司管理層納入管理。項目部與隧道協(xié)作單位加強工作聯(lián)系，落實好各項指令，壓實節(jié)點計劃目標的責任，落實到協(xié)作單位相關負責人。

2.2 人員保障

高標準配備項目管理人員，確保管理人員數(shù)量和質量均能滿足崗位工作強度需要。協(xié)作隊伍人員配置考慮高峰期3班作業(yè)，對于暫時沒有工作內(nèi)容的班組，考慮后期工作任務的必要性，不取消班組人員，并做好相關人員的培訓教育工作。

2.3 設備保障

1）建設集中加工、統(tǒng)一配送的鋼筋加工廠。項目在隧道出口位置，設置一集中加工、統(tǒng)一配送的鋼筋加工廠，相關加工機械17 臺（套），滿足隧道內(nèi)所有施工鋼結構及鋼筋半成品、成品加工，并進行專業(yè)化管理，確保加工質量和配送效率。

2）提高機械化配置。項目部引進三臂鑿巖臺車、濕噴機械手、自行仰拱棧橋等目前行業(yè)內(nèi)先進的施工生產(chǎn)設備，滿足高強度施工，做好機械化替代人工操作。提高生產(chǎn)效率的同時，降低了危險發(fā)生概率。

3）反坡排水。斜井和出口2 個工點均為反坡排水，排水水泵和泵站集水箱均按照項目編制的《棋盤梁特長隧道排水施工專項方案》配置，排水水泵數(shù)量按照使用、備用、檢修配足。

2.4 物資保障措施

做好備料措施。每個拌和站2 個備料場，滿足砂石料3 個月使用需求；水泥采用槽罐車預存，滿足額外7d 備料需要；鋼材提前按照加工需求計劃備足2 個月用料，尤其冬季施工期間，提前完成半成品、成品材料加工；外加劑和速凝劑等材料，在拌和站料倉區(qū)提前規(guī)劃1 處區(qū)域存儲，滿足2 個月用量。

2.5 技術保障措施

1）成立圍巖監(jiān)控小組。項目部成立以總工為領導的圍巖監(jiān)控小組，包括現(xiàn)場管理人員和測量人員，對圍巖TSP 信息、監(jiān)控量測信息、掌子面圍巖照片進行每日公布分析。

2）特殊段落提前采取措施。對隧道線路上存在的特殊段落，如溝谷富水且覆蓋層較薄情況下，項目提前與業(yè)主溝通聯(lián)系，并對外邀請第三方進行該段地表勘測，提前了解該處是否存在高風險施工并提前準備處理預案【1】。

3）BIM 平臺應用。BIM 平臺集成了除 OA 辦公、進度管理、計量支付、視頻監(jiān)控、試驗管理等多個之前建立的獨立管理系統(tǒng)之外，還添加了質量管理、安全管理、技術管理、綜合管理、綠色環(huán)保、竣工檔案、項目看板以及BIM 中心等多個模塊。為隧道施工培訓、監(jiān)督、管理提供有力支持。

2.6 冬季施工保障措施

1）成立冬季施工專項領導小組。冬季施工領導小組主要針對施工區(qū)域冬季施工措施、保障、安全、質量等方面實時進行分析改進，并制定動態(tài)冬季施工實施指導意見，確保冬季施工安全、有效地推進。

2）拌和站冬季施工。（1）拌和站、骨料倉、攪拌機等采用保溫隔熱材料搭建全封閉保溫棚，骨料倉底部、側墻均安裝供暖管道；攪拌機、配料機周圍安裝供暖管道；攪拌用水蓄水池采用保溫隔熱材料全封閉保溫棚，蓄水池底部、側墻安裝電熱絲加熱。拌和站封閉保溫系統(tǒng)可以滿足冬季-35℃攪拌口正常出料，出料溫度控制在 20℃左右【2】。（2）拌和站備料場材料，在冬季大雪封山或者砂石料供應不足情況下，由項目部冬季施工倒料隊伍及時進行材料倒運。使用前做好材料的升溫、破冰工作。

3）道路保暢。成立道路維護專班，配備1 臺裝載機、1 臺皮卡及1 臺自卸車，做好道路積雪清理、融化、維修工作。

4）風管、水管保溫。對空壓機房采用活動板房進行加固封閉，房內(nèi)安裝電暖氣片，洞外風管及進洞100m 左右采用海綿保溫材料包裹，包裹厚度須≥8cm。洞口高壓水池采用10cm厚彩鋼板全部封閉，水池周圍設2 排暖氣片進行保溫，水池底部采用電熱絲加熱供暖，確保水池蓄水不結冰。另外，洞口300m 范圍內(nèi)和洞外輸水管路均采用海綿保溫材料包裹。

5）隧道工點保溫。隧道洞內(nèi)保溫及洞內(nèi)電暖氣取暖安排6人24h 輪班作業(yè)，保證棚內(nèi)及洞內(nèi)溫度，尤其在初期支護噴射混凝土施工結束后，保證混凝土施工面溫度達到10℃以上。二襯、仰拱位置采用暖風機升溫保溫，確保養(yǎng)護期溫度≥5℃。

2.7 安全保障措施

1）完善應急救援指揮系統(tǒng)。在項目安全領導小組之外，成立項目應急救援指揮部和2 個工區(qū)現(xiàn)場應急工作組，編制應急救援預案并進行演練，設置應急救援物資倉庫，專管專用。

2）做好培訓教育。除常規(guī)培訓教育外，每個月定期組織隧道出口不同班組在VR 體驗室進行模擬培訓；對斜井班組人員定期選取部分人員分批次進行培訓，以不影響現(xiàn)場施工為準。

2.8 質量保障措施

項目部加強隧道初支和二襯脫空治理，隧道檢測組加強地質雷達對現(xiàn)場的檢查和整改力度，與質檢部進行通力合作，加強問題整改閉合。

棋盤梁隧道地處高寒，防排水工作為各項工作的重中之重，項目部安排質檢部長和專職技術員負責防排水工程的施工質量。加強施工現(xiàn)場質量管理，關鍵工序尤其是隱蔽工程，要全程跟蹤作業(yè)，杜絕返工現(xiàn)象。

3 實施效果

3.1 施工工期

棋盤梁隧道在項目科學合理的施工組織和管理下，如期完成了隧道施工任務，并創(chuàng)下高峰期單個掌子面掘進速度超過200m/月（2018 年 12 月份，冬季施工期間），月掘進量最大時4個掌子面達689m/月的記錄。

3.2 社會效益

棋盤梁特長隧道作為全線的重要控制性工程，如期完成其施工任務，對延崇高速順利通車起到關鍵性作用。先后獲得張家口市、河北省政府頒布的集體和個人榮譽，獲得中交集團“平安工地”稱號。

4 結語

棋盤梁特長隧道施工的成功，是項目合理和科學組織管理的結果，包含了隧道施工的方方面面，尤其是施工組織、施工機械化、信息技術等的應用，有力地支持了項目管理的有效性和及時性。

全員參與、全方位管理、全過程控制是本次隧道高效施工組織管理的核心，確保了管理體系的完善和科學合理。為其他類似隧道施工提供了借鑒作用。