長大隧道快速施工管理技術應用分析

姚大發 （安徽省交通科學研究院，安徽 合肥 230000）

長大隧道與普通隧道有所不同，其在快速施工方面對施工管理有著較高的技術要求，需要對管理與控制理論進行創新，以達到預期的管理效果。現圍繞實例，對長大隧道快速施工管理技術應用作如下闡述分析。

1 工程概況

某隧道為全線重大控制工程，全長超過9km，屬典型的長大隧道，設計工期為48個月，經初步地質勘察，工程所在區域內主要有以下幾種不良地質：巖溶、節理與斷層、軟巖、瓦斯、暗河等，可見其地質情況十分復雜，無論是工程施工還是管理都有很大的難度。

2 決策控制

2.1 地質體穩定

地質體是指巖體及其所處環境和工程環境的結合。作為典型的地質工程，隧道工程實際上就是運用各類工程措施對地質體進行控制，使其具有指定的功能，而如果地質體失穩，則將破壞這種功能。此外，隧道地質十分復雜，存在一定不確定性，所以在施工中不可能完全做到有效控制，實際工作中必須始終關注地質體是否保持穩定，這是使施工系統保持穩定的關鍵所在[1]。

2.1.1 通過優化設計來保證地質體的穩定性

在施工中，核對開挖揭露的地質狀況，確定和原設計不符或通過位移監測，實際收斂變化超標的部位，盡早施以設計變更，以此保證地質體的穩定性。

2.1.2 通過施工過程控制來保證地質體的穩定性

①開挖方法控制。在施工中，根據地質狀況，采用合適的開挖方法，比如在斷層與破碎的影響段等，宜采用臺階法進行開挖。如果地質體在開挖之后可以保持穩定，則可進行全斷面開挖，以縮短開挖工期。

②柔性控制。本隧道采用復合式襯砌，施工中，需要根據新奧法進行施工組織（新奧法與傳統法的對比如圖1所示），并遵循巖體在開挖中具有的變形規律，結合自穩保持的時間，采用收斂監測的方法，確定適宜的支護時機，以最省的支護抗力，使圍巖始終保持穩定。

圖1 新奧法與傳統法

③弱化控制。本隧道灰巖地段的埋深局部可以達到500m以上，在施工中，可能會產生巖爆，在進行鉆爆時，對周邊眼實施注水，縮短其間距，完成爆破后噴水，減弱應力集中，進而在一定程度上對巖體自穩性予以改善[2]。

④超前控制。對開挖后穩定性相對較差的地段，進行超前支護（圖2），提高巖體強度，減小變形，改善自穩性，在防止塌方產生的同時加快施工速度，縮短工期。

圖2 超前支護

⑤柔剛控制。本隧道穿越含煤地層，地層中存在鋁土質泥巖與石膏，這兩種物質一旦遇水，將產生膨脹，造成收斂變形。對此，在開挖完成后必須盡快施做二襯，以此對這種不利的變形進行控制，從而使巖體保持穩定。

2.2 系統虛擬穩定性控制

2.2.1 進度和資金流量實現動態平衡

想要使進度和資金流量實現動態平衡需要進行驗工計價。其中，資金流量將成本的核算作為基礎，核算完成后才能施工，保證資金的實際使用率，減少成本。在施工中，以完成的工程量為依據支付工程款，防止在施工中產生資金失控，使進度和資金流量實現動態平衡。如果這兩者相互脫節，則會使系統虛擬的穩定被打破，繼而嚴重影響進度與經濟效益。

2.2.2 指揮系統協調控制

在系統虛擬穩定性中指揮系統具有重要作用，如果產生問題，將使整個工程穩定性受到影響和破壞。建立一個決策科學、政令暢通、目標明確、責任到位、獎罰分明的指揮系統是對施工管理進行有效控制的先決條件[3]。

2.3 系統效益

系統效益實際上就是系統組織主要目的，包含社會、技術、經濟與環境。上述內容已經提到技術、社會與經濟，環境達到良好同樣是獲得理想系統效益的基本條件，和各參建方保持良好合作關系，創造有利內外部環境，能減少不必要的干擾，加快整體進度。

3 施工決策

3.1 五個到位與四個標準

五個到位是指領導、管理、技術和設備的到位，四個標準是指管理水平必須和工程要求匹配，技術水平必須和工程要求匹配，機具設備必須和工程要求匹配，資金水平必須和工程要求匹配。在對機械設備都到位予以落實時，應堅持從選型出發，首先對現有設備進行調遣，不符合要求及條件的不可調入，然后以施工要求為依據進行逐批采購，保證設備配套，且經濟合理，從而發揮出應有的作用與效果[4]。

3.2 突出重點與兼顧一般

在不同的施工階段，根據施工實際情況，進行全面且仔細的分析研究，在統籌安排的基礎上要突出重點與兼顧一般，編制合理可行的計劃和決策，特別是工程伴隨進度的變化，各工序之間重點矛盾及其相互轉化，應得到及時有效的調整，否則將使系統失去平衡，對進度造成影響。施工中，因構建了完善的決策體系，賦予了指揮系統的預見性，使各分項都能預期目標，最后實現總體目標。

3.3 強化基礎與嚴格標準

在制度管理、組織管理、教育管理、檢查管理與工藝管理方面下足功夫，構建完善統一的保證體系，始終堅持質量管理，及時發現并消除隱患，制定并嚴格實施創優設計規劃，在條件允許的情況下實施樣板引路，開展定期與不定期檢查，核查重點部位與關鍵工序，保證工程的整體質量能夠達到優良的水平。

3.4 各工序應有序且協調的發展

作用空間對隧道施工有很大限制，各道工序間不可避免的會產生制約與干擾，雖然平行作業與交錯作業有效，但僅僅可以在一定限度內組織實施，如果要突出某一個工序，則必然會犧牲掉其它諸多工序。這一特點在長大隧道工程中顯得格外突出，開挖施工是一項決定工期的主要工序，當運輸條件與能力保持不變時，隨著開挖進度的不斷加快，其對包含襯砌與支護等在內的其它工序的影響明顯增大，時間被進一步壓縮，導致支護和襯砌等工序甚至無法正常完成，最終帶來安全隱患。因此，各工序應有序且協調的發展，以此在保證各工序均得以順利完成的同時，降低成本，縮短工期[5]。

3.5 堅持通過管理增加效益

首先是抓好內部管理，對工序進行單價承包，將成本控制作為龍頭，不斷挖掘潛力，而對工程的機械設備、原材料與勞務要進行招標，以此盡可能降低成本；其次要加強合同管理，針對工序的承包、原材料及半成品供應都要采用合同的條款為主要依據，并通過驗工計價，兌現所有合同承諾；再次要重視安全生產，安全的本身就是一種效益，如果沒有安全，則進度和效益都將失去意義。隧道施工中，通過對安全制度的構建與完善，從本質上防止事故發生，實現預期目標；最后要盡可能的縮短工期，在保證投入科學合理的基礎上，盡可能縮短工期是能顯著提高綜合效益的，如果工期提前，則施工成本自然而然的減少，省去管理等方面的開支，最大限度利用現有的資源配置，發揮出理想作用。

4 結束語

借鑒地質體系統控制理論，為長大隧道工程快速施工提供正確指導，將加強系統管理作為核心，從科技攻關這一突破口入手，確保工程在社會、技術、經濟和環境都能取得理想成效，并為后續同類工程建設及管理提供依據，具有良好推廣示范作用。