長大市政隧道增設斜井化解工期風險研究

謝學彬、白瑞閣、張超、邱子義

（中建三局城市投資運營有限公司，湖北武漢 430023）

0 引言

當今，市政隧道發揮著越來越重要的作用。近10年來，中國市政公路隧道的增長十分明顯[1-2]。由于地下工程的隱蔽性、復雜性，市政隧道的工期風險與不確定性因素緊密相連，市政隧道建設涉及大量征拆遷改，并可能因規劃調整產生變更，存在工作面移交滯后風險，進而導致市政隧道工期履約風險極高。在市政隧道建設早期，應當研究場地移交現狀，評估工期風險。當場地移交現狀不滿足工期目標時，可結合工程實際增設斜井，補充工作面。在PPP 項目投資管理者視角下，以化解工期風險為目的增設斜井，應充分論證斜井的必要性。從綜合效益出發，開展斜井設計管理，并采取保障措施，確保斜井功能生效。

1 工程概況

某項目為城市快速路PPP 項目，總投資約64.7 億元，雙向6 車道，包含隧道工程、道路工程、橋梁工程、遷改工程等建設內容。主線長約7.6km，其中道路長度約0.3km，橋梁長約0.4km，隧道長約6.9km（占比91%），隧道工程包含穿城隧道及穿山隧道。在穿山隧道中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ級圍巖占比分別為36%、37%、27%。隧道開挖工法包括臺階法、CD 法、雙側壁導坑法等，項目建設期為30 個月。隧道斷面尺寸如圖1 所示，隧道地質條件如圖2 所示。

圖1 隧道斷面尺寸（單位：m）

圖2 隧道地質條件

1.1 項目工期影響因素

該項目為大型市政工程，早期工期風險主要為工作面移交滯后。根據設計，穿山隧道的施工涉及3 處進洞口，包括進口、出口和中間段匝道。其中，只有隧道進口在項目范圍內，另外2 處由外包單位施工完畢后移交項目進洞施工。由于征拆遷改工作難度大、出現重大設計變更以及外包施工存在不可控因素等，導致工作面移交進度滯后，項目工期風險極高。

1.2 設計變更

因規劃調整，項目穿城段隧道發生重大設計變更，由淺埋暗挖隧道變更為明挖平鋪隧道。隧道標高發生變化，且穿山隧道西進口由豎井進洞變為斜挖拉槽進洞，穿山隧道主線暫停施工。

作為地下連續線性工程，市政隧道的設計變更往往牽一發而動全身，極易加劇工期壓力，并產生巨大的工作量和資源浪費，甚至造成大范圍停工。設計變更帶來的影響包括：隧道平縱線形變化，需要重新勘察設計；施工資源、征拆遷改工作需要重新部署；引發直接成本與間接成本的變化，進而導致項目總投資額發生變動；產生大量合規性手續辦理及索賠問題；作為社會影響力較大的市政工程，設計變更可能引發復雜的輿情。

1.3 工作面移交滯后

該項目場地移交涉及的征拆遷改工作量巨大：第一，房屋征拆共計101 棟，建筑總面積約17.62 萬m2；第二，土地征收總面積約29.53 萬m2；第三，管線遷改涉及通信、燃氣、國防光纜等7 類。

在征拆遷改工作推進過程中，深層次矛盾不斷顯現，導致穿山隧道進口場地移交嚴重滯后，且由于包外導致隧道出口及中間段匝道斷面移交同樣滯后，3處進洞口工作面難以打開。

市政隧道工作面往往“易減難增”。“易減”是指城市征拆遷改工作矛盾復雜，工作面往往難以按期交付，甚至可能被取消；“難增”是指增設工作面既面臨征拆遷改難題，又因需追加高額投資而阻力重重。

2 以斜井化解工期風險推進要點

一是調整設計出圖的順序，優先出具穿山隧道進洞口的施工圖紙，降低設計變更影響；二是增設斜井，補充工作面，降低工作面移交滯后影響。

增設斜井是化解項目穿山隧道工期風險最直接、有效的措施。但增設斜井涉及高額投資，PPP 模式下應充分論證增設斜井的必要性和可行性，以確保滿足工期要求并凝聚各方共識。

2.1 論證斜井的必要性

在PPP 項目模式下，通過論證斜井必要性來凝聚各方共識，應當確保客觀性與直觀性。項目主要采取對比工作面理論最晚移交時間與實際最早移交時間的方式，論證斜井的必要性。

工作面理論最晚移交時間可以通過倒排工期得出[3]。當隧道涉及多個工作面時，可以采用“以定量求變量”的方式：穿山隧道進口在項目承包范圍內，移交時間可控，將其視為定量；匝道與出口工作面不在承包范圍內，將其視為變量。通過倒排工期，可以得出其最晚移交時間。工作面實際最早移交時間通常不是精確值，需要通過走訪、調查、推演等方式得出。項目通過摸排，確定匝道工作面移交基本滿足要求，而出口實際最早移交時間嚴重滯后于理論最晚移交時間——滯后9.5 個月（見圖3），因此有必要增設斜井來滿足工期需求。

圖3 工作面移交現狀下的工期推演

2.2 斜井設計管理思路

對于以化解工期風險為首要目的而增設的斜井，在滿足建設進度要求的基礎上，同樣需要進行綜合效益評價。綜合效益評價可以從經濟效益、社會效益以及環境影響三方面展開[4]。一是增設斜井還應當充分結合地質條件、進洞條件、平面位置等，考慮斜井的技術可行性；二是結合斜井征拆工作量、工程造價等方面，考慮項目盈利、清償和財務能力；三是同步考慮斜井代替設計原有通風井、逃生通道等，避免斜井回填，以降低造價。

項目結合圍巖及工法開展工期籌劃，識別了2 個關鍵段落，即雙側壁導坑段與匝道加寬段。雙側壁導坑段位于穿山隧道出口端，工效僅為20m/月，雙側壁段長約312.4m，工期15.6 個月。雙側壁導坑段工效緩慢，嚴重限制了施工進展。匝道加寬段位于隧道中部，加寬段隧道結構在335m 長度內變換11 次。非標準斷面短且多，該處二襯臺車需頻繁拆裝改造，耗時嚴重，進一步降低了施工工效。因此，提前對2 個關鍵段落開展施工、縮短工期，是化解工期風險的關鍵任務。

項目通過精確工期計算與合理選址，確定斜井于2 個關鍵段落中間進洞，并提出專業且完善的斜井方案。斜井繞過工效緩慢的雙側壁導坑段，向小里程掘進，擺脫雙側壁導坑段的限制，提前釋放產能，向大里程掘進，在山海路南斷面交付后，對雙側壁導坑段形成對打，縮短工期。關鍵段落示意如圖4 所示。

圖4 關鍵段落示意圖（單位：m）

2.3 斜井保障措施

在執行層面，發揮斜井控制工期的功能，需結合項目特點，從時間、技術角度建立目標控制點，作為進度目標經濟性控制的重點，同時應當強化過程管理，確保斜井工程順利開展[5]。

2.3.1 斷面移交時間

設置清晰的斷面移交節點目標，是PPP 模式下聯合各方化解工期風險的基礎。以增設斜井的方式化解工期風險，應當設定斜井功能生效的前置條件，項目考慮增設斜井后的施工條件倒排工期，確定各斷面最晚移交時間，聯合各方達成共識，促進穿山隧道整體斷面盡早交付。增設斜井后工期籌劃如圖5 所示。

圖5 增設斜井后工期籌劃

2.3.2 技術成果移交時間

地質條件是影響隧道建設進度的關鍵因素，“不可預見的地質條件”是項目工期延誤的重要原因，準確的地勘報告對隧道工期管理極為重要[6]。增設斜井應當重視補勘工作，明確補勘需求、補勘成果、設計成果、圖審成果等出具的時間節點，同步落實合同、協議簽訂，以及施工資源準備，保障施工圖紙按期出具，并開展斜井實體化建設。

2.3.3 過程管理

由于城市地上建筑、設施、管線等障礙物較多，市政隧道地質勘察工作相對困難，容易存在應勘未勘的現象。為確保安全、高效地開展斜井工程，在設計、技術管理方面，需要預留工期管理接口，建立靈敏高效的設計變更管理體系，開展超前地質預報，及時識別掌子面前方地質情況，對地質情況提前開展對策研究，必要時可以及時調整圍巖等級、優化工藝、減少工序來提高工效，保障工作面連續使用。

3 結論

由于征拆規劃等諸多原因，市政隧道工作面往往“易減難增”。在PPP 模式下，通過增設斜井化解工期風險，設計管理者應在充分進行技術經濟可行性分析的基礎上兼顧外部協調與保障措施，發揮投資效能。

其一，在PPP 模式下，以設計變更方式控制工期，應當進行充分的必要性論證，凝聚各方共識。必要性論證應當將工程障礙統一到時間尺度上，通過倒排工期、走訪、調查、推演等方式，客觀、直觀地論證設計變更的必要性。

其二，增設斜井是應對長大市政隧道工作面移交緩慢、缺少引發的工期風險最直接有效的措施，斜井的選址、設計應當統籌斜井場地征拆遷改難易度與隧道工期目標，并結合項目實施條件與成本考慮其綜合效益，可以通過拓展斜井使用功能，如將斜井用于運營通風、逃生通道、設備機房等，以提高投資效益。

其三，以設計管理化解工期風險，應保持適度的前瞻性和可執行性。通過工期籌劃，提前預測工期障礙，并設定清晰明確的時間節點。在過程中，建立高效靈敏的設計變更管理體系，力求從設計端化解工期風險，對現場地質情況及時研判決策。通過設計優化，確保安全、高效地開展斜井工程。