动态管理有效提高隧道工效降低施工成本

动态管理有效提高隧道工效降低施工成本

王泽宏

中交第三航务工程局有限公司交建工程分公司，上海市 200940

摘要：隧道工程不同于桥梁或者路基工程在前期设计时基本能与后期现场实际情况吻合，很多隧道工程由于前期地形条件限制，地质勘探工作开展困难，前期设计与现场实际情况存在差异，公司承接的隧道项目越来越多，实行隧道的动态管理能有效的提高隧道工效并降低施工成本。

关键词：赣深铁路；动态管理 ；提高工效

1. 工程概况

新建赣州至深圳铁路赣州至塘厦段站前工程GSSG-7标第二项目部，线路起讫里程为DK357+604.5～DK367+670,正线长9631.02m（不含434.48m短链）、上行联络线297.5m，线路全长9928.52m，管段内隧道长4.4km/11座（含联络线）,占正线42.1%。

管段暗洞长度3689.66m，其中Ⅲ级围岩870m，Ⅳ级围岩515m，Ⅴ级围岩2304.66m，Ⅴ级围岩占比62.5%。牛角窝隧道及联络线牛角窝隧道围岩情况主要为全～弱风化花岗岩，节理裂隙发育，地下水不发育，其余隧道均为全～弱风化砂岩，节理裂隙发育，地下水不发育。

2. 动态管理的必要性

动态管理就是企业在施工管理过程中，通过外部环境的预测、内部数据分析，对施工策略、管理手段进行适时调整和对计划进行修改和补充的一种管理模式。也就是说，要根据内外部环境的变化及时调整经营思路，在管理上要快速适应环境的不断变化。在隧道施工过程中由于前期地形条件限制，地质勘探工作开展困难，前期设计与现场实际情况存在差异，则应采取纠偏措施进行纠偏，如果不假思索的按图施工，可能造成进度的滞后以及不必要的浪费（人、机、料）。项目目标动态控制的纠偏措施主要通过组织措施、管理措施（包括合同措施）、经济措施、技术措施来实现隧道的动态管理，通过动态管理能有效的提高隧道工效并降低施工成本。

3. 动态管理在施工过程中的应用

3.1隧道超欠挖控制措施

3.1.1隧道超欠挖统计

隧道超欠挖数据以初期支护喷射混凝土消耗数据体现，具体C25喷射混凝土消耗统计见下表：

3.1.2控制超欠挖技术措施

（1）本项目除阿公石二号隧道外，其余10条隧道长度均在100～300m左右，隧道埋深在2～40m之间，围岩以强风化为主，节理裂隙发育。对于软肉围岩隧道应优先采用机械开挖，即镐头机+单钩模式进行洞身开挖。隧道埋深较浅亦常见围岩上软下硬，对于这种情况宜采用机械+爆破辅以拱脚处弱爆破模式进行洞身开挖。

（2）对于Ⅲ、Ⅳ级围岩，应采用光面爆破。其核心思想是多打眼少装药，缩小周边眼间距，同时采用多段位炸药，周边眼使用导爆索，减少延时误差。提高钻孔精度是防止超欠挖的最重要措施,为了使超欠挖值限制在最小范围内,必须加强对司钻人员的培训,使他们熟练掌握钻孔技术,做到按操作细则、设计要求和布置的孔位施钻,确保达到预定的光爆效果。

（3）成立QC攻关小组，进一步解决好爆破技术参数的合理匹配，建立一个完善、系统的质量保证体系。

（4）根据监控量测数据及时调整外放量，同时提高测量精度,提高画线精度是控制隧道超欠挖的重要措施。施工中,要尽可能采用高精仪器和先进的测量手段,经常调试校核仪器,并将开挖轮廓线即设计轮廓线放样于掌子面上,以降低或取消预留和放样误差,减少人为超挖现象。放好，放准确线，是确保周边眼打好的基础，同时在初期支护完成后，及时的进行断面扫描，为下次的开挖，放线提供数据参考。

（5）根据广东天气特点及施工现场实际情况优化喷射混凝土配合比设计与喷射工艺，同时从原材入手，严把砂石进场质量关，降低初期支护喷射混凝土回弹量。

3.1.3隧道超欠挖管理措施

1.对作业班组每月初期支护喷射混凝土超耗情况进行考核，初期支护前对开挖断面进行扫描，对比喷混后混凝土超耗数量作为指标。以奖为主，提高司钻人员作业积极性，同时钻爆系数与测量断面扫描结果可为后续施工提供准确的指导意见。

2.铺设防水板前对初期支护断面进行扫描，对该板二衬混凝土超方量进行指标考核，从而形成环环相扣的机制，即二衬→初支→开挖→原材。保证每班人员尽职尽责完善自身任务。

3.对爆破设计、钻爆作业实施全面的监督管理，对有关人员进行技术培训。建立质量责任制，实行质量奖惩制度，并以预先制订的各项作业方法和作业质量标准为准则，经常检查各项作业质量。建立及时准确的信息反馈系统，保证超欠挖的信息及时反馈给现场施工人员，以便及时调整施工方法和施工步骤，将超欠挖值控制在规范范围之内。

3.2隧道超前地质预报

3.2.1隧道地质类型统计

管段暗洞长度3689.66m，其中Ⅲ级围岩870m，Ⅳ级围岩515m，Ⅴ级围岩2304.66m，Ⅴ级围岩占比62.5%，由于前期地形条件限制，地质勘探工作开展困难，前期设计与现场实际情况存在差异，在地质调查的基础上，结合超前钻孔的情况（设计文件规定时），利用地震波探测(TSP)等方法，对隧道的不良地质、地质构造、地层岩性、地下水进行超前预测预报，以指导隧道工程施工的顺利进行。

3.2.2超前地质预报组织措施

根据上述要求拟建“中交三航局赣深铁路GSSG-7标超前地质预报项目组”（如图1），项目组设项目负责人1人，由公司长期从事隧道超前地质预报现场管理工作的高级工程师担任。项目组下设四个专业组，分为地质调查小组、物探测试小组、超前钻探小组和专家顾问组。专家顾问组由地质预报行业专家、公司总工程师、教授级高工担任。

（1）地质调查小组根据现场需要派驻地地质工程师分别驻地开展地质调查。

（2）物探测试小组根据测试方法分为地震波法测试小组，电磁法和红外探测小组。地震波法测试小组负责TSP的测试预报；电磁法和红外探测小组负责地质雷达和红外探水的测试预报。

（3） 超前钻探小组负责进行超前钻探，进行定量化探查。①加深炮孔探测：利用风钻或凿岩台车等在隧道开挖工作面钻小孔径浅孔获取地质信息，加深炮孔不小于5米。②超前钻孔探测：利用钻机在隧道开挖工作面进行钻探获取地质信息。一般探测孔25米一个循环，单孔长度30米左右，相邻探测孔的搭接长度为5米，当有异常情况时，结合预测结果判释，可加密钻孔或加深部分炮孔。

（4）专家顾问组负责对本项目组提供技术咨询、解决疑难问题。

项目组拥有自主决策权，能独立进行目标规划、实施步骤、过程监控、绩效评估和外部协调等。实行二级管理制度，项目负责人对参加预报工作的人员直接管理。

项目组设立独立的办公场所，集中办公。项目负责人和项目技术负责人以身作则，深入项目中，与项目组成员一起办公，保证带领大家发扬团队精神，凝聚集体智慧，在未来工作中按时提交高质量的地质预报成果。

隧道超前地质预报组织机构图

3.2.3超前地质预报技术措施

根据本项目隧道的地质条件及可能存在的主要地质问题。一般预报段计划以地质调查法为基础，以地震波法做长距离预报，以地质雷达法和红外探水法进行短距离精确预报的综合地质预报。

重点预报段计划采用以地震波反射法作长距离控制预报、电磁波法及红外探水做短距离精确预报，并结合超前钻孔探测的综合超前地质预报技术。重点段预报做到地质调查与勘探相结合、地面与地下相结合、长距离与短距离相结合、物探与钻探相结合，并对各种预报结果综合分析，相互验证，做到准确预报。

地质调查随隧道的开挖及时进行，贯穿地质预报工作的始终。对岩性变化点、构造发育部位、岩溶发育带附近等复杂、重点地段每开挖1个施工循环进行一次地质素描，其它一般地段不超过10m进行一次素描。

TSP在软弱破碎地层或岩溶发育区，不宜超过150m，在岩体完整的硬质岩地层不宜超过200m。HSP预报长度在软弱破碎地层或岩溶发育区，不宜超过70m，在岩体完整的硬质岩地层每次预报不宜超过100m。地质雷达和红外探水法一次预报不超过30m，当有特殊情况，视现场需要适当增加测试频率。

地震波法重叠长度不小于10m，地质雷达和红外探水法重叠长度不小于5m。

结合施工单位超前水平钻孔资料，综合分析，做出隧道开挖稳定性评价，必要时建议增加超前钻孔，验证物探超前地质预报重大异常，保证预报结果准确可靠，为隧道施工提供工程地质依据，确保隧道施工安全。

综合地质预报配套模式示意图

3.2.4超前地质预报管理措施

隧道施工前要求编制地质预报实施性施工方案，施工过程应遵循动态设计原则，根据具体的地质情况，及时调整超前地质预报方法和技术，超前地质预报要求及时性，超前地质预报实施小组要求及时把预报结果报送有关各方，施工中应根据超前地质预报的结果，进行综合分析研究，制定相应的工程预案，施工中同时还要加强监控量测，做到及早发现，及时处理。

根据超前地质报告及现场施工掌子面情况，如发现与设计不符，及时跟设计院沟通，协同超前地质小组及现场监理共同见证分析，变更设计，在确保隧道施工安全的前提下，改变开挖方法，避免不必要的资源浪费，加快施工进度，提高工效降低成本。

四、结语

动态管理与我们的进度、质量、安全、成本四者密切相关，施工过程中我们要通过地质预报，结合现场实际进行动态施工，在设计标准的指导下根据实际围岩状况，及时确定、调整开挖进尺和支护参数，尤其是在围岩变化频繁的时候，紧盯临空面区域，适当调整步长、改变工法、修正设计、调节工序、控制时间，才能使我们的隧道施工始终处于安全、高效的施工状态。

参考文献：

【1】高速铁路隧道工程施工技术规程（Q/CR 9604-2015）

【2】关宝树.隧道工程施工要点集[M].北京：人民交通出版社，2003.