长大隧道快速施工管理技术应用分析

姚大发 （安徽省交通科学研究院，安徽 合肥 230000）

长大隧道与普通隧道有所不同，其在快速施工方面对施工管理有着较高的技术要求，需要对管理与控制理论进行创新，以达到预期的管理效果。现围绕实例，对长大隧道快速施工管理技术应用作如下阐述分析。

1 工程概况

某隧道为全线重大控制工程，全长超过9km，属典型的长大隧道，设计工期为48个月，经初步地质勘察，工程所在区域内主要有以下几种不良地质：岩溶、节理与断层、软岩、瓦斯、暗河等，可见其地质情况十分复杂，无论是工程施工还是管理都有很大的难度。

2 决策控制

2.1 地质体稳定

地质体是指岩体及其所处环境和工程环境的结合。作为典型的地质工程，隧道工程实际上就是运用各类工程措施对地质体进行控制，使其具有指定的功能，而如果地质体失稳，则将破坏这种功能。此外，隧道地质十分复杂，存在一定不确定性，所以在施工中不可能完全做到有效控制，实际工作中必须始终关注地质体是否保持稳定，这是使施工系统保持稳定的关键所在[1]。

2.1.1 通过优化设计来保证地质体的稳定性

在施工中，核对开挖揭露的地质状况，确定和原设计不符或通过位移监测，实际收敛变化超标的部位，尽早施以设计变更，以此保证地质体的稳定性。

2.1.2 通过施工过程控制来保证地质体的稳定性

①开挖方法控制。在施工中，根据地质状况，采用合适的开挖方法，比如在断层与破碎的影响段等，宜采用台阶法进行开挖。如果地质体在开挖之后可以保持稳定，则可进行全断面开挖，以缩短开挖工期。

②柔性控制。本隧道采用复合式衬砌，施工中，需要根据新奥法进行施工组织（新奥法与传统法的对比如图1所示），并遵循岩体在开挖中具有的变形规律，结合自稳保持的时间，采用收敛监测的方法，确定适宜的支护时机，以最省的支护抗力，使围岩始终保持稳定。

图1 新奥法与传统法

③弱化控制。本隧道灰岩地段的埋深局部可以达到500m以上，在施工中，可能会产生岩爆，在进行钻爆时，对周边眼实施注水，缩短其间距，完成爆破后喷水，减弱应力集中，进而在一定程度上对岩体自稳性予以改善[2]。

④超前控制。对开挖后稳定性相对较差的地段，进行超前支护（图2），提高岩体强度，减小变形，改善自稳性，在防止塌方产生的同时加快施工速度，缩短工期。

图2 超前支护

⑤柔刚控制。本隧道穿越含煤地层，地层中存在铝土质泥岩与石膏，这两种物质一旦遇水，将产生膨胀，造成收敛变形。对此，在开挖完成后必须尽快施做二衬，以此对这种不利的变形进行控制，从而使岩体保持稳定。

2.2 系统虚拟稳定性控制

2.2.1 进度和资金流量实现动态平衡

想要使进度和资金流量实现动态平衡需要进行验工计价。其中，资金流量将成本的核算作为基础，核算完成后才能施工，保证资金的实际使用率，减少成本。在施工中，以完成的工程量为依据支付工程款，防止在施工中产生资金失控，使进度和资金流量实现动态平衡。如果这两者相互脱节，则会使系统虚拟的稳定被打破，继而严重影响进度与经济效益。

2.2.2 指挥系统协调控制

在系统虚拟稳定性中指挥系统具有重要作用，如果产生问题，将使整个工程稳定性受到影响和破坏。建立一个决策科学、政令畅通、目标明确、责任到位、奖罚分明的指挥系统是对施工管理进行有效控制的先决条件[3]。

2.3 系统效益

系统效益实际上就是系统组织主要目的，包含社会、技术、经济与环境。上述内容已经提到技术、社会与经济，环境达到良好同样是获得理想系统效益的基本条件，和各参建方保持良好合作关系，创造有利内外部环境，能减少不必要的干扰，加快整体进度。

3 施工决策

3.1 五个到位与四个标准

五个到位是指领导、管理、技术和设备的到位，四个标准是指管理水平必须和工程要求匹配，技术水平必须和工程要求匹配，机具设备必须和工程要求匹配，资金水平必须和工程要求匹配。在对机械设备都到位予以落实时，应坚持从选型出发，首先对现有设备进行调遣，不符合要求及条件的不可调入，然后以施工要求为依据进行逐批采购，保证设备配套，且经济合理，从而发挥出应有的作用与效果[4]。

3.2 突出重点与兼顾一般

在不同的施工阶段，根据施工实际情况，进行全面且仔细的分析研究，在统筹安排的基础上要突出重点与兼顾一般，编制合理可行的计划和决策，特别是工程伴随进度的变化，各工序之间重点矛盾及其相互转化，应得到及时有效的调整，否则将使系统失去平衡，对进度造成影响。施工中，因构建了完善的决策体系，赋予了指挥系统的预见性，使各分项都能预期目标，最后实现总体目标。

3.3 强化基础与严格标准

在制度管理、组织管理、教育管理、检查管理与工艺管理方面下足功夫，构建完善统一的保证体系，始终坚持质量管理，及时发现并消除隐患，制定并严格实施创优设计规划，在条件允许的情况下实施样板引路，开展定期与不定期检查，核查重点部位与关键工序，保证工程的整体质量能够达到优良的水平。

3.4 各工序应有序且协调的发展

作用空间对隧道施工有很大限制，各道工序间不可避免的会产生制约与干扰，虽然平行作业与交错作业有效，但仅仅可以在一定限度内组织实施，如果要突出某一个工序，则必然会牺牲掉其它诸多工序。这一特点在长大隧道工程中显得格外突出，开挖施工是一项决定工期的主要工序，当运输条件与能力保持不变时，随着开挖进度的不断加快，其对包含衬砌与支护等在内的其它工序的影响明显增大，时间被进一步压缩，导致支护和衬砌等工序甚至无法正常完成，最终带来安全隐患。因此，各工序应有序且协调的发展，以此在保证各工序均得以顺利完成的同时，降低成本，缩短工期[5]。

3.5 坚持通过管理增加效益

首先是抓好内部管理，对工序进行单价承包，将成本控制作为龙头，不断挖掘潜力，而对工程的机械设备、原材料与劳务要进行招标，以此尽可能降低成本；其次要加强合同管理，针对工序的承包、原材料及半成品供应都要采用合同的条款为主要依据，并通过验工计价，兑现所有合同承诺；再次要重视安全生产，安全的本身就是一种效益，如果没有安全，则进度和效益都将失去意义。隧道施工中，通过对安全制度的构建与完善，从本质上防止事故发生，实现预期目标；最后要尽可能的缩短工期，在保证投入科学合理的基础上，尽可能缩短工期是能显著提高综合效益的，如果工期提前，则施工成本自然而然的减少，省去管理等方面的开支，最大限度利用现有的资源配置，发挥出理想作用。

4 结束语

借鉴地质体系统控制理论，为长大隧道工程快速施工提供正确指导，将加强系统管理作为核心，从科技攻关这一突破口入手，确保工程在社会、技术、经济和环境都能取得理想成效，并为后续同类工程建设及管理提供依据，具有良好推广示范作用。