李晓荣

(中铁十二局集团第三工程有限公司,山西太原 030024)

1 工程简介

参考的实例:隧道左线长度6 821 m,右线(山西段)6 769 m,为全线控制性工程,隧道K69+755~K76+524段线路坡度为-1.950%,为下坡施工。设计有两座通风斜井,均在线路右侧。隧道1号斜井长1 163.118 m,坡度为 -13.750%,2号斜井长879.873 m,坡度为 -16.588%。

对于一个施工企业来讲,追求工程经济效益最大化最为重要。经济效益愈好,工程利润愈大,企业就能够生存和发展壮大,这是每一个施工企业共同追求的目标。但是,追求工程经济效益最大化必须建立在确保工程质量和安全生产的基础之上控制工程造价;而优质的工程质量、安全的施工环境是通过合理的工程技术来控制;因此,工程的经济效益与工程技术存在着密不可分的联系。

隧道施工作为工程施工的一个特殊种类,工程技术的控制必然影响到工程最终收益;而作为隧道施工的重难点工程——长大隧道的经济收益受工程技术的影响尤为明显。就工程特点而言,长大隧道具有施工材料用量大、施工周期长的特点。施工材料用量大,因工程使用的材料均存在一定损耗,意味着材料损耗数量大;施工周期长,影响安全施工的因素多,安全风险高,参与施工的人员、机械成本费用大,施工投入相对较多;合理的工程技术控制能够减少材料损耗量,加快施工进度,缩短施工工期,从而降低工程造价,达到可观的经济收益。

隧道施工质量取决于工艺质量,而工艺质量主要由其开挖断面尺寸来体现,开挖断面尺寸直接影响钢支护尺寸、喷射混凝土厚度、衬砌厚度,开挖断面尺寸过小,钢支护尺寸、喷射混凝土厚度、衬砌厚度均受影响,在单项隧道质量检测中可能不能达到质量标准,即使单项隧道质量检测合格,但隧道断面净空检测又不符合设计标准,均属于质量不合格工程,而对于质量不合格的工程需要进程破除返工,从而增长了施工工序时间和材料损耗量;开挖断面尺寸过大,势必造成钢支护尺寸、喷射混凝土厚度、衬砌厚度增大,增长了单项施工工序时间,亦增加了施工材料损耗量。因此,无论是开挖断面尺寸过小还是过大,都增长了施工周期,也增加了施工材料损耗量,增大了工程施工成本,影响了工程整体的经济收益。因此,合理的隧道开挖工程技术,严控开挖断面尺寸,减少因开挖尺寸对工程质量和工程材料用量造成的伤害,从而缩短施工周期、减小材料损耗量,节约工程成本,增大工程的经济收益。

2 隧道施工工程技术控制及相关控制

2.1 加强工前测量,优化炮眼布置,严格控制隧道超欠挖

项目部安排测量队对隧道掌子面每循环超欠挖情况进行测量(必须做的),掌握现场第一手数据,作为下一循环开挖装药量的调整依据。同时根据水平状石英砂岩岩层厚度薄,开挖后掉块严重的特性,在进行周边眼施工时采用“长短眼”进行打眼,长眼和短眼间隔布置,长短眼间距30 cm,即长眼负责第二榀拱架的开挖,短眼负责第一榀拱架的开挖,这样能够较好的控制掌子面的开挖轮廓。

2.2 准确安设拱架,适时调整预留变形量,确保二衬混凝土不超耗

为确保拱架安设位置的准确性,每循环拱架安设时,由技术干部全程进行监控,保证衬砌厚度。在初期支护封闭后,采用全站仪对初期支护轮廓进行检测,分析二次衬砌厚度,对于二次衬砌厚度超出的部位,在下一循环开挖时及时进行调整,对于围岩稳定的Ⅲ级,Ⅳ级围岩,坚决取消预留变形量,减少衬砌施工厚度。

2.3 加强进场原材料质量控制,落实材料月盘库制度,规避材料性超耗

每批原材料进场时必须索取材料质保单并及时填写报检通知单,特别是速凝剂,要送交试验部门取样抽检,未经试验室取样抽检合格之前严禁卸车。经试验室检测原材料不合格直接通知供应商拉走,严禁卸车,如检测不合格后仍然卸车,因原材料不合格造成的混凝土超耗,责任由物资部承担。

在每月的材料盘点时,将混凝土盘点作为重点单独提出,与每日通报数量的汇总数量进行对比:若材料盘点数量和通报汇总数量差额在允许范围内,说明数据准确;若材料盘点数量和通报汇总数量差额超出允许范围,说明数据不准确,需要核查数据;如果核查出每日通报数据不准确,除扣回考核奖金外,还将追究工区主管领导责任和现场统计责任人的责任。

2.4 实行通报制度,开展节超分析,限时整改施作超耗

对各个工点喷射混凝土、二衬、调平层混凝土数据进行通报,内容包括设计数量、实际发生数量和节超数量,并与不同围岩类别对应的混凝土超耗比例进行对比,进行节超原因分析。对于超挖引起的混凝土超耗,要求现场人员加强超欠挖控制,工地现场负责人和技术主管需说明超挖原因并提出相应的改进措施。

2.5 建立混凝土节超考核体系,明确考核标准,节点兑现奖罚

对每月的混凝土节超按工区、工点进行奖罚,制定《隧道超挖控制和材料超耗考核办法》,根据《隧道超挖控制和材料超耗考核办法》中不同围岩级别混凝土超耗指标,制定相应的奖罚额度,并根据不同混凝土施工特点,制定相应的考核期限,喷混凝土按单日进行考核,其他混凝土按周进行考核,并在每周一将一周内的混凝土节超考核兑现情况进行通报;在月初时召开的专题会议上,将上月内全部混凝土节超考核兑现情况进行集中处理,对于考核该发放奖金的,当时进行现金发放;而对于考核需要罚款的,也在当场明确了扣款数额。

项目所在隧道主要为水平层状石英砂岩,水平方向节理发育,层厚薄,开挖后极易形成掉块,整个洞身开挖后呈梯形状,开挖轮廓差,超欠挖控制一直是个技术难题。针对此问题,项目组织对每个开挖工序进行跟班作业,从打风枪开始,打眼吹孔、装药、爆破、出碴、立架,分析超挖的原因,最终根据水平砂岩的特殊情况,针对开挖不同部位确定不同的爆破参数,将拱顶周边眼位置向设计轮廓线内偏移5 cm~10 cm,调整周边眼角度,避免角度过高造成超挖严重,在进行周边眼施工时采用“长短眼”进行打眼,长眼和短眼间隔施工,长短眼环向间距30 cm,即长眼负责第二榀拱架的开挖,短眼负责第一榀拱架的开挖,这样能够较好的控制掌子面的开挖轮廓。同时减少装药量,通过内移炮眼及减少装药量减轻爆破冲击波对岩石水平节理薄弱面的破坏,在中导及下导位置,周边眼间距控制在50 cm以内。通过爆破参数的调整和现场不断优化,减少人为超挖。

隧道喷射混凝土超耗原先设计为1 831.61 m3,实际施工4 610.37 m3,超2 278.75 m3,超耗比例为151.71%(远远超于设计相应围岩级别混凝土超耗指标)。通过以上方案优化、分析原因并进行隧道开挖工程技术控制后,隧道队喷射混凝土超耗数据明显减小,设计为 2 259.24 m3,实际施工 4 789.58 m3,超 2 530.34 m3,超耗比例112%;降幅达39.71%。根据统计数据显示,若未采用隧道开挖工程技术,即工程混凝土超耗依旧以原比例计算,将多超耗喷射混凝土 897.14 m3,涉及费用 51.72万元(喷混凝土654.52元/m3);即进行隧道开挖工程技术,相当于节省混凝土成本费用51.72万元。

3 结语

施工技术的优劣,直接影响到工程项目的工程造价、工程进度和工程质量,好的工程技术再加上合理的施工组织方案可以节省人力、物力和财力,从而降低工程造价,让企业获得更大的经济效益。

通过在本隧道施工中进行工程技术控制,隧道施工质量得到有效控制,因单项工序时间缩短促使整体施工周期缩短,工程施工材料,尤其是喷射混凝土和衬砌混凝土损耗量得到有效控制,从而取得了良好的经济收益。

[1] JTJ 041-2000,公路隧道施工技术规范 隧道开挖技术标准[S].

[2] 公路工程标准施工招标文件(2009年版)[S].