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摘要：隧道工程的特點(diǎn)決定了其工程造價(jià)難于控制，同時(shí)也決定了隧道施工過(guò)程中動(dòng)態(tài)控制的必要性。本文通過(guò)對(duì)某高速公路麻栗聯(lián)拱隧道的動(dòng)態(tài)施工控制的介紹，提出了麻栗隧道動(dòng)態(tài)施工控制方案的幾點(diǎn)建議，從而進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)隧道工程造價(jià)的可預(yù)控性。

關(guān)鍵詞：聯(lián)拱隧道；動(dòng)態(tài)施工；投資；典型類(lèi)比分析法；變形速率比值判別法

0前言

隨著我國(guó)高速公路的快速發(fā)展及國(guó)家西部大開(kāi)發(fā)戰(zhàn)略的實(shí)施，公路隧道工程也迅速增多。隧道工程由于受多變的地質(zhì)條件影響，施工技術(shù)復(fù)雜，施工工序繁多，施工條件差，遇到不良地質(zhì)地帶容易發(fā)生塌方，給隧道設(shè)計(jì)、施工帶來(lái)很大的不確定性。據(jù)相關(guān)資料介紹，隧道工程實(shí)際投資要比預(yù)算投標(biāo)價(jià)一般高30%~60%，甚至超過(guò)100%。合理控制隧道工程總投資最佳途徑應(yīng)該是通過(guò)技術(shù)創(chuàng)新和先進(jìn)的科學(xué)技術(shù)提高地質(zhì)預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性，準(zhǔn)確把握圍巖的特點(diǎn)和規(guī)律的定量性，增加風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的科學(xué)性，完成初步設(shè)計(jì)的合理性和科學(xué)性，做到施工方案、施工工藝、施工順序的合理性和經(jīng)濟(jì)性，達(dá)到監(jiān)測(cè)手段的先進(jìn)性、可操作性和及時(shí)性，從而實(shí)現(xiàn)隧道工程總投資的可預(yù)控性。

1麻栗隧道動(dòng)態(tài)施工與管理及方案優(yōu)化和合理化建議

麻栗隧道區(qū)位于一級(jí)構(gòu)造單元揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)與華南褶皺帶間的過(guò)度地帶，革東大斷裂通過(guò)隧道區(qū)。隧道基巖以硅質(zhì)絹云母板巖為主，受區(qū)域斷裂的影響，風(fēng)化節(jié)理、微節(jié)理、隱節(jié)理較發(fā)育，圍巖情況較差。在施工過(guò)程中，涉及的施工方案優(yōu)化、合理化建議及按新奧法施工原理進(jìn)行動(dòng)態(tài)施工與管理，對(duì)隧道進(jìn)行了預(yù)測(cè)、預(yù)報(bào)、預(yù)處理，對(duì)一些問(wèn)題及時(shí)進(jìn)行了處理，防止了事態(tài)的進(jìn)一步發(fā)展，從而降低了隧道總投資。具體如下：（1）麻栗隧道原設(shè)計(jì)施工順序?yàn)閺脑O(shè)計(jì)進(jìn)口處進(jìn)洞，考慮進(jìn)口段為深挖路槽，邊坡開(kāi)挖后不確定影響因素較多，經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)多次踏勘和核查地形地質(zhì)情況，將方案優(yōu)化為從設(shè)計(jì)出口處進(jìn)洞。（2）麻栗隧道出口洞門(mén)原設(shè)計(jì)右側(cè)距320國(guó)道較近，位于國(guó)道下邊坡半腰部，同時(shí)左右側(cè)埋置深度相差較大，高差達(dá)到4m以上，存在偏壓。另經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)地形勘察左側(cè)邊仰坡為一古老的小型淺層滑坡體，如按原設(shè)計(jì)施工則因邊仰坡開(kāi)挖導(dǎo)致滑坡體前緣坡腳切腳，易誘發(fā)或激活滑體，將給隧道進(jìn)洞施工帶來(lái)難度，經(jīng)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況準(zhǔn)確把握后合理化建議并被批準(zhǔn)將隧道出口延長(zhǎng)8m，并設(shè)置3m長(zhǎng)明洞，保證了隧道中導(dǎo)洞的順利進(jìn)洞。（3）隧道進(jìn)、出口段路基受革東大斷裂破碎帶影響嚴(yán)重，出口K102+458~497段路基左側(cè)邊坡開(kāi)挖后為強(qiáng)風(fēng)化板巖，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖石破碎，左側(cè)山體約為45°順向坡，并存在弱夾層。原設(shè)計(jì)為二級(jí)邊坡，第一級(jí)A區(qū)為8m高上擋墻，坡比1：0.25，第二級(jí)B區(qū)坡比為1：0.75，仰坡為1：0.75。在準(zhǔn)備施工左側(cè)導(dǎo)洞時(shí)，按原設(shè)計(jì)開(kāi)挖邊仰坡后，發(fā)現(xiàn)左邊坡坡口線外20m處開(kāi)裂，并且裂縫在不斷加寬，說(shuō)明原設(shè)計(jì)坡比已不能保證邊仰坡穩(wěn)定，并且影響隧道正常施工。經(jīng)設(shè)計(jì)人員現(xiàn)場(chǎng)勘察，確定將A區(qū)上擋墻高度降低為3m，擋墻以上邊坡坡比調(diào)整為1：1.5，仰坡坡比調(diào)整為1：1.5，對(duì)開(kāi)裂范圍按規(guī)定坡比進(jìn)行削坡減載。消坡后采取錨桿掛網(wǎng)噴漿防護(hù)，錨桿采用準(zhǔn)25，長(zhǎng)度10m，梅花型布置，間距2m，鋼筋網(wǎng)采用準(zhǔn)6.5，間距為30×30cm，噴C20混凝土10cm厚，并設(shè)置泄水孔。按此方案實(shí)施后，邊仰坡穩(wěn)定，沒(méi)有再發(fā)現(xiàn)開(kāi)裂和坍塌。（4）麻栗隧道右幅進(jìn)出口洞門(mén)原設(shè)計(jì)設(shè)置了超前大管棚，而左側(cè)為古滑體，表層較松散，巖層風(fēng)化破碎嚴(yán)重，隧道埋置深度較淺，經(jīng)合理化建議并被批準(zhǔn)同右側(cè)一樣設(shè)置超前大管棚（長(zhǎng)度30m），保證了隧道中導(dǎo)洞、左右側(cè)導(dǎo)洞及左右主洞的順利進(jìn)洞。（5）從出口K102+458反向開(kāi)挖至K102+450，洞口K102+458~K102+438段洞段埋深3~8m，為碎石土和強(qiáng)風(fēng)化板巖，洞段左側(cè)山體約為45o順向坡，巖層傾向洞內(nèi)，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，存在順層軟弱夾層。因左側(cè)強(qiáng)風(fēng)化板巖順夾層滑動(dòng)，山體開(kāi)裂下沉擠壓初期支護(hù)左邊墻，據(jù)監(jiān)控量測(cè)向洞軸方向移動(dòng)0.7~0.8mm，拱頂上升10mm。為確保施工安全和質(zhì)量，在隧道左幅左側(cè)邊墻原設(shè)計(jì)系統(tǒng)錨桿加密，環(huán)距60cm，排距同鋼拱架間距，從側(cè)墻角上1m開(kāi)始加密。左邊墻每榀鋼拱架增加2根5m長(zhǎng)準(zhǔn)32中空錨桿鎖腳，增設(shè)范圍K102+458（出口）~K102+438。兩根鎖腳錨桿分別設(shè)置在鋼拱架底部支座上方20cm處工字鋼的兩側(cè)并與拱腳焊接。麻栗隧道右幅K102+458~K102+420進(jìn)口段位于革東斷層影響帶，巖體為強(qiáng)至中風(fēng)化絹云母板巖，松散易坍塌，地下水較豐富，圍巖自穩(wěn)性極差，為了增強(qiáng)進(jìn)洞施工安全并及早使初期支護(hù)形成閉合結(jié)構(gòu)，確定增設(shè)仰拱底部閉合工字鋼，其中K102+458~K102+442段間距為50cm，K102+442~K102+420段間距為60cm，采用I18工字鋼，并澆筑厚度26cm的C25混凝土。

2對(duì)麻栗隧道造價(jià)管理的幾點(diǎn)建議

在隧道開(kāi)挖過(guò)程中，由于對(duì)圍巖認(rèn)識(shí)不足，致使對(duì)支護(hù)參數(shù)，支護(hù)形式的選擇不當(dāng)及支護(hù)時(shí)間的滯后，或施工質(zhì)量的不保證而導(dǎo)致塌方是經(jīng)常發(fā)生的，隧道設(shè)計(jì)只能是預(yù)設(shè)計(jì)，在施工過(guò)程中，隨著圍巖變化而不斷修改完善。因此如何提高地質(zhì)預(yù)測(cè)的客觀性就顯得尤為重要。針對(duì)麻栗連拱隧道的實(shí)際情況，借鑒其他隧道的施工經(jīng)驗(yàn)，特提出如下幾種方法以準(zhǔn)確預(yù)測(cè)圍巖特點(diǎn)和規(guī)律，對(duì)實(shí)際施工產(chǎn)生導(dǎo)向作用，從而實(shí)現(xiàn)隧道工程造價(jià)的可預(yù)控性。

2.1典型類(lèi)比分析法

典型類(lèi)比分析法是將典型工程的地質(zhì)條件、相應(yīng)的施工條件及相應(yīng)的施工條件對(duì)圍巖周?chē)灰频挠绊?，?lèi)比應(yīng)用于同一圍巖類(lèi)別的隧道圍巖穩(wěn)定性分析的方法。典型工程指的是充分的現(xiàn)場(chǎng)原位測(cè)試資料，其成功經(jīng)驗(yàn)同行公認(rèn)，在同一圍巖類(lèi)別有良好的代表性的隧道工程。類(lèi)比應(yīng)用的途徑是：以典型工程原位測(cè)試資料（洞周位移除外，留作檢驗(yàn)基準(zhǔn)）作輸入數(shù)據(jù)；巖石力學(xué)數(shù)值分析程序反饋修正后，其洞周位移分析結(jié)果應(yīng)與典型工程實(shí)測(cè)值盡可能地接近，修正后的程序可供同一圍巖類(lèi)別隧道工程初步設(shè)計(jì)應(yīng)用。該方法從取得實(shí)測(cè)收斂值的第一天起，運(yùn)用典型類(lèi)比分析法BMP程序及時(shí)進(jìn)行位移反分析，及早掌握初始地應(yīng)力側(cè)壓系數(shù)的近似值，修正設(shè)計(jì)；并在圍巖基本穩(wěn)定之日，立即得出圍巖的等效彈性模量，以進(jìn)行更準(zhǔn)確的圍巖穩(wěn)定分析預(yù)測(cè)。

2.2變形速率比值判別法

該方法是典型類(lèi)比分析法的一種應(yīng)用形式，在軟弱圍巖隧道施工中，斷面開(kāi)挖后，特別是初期支護(hù)施作完成的24h內(nèi)，能立即對(duì)圍巖穩(wěn)定性與支護(hù)效果作出定量判別，查明支護(hù)保守或不足，如有險(xiǎn)情及時(shí)發(fā)出預(yù)報(bào)，有效處理，確保施工安全。該方法主要控制指標(biāo)有允許變形量u0和比值v/v0（v0為實(shí)測(cè)圍巖變形速率最大值），允許變形量u0根據(jù)圍巖類(lèi)別（并區(qū)分脆性巖體和塑性巖體）與隧道埋深查表得出；比值v/v0為5%~10%，圍巖趨于穩(wěn)定，當(dāng)比值v/v0達(dá)20%左右時(shí)，可以認(rèn)為變形速率顯著減小，接近趨于穩(wěn)定；當(dāng)比值v/v0達(dá)33%左右時(shí)，可以認(rèn)為變形速率減小，有可能趨于穩(wěn)定；當(dāng)比值v/v0達(dá)50%左右時(shí)，可以認(rèn)為變形速率略有降低。變形速率比值判別法通過(guò)監(jiān)控量測(cè)，檢驗(yàn)預(yù)設(shè)計(jì)的支護(hù)類(lèi)型、參數(shù)和施作順序、時(shí)間是否合理，為及時(shí)判明圍巖穩(wěn)定性的趨勢(shì)提供了一個(gè)半定量性質(zhì)的新的方法。

3結(jié)束語(yǔ)

從麻栗隧道前階段的施工控制看，實(shí)際施工過(guò)程中適時(shí)采集了各種地質(zhì)信息，及早反饋于設(shè)計(jì)，形成工地會(huì)議紀(jì)要并及時(shí)指導(dǎo)施工，這在很大程度上得益于采取了動(dòng)態(tài)施工觀念和良好的隧道監(jiān)控量測(cè)體系。本論文提出的幾種方法，以及先進(jìn)的監(jiān)測(cè)手段，對(duì)隧道施工安全起到十分重要的作用，同時(shí)也將合理降低隧道工程造價(jià)。

參考文獻(xiàn)

[1]李世輝.隧道支護(hù)設(shè)計(jì)新論[M].北京：科學(xué)出版社，1999：149-153，268-276.

[2]黃成光.公路隧道施工[M].北京：人民交通出版社，2001：204-249.

作者:史志樓 單位:江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院無(wú)錫交通分院