隧道工程施工管理需要理念更

隧道工程施工管理需要理念更新 在隧道施工管理中，技术方法、系统方法理论固然重要，而施工理念更是超然其上的活的灵魂。技术方法层是相对独立的技术和方法，也就是我们所讲的专业知识；系统方法层是技术和方法的综合集成和有机集合，也就是我们所讲的系统管理知识；哲理理念层则强调的是一种管理思想，一种管理理念，解决的是方向和出路问题。 现实背景：技术方法层：适应各种边界条件的技术方案、工艺、工法等。（如中铁隧道集团技术专家委员会防坍技术研究小组2004年9月编写的《隧道防坍技术》，这些都属于技术方法层面讨论的问题）系统方法层：是指把要解决的问题作为一个系统，对系统要素进行综合分析，找出解决问题的可行方案的咨询方法。具体到隧道施工，就是针对特定的边界条件，打包选择相适应的技术方案、工艺、工法与管理理论及措施，以解决特定的工程问题。哲理理念层：正确的管理理念，可使这种打包不至于错配、不匹配或失去效用。技术方案、工序管理与工艺控制是技术管理的三大基本问题。三者往往相互交叉，互相影响，问题所在很难权衡。“工艺不足方案补”，几乎成了目前隧道施工技术管理中现场多数管理者的惯性思维。工艺控制不到位，工序管理不合理往往直接造成方案失败。项目审核的三个层次本应该是正向的，但往往不得不将就施工单位的工艺控制能力进行逆向选择。大量失败案例分析证实，现场管理者观念陈旧，理念错误是主要原因。 笔者试图通过对以下几个管理理念的理解，谈一谈其在隧道施工管理中的重要性。 理念更新之一：隧道防坍防突“预防为主，避免现状处理”的理念。大家都知道，不良地质对隧道施工影响很大。坍方严重影响施工进度，是隧道施工的硬伤。突泥突水破坏性极大，往往形成灾难性事故。随着隧道施工技术和地质预测预报技术的进步，在不良地质段做到隧道施工不坍不突已不是难事。关键是要施工理念更新，杜绝突出与坍方，避免现状处理，隧道施工才会安全，才会有较好的进度。实践证明，绝大部分坍方往往是工艺质量不到位造成的，所以，我们说没有质量就危及安全，没有安全就没有进度。而突出往往与冒撞冒进相联系，短时间内巨大能量被释放，现场施工人员避之不及，先脱衣后脱皮，惨剧就这样形成了。防突必须杜绝冒撞冒进，超前地质预报是基本手段。思想观念上，应摒弃“坍方出英雄，坍方出劳模”的老观念，在预防工作上下工夫，探明前方地质，按设计把工艺做到位，避免在坍方形成后再进行现状处理，影响工期，进而造成重大经济损失。 案例分析：在武广客运专线某标段的一个隧道，2008年元月20号发现初支异常变形，4月30号发生坍方，时间长达100天。从工序管理看，300米长台阶先行贯通，且没有封闭成环，空间释放太多；从时间效应看，在长达100天里没有采取任何控制措施，任其发展，期间有许多管理环节出了问题，这些环节又产生许多细节，而这些细节也都无一例外地出了问题。问题背后的结构为：隧道坍方→管理环节失控+管理细节失控。背景：系统管理失效+体系运行失效。采取及时、有效的措施控制坍方，即使出现部分初支破坏、侵限，也比坍方后进行现状处理容易的多。对突出的控制更是致关人命，尤其不可掉以轻心。 理念更新之二：将“超前地质预报工作纳入工序进行管理”的理念。树立新理念，确保不良地质不坍不突十分重要。在强富水、岩溶发育的不良地质段，“留下石门，锁住出口，控制处理”是我们采用的防突原则。而突出必须在“大体积，高势能，短时间”同时发生时才能形成。“大体积，高势能”是地质状态，但时间是我们可以控制的。依靠科技，探明地质是“留下石门，锁住出口，控制处理”的前提条件。将超前地质预报工作纳入工序进行管理，按照“物探先行，钻探验证，有掘必探，先探后掘”的原则组织施工，是隧道施工安全的制度保证。方法上，物探与钻探相结合，是准确无误地探明前方地质状态的技术保证。“留下石门，锁住出口，控制处理”是隧道施工防止突出的重要手段。 案例背景：对隧道将要穿越的地质现状进行准确无误地探测，是“留下石门，锁住出口，控制处理”的前提条件，否则很难准确地留下石门，控制处理也就无从谈起。突出：从对大量岩溶隧道涌水的成因分析，大至可将岩溶涌水划分为断层破碎带涌水、溶洞暗河涌水、岩溶漏斗涌水三类。隧道突泥、突水事故的发生必须具备三大条件：一是有聚集一定势能的大量流体（水携带的泥土、石砂等）物质，二是在隧道周边形成了通道，三是大量流动性填充物在短时间内具备了势能向动能转化的条件。前者是突出的物质基础及地质状态，后者是工程活动导至地层内部物质流平衡失调的结果，三者缺一不可。由此可见，要想预报隧道开挖是否会出现突出，一方面取决于对地质条件的探测，另一方面则是对物质流在隧道周边能否形成通道的分析与判断。 目前，地质超前预报工作在预测的准确性上距施工要求尚有一定差距。现实情况是，对风化破碎带的预报准确性较高，通常可达60％以上，而对富水地层的预报，准确性则在30％～70％左右。至今，涌水预测仍然是隧道超前地质预报中的薄弱环节，涌水量的预测准确性更低，接近实际情况的概率仅为20％～30％。为了提高地质超前预报特别是涌水预测的准确性，对物探发现的异常区进行钻探验证是必要手段，在我集团已上升为施工组织原则。通过大量验证数据分析，对预报手段的适应性进行选择与优化，单就隧道施工而言，以安全、实用为原则，我们推荐地质超前预测预报的组合方案为：ＴＳＰ＋HSP＋水平钻探。采用上述组合方案，在武广客运专线新大瑶山隧道施工中，我们成功地避免了多次突出事故。 理念更新之三：隧道防水采取“先期主动防水，全工序、全过程防水”的理念。“十隧九漏”是一个传统观念。随着现代隧道防水施工技术的进步，这种传统观念应该改变，关键是我们需要理念更新。隧道防水，采取“先期主动防水，全工序、全过程防水”的理念是中铁隧道集团首次提出的，并在武广客运专线SDⅡ标大瑶山隧道进行了工艺探索与实践。全工序、全过程防水包括：（1）围岩注浆堵水（全断面帷幕注浆、周边帷幕注浆、径向注浆、局部堵水注浆等）（2）初支喷射混凝土防渗；（3）施工缝、变形缝防水；（4）防水层及排水系统施工；（5）混凝土自防水；（6）二衬背后回填注浆堵水。先期主动防水是指：在隧道开挖将要通过富水区之前施加的堵水措施，如全断面超前帷幕注浆、周边超前帷幕注浆等，目的是锁住出口，避免形成水流通道。先期主动防水是指：在隧道开挖将要通过富水区之前施加的堵水措施，如全断面超前帷幕注浆、周边超前帷幕注浆等，目的是锁住出口，避免形成水流通道。 在武广客运专线SDⅡ标大瑶山隧道，我们在全工序、全过程防水的工艺方面做了如下研究和探索：（1）围岩裂隙发育初支淋水严重的区段，制订了“分区、隔断、集中、封堵，一长一短、先浅后深”的径向围岩注浆堵水工艺，施作了1.5KM，堵水效果显著。（2）施工缝止水带在安装上往往出现定位不准、不牢固，导致施工缝漏水。结合止水带的特点及其安装工艺，我们进行了安装工艺创新，在模板台车挡头板位置加设止水带安装支撑紧固装置，较好地解决了上述问题，有效地克服了止水带位置不准、受压变形、施工缝漏水等问题。（3）在防水板铺设中，我们从现场实际和施工效果上进行了深入研究和探讨，发现常出现防水板与垫圈粘贴不牢固而脱落，为此必须加密热溶焊点，但由于垫圈熔点比防水板高，造成防水板热熔破损现象增多，修补工作量大，质量无保证。为此，我们用防水板“吊耳”挂设取代热熔工艺，克服了热熔焊接工艺无标准、操作无规程的缺点，确保隧道衬砌“不渗、不滴、不漏”，达到一级防水的标准。 案例分析：在隧道防水施工这个问题上，设计与理念固然重要，但更重要的是施工工艺控制。大量案例都说明，隧道防水失败的根本原因往往是小细节产生了大问题。 很好的技术方案在实施的时候有可能失败，我们很可能遇到了一个叫作“细节”的问题。再好的一个方案，也是需要一步步来执行的，执行方案的是人，是人就会遇到很多复杂的细节性问题。这些问题可能是理念问题，也可能是沟通问题、技能问题或者协调问题，还有可能是责任分配、权力分配的问题，这些问题都会对方案的执行产生影响，如此多的细节当然很复杂，处理不好“细节性复杂”就很可能失败。武广线有部分隧道施工未完就漏水，同样的设计产生了不同的结果，可以想象，在隧道防水施工中有许多管理环节出了问题，这些环节又产生许多细节，而这些细节只要其中有一个出了问题都会导致隧道漏水。我们几乎可以肯定地判定：这个项目的系统管理失控，体系运行失效 理念更新之四：隧道施工要强调动态管理，动态设计应“四方联动”。在隧道施工中，很多坍方事故原因多出在管理环节。具体情况往往是，当遇到地质变化时，由于管理程序原因动态设计不能及时跟进，现场应急措施不力，在手续完善过程中错过了最佳处理时机。隧道工程为线性结构，目前，受地质勘察技术方法、手段及设计深度的限制，很难完全准确的判定隧道工程地质条件和围岩特性，事实上，实践中也没有必要这么做，否则，将大幅度地增加设计周期和投资。因此，隧道施工的一个显著特点就是加强动态管理，其中，动态设计是动态管理的一个重要方面。 在隧道施工中，时间与空间是一对矛盾。一般说来，当空间效应解决后隧道施工的安全就一劳永逸地解决了，但做任何工作都需要时间，往往是在锁定空间之前时间效应就发生了作用，坍方也就形成了。施工单位的责任是，在施工过程中加强地质预测及支护变形量测的动态管理，及时作出风险判定，作为主体提出设计变更申请。业主、设计、监理等其他管理单位应及时响应，“四方联动”才能快速、准确、高效地完成动态设计。在这里，时效很关键，一个操作性强、分工明确、协调有力、有办事时间限制的变更设计程序文件是确保隧道施工安全的重要保证。多年实践证明，由于责任、风险分配不对称，动态设计往往是四肢不全，很难形成“四方联动”。出现问题，板子多打在施工单位身上。此外，互不信任是问题的另一方面，有的施工单位干脆揭开给大家看，然后在现状研究处理方案，损失浪费严重。 案例分析：确保隧道施工安全的关键是正确处理时间与空间效应这一对矛盾。现实中，由于行政管理不专业，程序流程周期长，而又无应急授权机制，加大了时间效应，错过了最佳处理时机，进而引起灾难性事故的工程时有发生。前面谈到，一个操作性强、分工明确、协调有力、有办事时间限制的变更设计程序文件很重要，但更重要的是要有一个应急授权机制，现场施工管理人员要有一个正确理念以及应急反应能力。判断应急措施的有效性，就是看其是否可以在确保施工人员安全的前提下很快地克服时间效应。大家都清楚，在一些案例中，由于应急处理措施不当，造成的次生灾害比一次灾害还严重。 理念更新之五：应强调工序管理不能脱离设计原则，达标不可一刀切。隧道设计都有明确的荷载分配原则。有的隧道二次衬砌是主要的承载结构，初期支护仅作为施工过程的安全措施，相反，有的隧道初期支护是主要的承载结构，而二次衬砌仅作为安全储备；有的隧道二次衬砌设计承受水压力，有的隧道二次衬砌设计不承受水压力。如武广客运专线大瑶山隧道，设计参数拟定的原则是：初期支护承担施工阶段全部荷载，二次衬砌承担由于初期支护可能劣化而作用于二次衬砌上的荷载或由于软岩蠕变、环境条件变化等引起的附加荷载以及作为安全储备。以上这些设计原则对指导施工很重要，工序管理不能与此有冲突，否则，很可能留下安全隐患。对于二次衬砌为主要承载结构的隧道，工序紧凑、仰拱、二次衬砌紧跟对施工安全很重要。但每一个工序都有一个最小的活动空间，仍然有一个时间效应问题。最根本的措施还是加强隧道施工的动态管理，有应急预案，有快速反应机制。实践中有这样的实例，在半个月前就已经发现初期支护变形加快，由于没有采取应急措施，在半个月后造成坍方，实际上该工点工序管理很紧凑，二次衬砌也跟的很紧，坍方也没有避免。 对于初期支护为主要承载结构的隧道，就不能简单地规定一个二次衬砌达标间距。因为如果初期支护不安全或变形没有收敛，这时候急忙施做二次衬砌会给以后的运营留下安全隐患。正确的做法是，当确认初期支护变形收敛后再进行二次衬砌，并留下量测记录归档在案。如果初期支护不安全或变形没有收敛，应当首先加强初期支护使之达到要求，其次再考虑加强二次衬砌并进行检算（如果有条件的话）。实际情况往往是二次衬砌并不具备补强条件，再次扩挖又会带来新的安全问题。在工序管理中，无论设计原则如何，初期支护紧跟、临时支护尽早封闭都是正确的。中铁隧道集团十年前就提出了“仰拱”超前的施工理念，它有广泛的适用性，对隧道施工安全十分有效。 案例分析：为了施工安全要求二衬尽早施作没有错，而没有任何附加条件、一律简单地规定一个二次衬砌达标间距值得商榷，因为这显然违反了新奥法的施工原则。在武广客运专线有处理不当造成隧道二衬开裂的例子，起因源自二次衬砌达标活动。在紧急情况下为了安全要求施作二次衬砌可以约束空间效应，但事先要考虑对二次衬砌进行补强并进行检算。在二次衬砌浇注混凝土后，要注意这时初期支护形变并没有收敛，二次衬砌承受荷载是有强度条件的，若忽略了这个环节有时会造成严重后果，实践中也决不缺乏这样的案例。 大量事实证明，很多隧道坍方的直接原因并不是二次衬砌不达标造成的，多数情况下也不是设计问题，而往往是工序安排不合理造成空间释放太多、进而空间效应增强，工艺质量控制不到位、进而约束失效，短时间内拿不出应急方案、进而时间效应增强，甚至不重视信息施工、进而失去监督，这才是发生事故的真正原因。当然了，决策程序有许多环节，环节中又有许多细节，而很多环节又是项目施工单位无法控制的，只有参建各方理念都正确，杜绝事故才有希望。 谢谢