浅谈“一道四洞”隧道施工组织及管理

'双管隧道横向进洞展开多作业面施工组织管理工作的探讨（东煤建总公司湖北沪蓉西高速公路05合同段项目部）霍兴家内容提要：笔者在双管隧道横向进洞展开多工作面施工中，针对施工现场实际，就如何进行现场施工组织、施工管理和采取何种施工方案、方法在实践中进行了探索和探讨，通过实践总结出一些有益的经验和一些对同类工程施工时提出自己的建议改善设计、施工方面的自己见解，供同行们在今后遇同类工程施工时借鉴与参考。关键词：双管隧道、横向进洞、多工作面施工组织管理工作的探讨一、前言随着我国交通基础设施建设的快速发展，其高等级公路路网建设区域由平原逐步向地形复杂、沟壑纵横的山岭重丘区延伸，线路的设计从技术标准的高起点到人文、生态环境的保持、保护均日趋完美。因此，目前可谓“路在山沟修，车在山腹行”的“逢山凿洞遇水架挤的线路形态格局”趋于普遍。因此，线路相应桥隧工程比例增多，受地形的限制，双管隧道均无法从进出口展开施工的特殊情况出现较为频繁，应运而生的横向进洞施工方案所带来的“一道（指横洞 用作施工通道）四洞（指双管隧道4个掘进工作面）”多工作面施工组织及管理问题，即：以往单洞施工从未遇到的洞内人员、机械、设备、车辆等工序施工之间的相互干扰问题,成了目前双管隧道横向进洞施工的组织及管理的较大难题。笔者根据自己的实践，将双管隧道横向进洞展开多作业面施工组织管理工作的探讨呈奉读者，敬请批评指正。二、工程实例简介本施工单位与相邻施工单位共同承建的夹活岩隧道系沪蓉西国道主干线湖北省宜昌至恩施高速公路上的特长隧道，设计为分离式四车道单向行驶的高速公路隧道，直线段左右线隧道轴线间距50m,隧道纵坡设计为1.98%的单向坡,平曲线最小半径为920mo主要工程项目为：左线ZK46+521〜ZK51+628,隧道长5107m、右线YK46+518〜YK51+746,隧道长5228m；地下风机房及通风竖井；因隧道进出口受地形影响，设计为施工期施工设有：1号施工横洞470m、2号施工横洞875m。根据施工区域划分，本施工单位承担该隧道左线ZK49+158〜ZK51+628洞段，隧道长2470m；右线YK49+100〜YK51+746洞段，隧道长2646m；2#施工横洞，全长875m；地下风机房及山顶通风竖井工程项目的施工。该双管隧道的剩余洞段工程由相邻施工单位施工。2#施工横洞：位于主洞ZK50+630处，与左幅隧道正交, 距左幅隧道出口998m,距相邻施工单位左幅隧道施工分界点1472m。地下风机房：位于右幅隧道YK49+110.85〜YK49+210洞段右侧，横向建设范围（距右幅隧道中心线）67.5m。竖井：位于右幅隧道YK49+155右侧65m山顶，竖井与地下风机房相连，深度365m,当量直径8m,设送、排两风道,送风面积25.4m2,排风面积22.17m2o三、对施工方案的比较和优化过程本工程在开工前，设计提出从950m的2#施工横洞进洞施工该双管隧道方案，即横洞进洞施工方案。本施工单位进场后，也考虑了从出口进洞施工该双管隧道的方案，即双管隧道出口进洞施工方案。经过施工单位对该隧道进口进行的现场施工技术调查显示，该双管隧道出口位于高差800-1500m的陡峭深切沟壑内，深切沟壑向隧道两边延伸约4-5km,无施工场地，更无法修筑施工便道。经研究决定该方案为废弃方案，不予考虑。施工单位对横洞进洞施工方案进行现场施工技术调查，认为2#横洞太长，2#横洞位置能否前后移动一下，找距主洞最近的位置横向进洞施工，要经济一些，对施工进度和工期也有利。根据施工单位与设计单位共同现场踏勘、测量，设计单位从该隧道远期使用的功能要求，对横洞进洞方案的2#横洞位置能否前后移动一下，不同意变动，只进行了对2#横 洞的纵向坡度的调整，将横洞的长度由原950m缩短为875m。为此，目前现场实施的方案为2#施工横洞进洞施工方案。四、横向进洞总体实施施工方案根据设计单位新的设计图，结合现场的实际情况和现场可资利用的部分条件，施工单位的总体方案叙述如下：（一）、快速展开2#横洞洞口开挖防护，力争早进洞施工，进洞后，采用短进尺、弱爆破、分步开挖、紧跟分步支护、早成环初期支护、紧跟二次衬砌、稳定横洞岩堆体洞口段。根据开挖后的横洞围岩是否稳定的具体情况，在围岩稳定的情况下，将紧跟二次衬砌变为跳跃式紧跟二次衬砌，力争在横洞掘进开挖后，确保横洞作为该双管隧道进洞施工唯一的交通运输主动脉的安全和畅通，达到快速进入主洞展开主洞多工作面施工的目的。（二）、在横洞掘进开挖完成后，继续向前开挖主洞联通施工通道直达该双管隧道的右线，并对主洞联通施工通道进行加强初期支护，在能展开的情况下，立即进行主洞与横洞交叉口的扩挖和加强初期支护，精心稳定交叉口，并对即将展开的主洞四工作面的施工资源进行提前合理配置。（三）在左右线交叉口稳定支护施工完成后，利用横洞钻爆台车，左右线隧道立即进行主洞双向开挖，达30m后，开始安装左右线隧道的第1#、3#钻爆台车，待开挖至80m后，再安装左右线隧道的第2#、4#钻爆台车。待开挖至200m 后，在左右线隧道已开挖初支段安装第1#、2#、3#、4#二次衬砌台车。施工至此，一道（横洞运输通道）四洞（左右线隧道向进出口方向掘进施工的四个工作面）的多掘进工作面、多二衬施工工作面的施工局面已打开，双管隧道横向进洞施工的双向四工作面掘进、双向四工作面初期支护、双向四工作面二次衬砌施工进入正常期。（四）竖井井身向下掘进开挖施工，安排竖井作业施工队与横洞施工同步进行，设砂石料加工场，以供竖井施工作业队在井口向下施工时进行喷护和少量從浇注之用；竖井地下风机房洞室开挖、衬砌，由2#横洞施工作业队担负施工。竖井井身二衬论浇注由竖井施工作业队，自地下风机房开始向上进行浇注。牲生产及运输，由2#横洞施工作业队拌和工班担负。主洞消防、通风及地下风机房风机安装由2#横洞施工作业队完成。（五）待左右线隧道出口洞门和洞身、地下风机房和竖井的施工进入尾声后，2#横洞施工作业队转入消防、通风设备安装时，即可同步进行横洞剩余二衬轻浇注，在横洞衬砌完成后进行横洞路面及水沟安装施工。五、施工队伍的组织及施工现场管理方法根据该双管隧道的施工区域划分的工程量，结合所采用的横向进洞施工方案，竖井施工方案，本工程在实施时，该施工单位设项目部进行总体施工管理，施工区域内所有工程配备一个2#横洞施工作业队，一个竖井施工作业队进行施工。 (一)、施工队伍的组织1、2#横洞施工作业队配备有：(1)、管理层：配备正副队长2人、调度员2人、值班安全员9人,另由项目部派出现场施工技术管理负责人8人。(2)、劳务层：4个掘进钻爆班、4个初期支护班、2个汽车出磴班、2个二次衬砌班、1个水电工班、1个钢件加工班、1个拌和班、1个碗运输班、1个机动杂工班、1个供风班。14个工班，共配正副工班长28人。2、竖井施工作业队配备有：(1)、管理层：配备正副队长2人、队部值班调度员3人、值班安全员6人、升降司机6人，另由项目部派出现场施工技术管理负责人2人。(2)、劳务层：1个掘进钻爆班、1个初期支护班、1个二次衬砌班、1个水电风工班、1个钢件加工班、1个拌和班、1个牲运输兼出磕班、1个机动杂工班、1个砂石料加工班。9个工班，共配正副工班长18人。(二)、现场施工管理难度和采用的管理模式该工程施工区域因含有横洞、左右线隧道共4个工作面掘进施工、加上还有365m深的山顶通风竖井及地下风机房的施工，地处山岭重丘区，施工点不多但线长，2#施工横洞和竖井间施工便道距离跨度近40kmo横洞作为施工通道，交通十分拥挤，对施工进度和施工运输安全不利。进入主洞 施工后因多工作面施工，施工资源配置投入多。根据以上施工管理难度，该工地采用的现场施工管理模式如下：1、设项目部进行总体施工管理，施工中的施工方案制定、施工技术、施工安全、施工质量的控制、控制测量、施工放样测量的实施、施工资料的形成、材料物资设备的采供等日常工作，由项目部工程技术部、安质环保部、物资财务部完成，有效地保证项目部有条不紊对现场实施管理。2、施工作业队设值班调度在项目部、施工队正副队长的领导下，通过内部电话和现代通信手段，及时上传下达工作指令和现场信息，及时处置现场施工值班员返回的现场工作信息，及时调动施工生产资源，满足现场施工的需要，最大化的有效发挥和合理利用施工资源，有效地保证队部有条不紊对现场进行管理。3、施工作业队设值班安全员施工作业队设：""掘进初支、二次衬砌、牲生产”值班安全员跟班监控工班施工作业，有效地控制和保证现场工班的施工安全、施工质量及合理调配施工资源的发挥。4、施工作业队设工班正、副工班长施工作业队设：“掘进、初支、出磴、二次衬砌、碗生产、钢件加工、轻运输、机动临杂”正副工班长保证全天候跟班监控工班施工作业，方便管理并有效地控制和保证现场工班的施工安全、施工质量及合理调配施工资源的发挥。 六、施工用水用电用风供给实施方案该双管隧道实施横洞进洞施工方案后，在开始进行横洞施工时，就已经考虑到施工进入主洞后的施工用水、电、风供给问题。对进入主洞后的水、电、风供给实施方案如下：（一）、施工用水，根据对当地的水资源的调查，在隧道口附近有山体季节性泉水出露，横洞隧道口位于半山腰，距洞口300m高差的山下河沟处有长流溪水。在施工准备期,通过水准测量，在高于主洞路面60m的位置选址修建了600立方的2个高山蓄水池，采用截流山体季节性泉水和在河沟设泵站，用扬程400m的水泵和直径80mm水管将河水抽至高山蓄水池，设150mm供水管引入主洞右线交叉口后，在左线隧道设异型4通，在右线设异型3通，变直径100mm供水管送入主洞4个工作面，随着隧道开挖掘进的延伸，不断的接长供水管。在供水管上自横洞洞口开始，每50m焊接直径50伽供水支管设水栓，供施工和降尘及消防随时用水。（二）、施工用电，根据对当地的电资源的调查，在该隧道施工区域附近有6300kv水电供给，自电站设线路引入洞口变电站，横洞采用在洞口变电站设变压器变380v施工和照明电引入，主洞施工用电，采用高压进洞，在左右线之间通道一侧，开挖变电站洞室，设变压器变380v施工和照明电引入该双管隧道的4个工作面。（三）、施工高压风，根据4个掌子面和仰拱钻孔的需要，设高压风机站，安装12台20立方的空压机，自髙压风 站采用直径300mm钢管，将高压风送至右线交叉口，在左线隧道设异型4通，在右线设异型3通，变直径200mm高压风管送入主洞4个工作面，随着隧道开挖掘进的延伸，不断的接长高压风管。在高压风管上自横洞洞口开始，每50m焊接直径50mm高压风支管，供施工随时用风。（四）、施工通风1、根据主洞4个方向施工的通风需要，在距横洞洞口30m处，设通风风机架，安装2台440kw的轴流通风机，由于受2#施工横洞净空的限制，自通风机出风口，只能采用2根直径1500mm高强纤维风管，将新鲜空气分别送至左右线交叉口，在左右线隧道交叉口设3通，送入主洞4个工作面,随着隧道开挖掘进的延伸，不断的接长通风管。2、因2#施工横洞距该双管隧道的出口较近，贯通时间较另外出口方向两个作业面早，所以待出口掘进开挖完成后，分别在左右线隧道的出口，各安装1台440kv通风机，利用原左右线隧道的出口洞段的通风管，接长直接送入还未贯通的另2个掌子面以加强施工通风，改善洞内工作条件。七、开挖掘进施工采用的施工方法（一）、横洞洞口段该横洞洞口段围岩为岩堆体，采用短进尺、弱爆破、分步开挖、紧跟分步支护、早成环初期支护、紧跟二次衬砌、 稳定横洞岩堆体洞段，确保横洞作为主洞施工运输大动脉通道的安全和畅通。（二）、横洞、主洞III、IV围岩洞段根据设计横洞除进洞口外的洞段围岩和主洞全部围岩为III、IV级，施工采用全断面法开挖，即按设计开挖轮廓线进行全断面钻孔爆破，一次开挖到位，采用机械出楂，经安全排险后，进行初喷観封闭，再安装钢格栅、安设锚杆、挂钢筋网喷射碗或初喷碗再打入锚杆、挂钢筋网喷射從等初期支护，为加强初期支护的整体性和稳定性，将锚杆的外露头与钢筋网焊在一起，上述工序完成后喷射混凝土至设计厚度。施工时加强地质超前预报和现场监控量测，根据地质预报和量测反馈信息，了解围岩变形情况及支护工作状态，为衬砌施工作业及特殊情况下调整支护方案提供依据。八、施工采用的论生产、运输、浇注方案牲生产，采用在2#横洞洞口选址，设2台750立方/小时和4台500立方/小时共2000立方/小时论产量的拌和站。牲运输及入模方式，根据横洞的净空，现场采用3立方米的栓罐车运输，栓浇注采用泵送入模机械振捣。九、二衬论施工组织实施方案2#施工横洞和主洞均采用专业厂加工的衬砌台车，共配备5台，其中：横洞配1台9m台车，主洞左右线隧道各配2台9m、12m台车，自交叉口开始向该隧道的进出口方向衬 砌。待主洞普通段衬砌完毕后，再将主洞左右线隧道12m台车改成加宽带衬砌台车，进行隧道主洞左右线加宽带洞段的衬砌。地下风机房二衬観施工，采用组合拱架配组合定型钢模进行衬砌。竖井洞身二衬论施工，采用组合厂制异型钢模进行衬砌。2#横洞、双管隧道、地下风机房、竖井洞身二衬轻的供应，由设在2#横洞的碗拌和站生产、运输到场。十、结束语对于横向进洞施工双管隧道，笔者以往未施工过，对笔者而言属于新课题，横向进洞双管隧道施工的组织、施工管理工作、施工方法尚在探索中。根据本方案在该隧道施工中的实践，采用本文所述的施工组织和管理模式及施工方法，使现场施工得以有条不紊的进行，其工程施工进展快，施工安全、施工质量控制效果明显。通过该隧道工程施工的实践，对今后横洞进洞施工双管隧道时，建议横洞设计净空不易太小也不易太长，横洞太小太长对双管隧道施工排尘效果差、对施工运输干扰大，同时也对施工安全有影响，更限制了大型施工机械的投入和使用，相应地影响双管隧道工程的施工进度。以上工程实例的经验和不足，值得同类工程施工组织管理者借鉴和参考。2005年10月于宜昌'