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山嶺區(qū)公路新奧法隧道施工技術(shù)及合同管理體會(huì)

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  摘 要:新奧法施工技術(shù)在山嶺區(qū)公路隧道建設(shè)中得到廣泛應(yīng)用,但也存在著合同管理方面的難題,本文對(duì)此談一些粗淺認(rèn)識(shí),供公路隧道建設(shè)者參考。

  關(guān)鍵詞:公路工程 新奧法 隧道 施工技術(shù)及合同管理

  隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)技術(shù)的跨越式發(fā)展,公路等級(jí)越來(lái)越高,對(duì)公路線型要求也在逐步提高,在山嶺區(qū)追求線型平順,就不可避免地大量修建橋梁隧道,尤其在山嶺區(qū)修建高速公路,橋隧比大多高達(dá)20%以上,隧道占路線總長(zhǎng)度的比例也大多在10%以上,多數(shù)山嶺區(qū)隧道的地質(zhì)情況是復(fù)雜多變的,且埋深較大,難于保證地質(zhì)勘察的準(zhǔn)確性和完整性,施工過(guò)程中,不僅安全風(fēng)險(xiǎn)大,如處理不當(dāng),還會(huì)浪費(fèi)大量建設(shè)資金,隧道質(zhì)量也很難得以保證。隨著隧道監(jiān)控量測(cè)技術(shù)的不斷改進(jìn)、隧道支護(hù)技術(shù)的不斷完善和隧道設(shè)計(jì)技術(shù)的更新,新奧法隧道設(shè)計(jì)施工技術(shù)在山嶺區(qū)隧道建設(shè)過(guò)程中得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用,成為在軟弱破碎圍巖地段修筑山嶺區(qū)公路隧道的一種基本方法。

  新奧法以隧道工程設(shè)計(jì)施工經(jīng)驗(yàn)和巖體力學(xué)的理論為基礎(chǔ),采用光面爆破技術(shù),將錨桿和噴射混凝土組合在一起,作為主要支護(hù)手段,及時(shí)進(jìn)行初期支護(hù),控制圍巖的松弛和變形,充分利用圍巖的自承能力,使圍巖成為支護(hù)體系的重要組成部分,并通過(guò)對(duì)圍巖和支護(hù)的監(jiān)控量測(cè)來(lái)指導(dǎo)下道工序的設(shè)計(jì)和施工。貴州省晴隆至興義高速公路隧道施工在新奧法應(yīng)用方面進(jìn)行了有益的實(shí)踐和探索,取得了良好的效果。

  貴州省晴隆至興義高速公路路線全長(zhǎng)70.91公里,設(shè)計(jì)速度80km/h,有6座隧道計(jì)8834.5延長(zhǎng)米,隧道占路線總長(zhǎng)度的比例為12.5%,全部隧道建設(shè)均采用新奧法施工,通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)手段較施工圖設(shè)計(jì)預(yù)算節(jié)約較多投資。

  一、 施工順序

  新奧法主要施工順序如下:

  1、洞身開(kāi)挖:山嶺區(qū)公路隧道洞身開(kāi)挖主要采用鉆爆法施工,其主要工作內(nèi)容包括:放樣、布孔、鉆孔、裝藥、爆破、通風(fēng)、清渣、清理松動(dòng)巖石等作業(yè)。

  為充分利用圍巖的自身支撐能力,應(yīng)采用光面爆破,微差爆破技術(shù)或機(jī)械開(kāi)挖方式,減小對(duì)圍巖的擾動(dòng),并盡量采用全斷面開(kāi)挖,地質(zhì)條件較差時(shí)可以采用臺(tái)階法等分部開(kāi)挖方法。一次開(kāi)挖長(zhǎng)度應(yīng)根據(jù)巖質(zhì)條件和開(kāi)挖方式確定。巖質(zhì)條件好的中硬巖,一個(gè)循環(huán)長(zhǎng)度可為2.0~3.0米,巖層節(jié)理、裂隙發(fā)育;風(fēng)化嚴(yán)重、或地下水發(fā)育地段應(yīng)盡量短些,以1.0米左右為宜。

  如圍巖破碎,自穩(wěn)時(shí)間過(guò)短,要在開(kāi)挖前,對(duì)前方圍巖進(jìn)行超前支護(hù)(超前錨桿、超前小導(dǎo)管預(yù)注漿、超前管棚等);如地下水發(fā)育,應(yīng)采用超前預(yù)注漿止水技術(shù),以策安全。

  2、初期支護(hù):主要工作內(nèi)容包括:初次噴射混凝土、打設(shè)錨桿、掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片、架立鋼或格柵拱架、復(fù)噴混凝土等作業(yè)。

  在洞身開(kāi)挖作業(yè)完成后,應(yīng)盡快噴射4-6cm厚混凝土,初次噴射混凝土的時(shí)間應(yīng)盡早進(jìn)行,在二分之一圍巖自穩(wěn)時(shí)間內(nèi)完成為宜。可在開(kāi)挖的渣堆上進(jìn)行,先初噴,后出渣,以爭(zhēng)取初噴時(shí)間。

  為使圍巖形成一定厚度的承載拱,應(yīng)按一定間距打設(shè)系統(tǒng)錨桿,與深層圍巖共同受力,掛設(shè)鋼筋網(wǎng)片,架立鋼或格柵拱架后,復(fù)噴混凝土,將錨桿、鋼筋網(wǎng)片、拱架等包裹在復(fù)噴混凝土內(nèi)。

  初期支護(hù)也稱柔性支護(hù),與圍巖緊密粘結(jié)并允許有一定程度的可縮性,允許其與圍巖有一定的協(xié)調(diào)變形,以釋放圍巖應(yīng)力重分配產(chǎn)生的過(guò)大集中應(yīng)力,并在圍巖中形成一定范圍的塑性變形區(qū),初期支護(hù)在與圍巖共同變形中受到壓縮,對(duì)圍巖產(chǎn)生越來(lái)越大的支護(hù)反力,亦使圍巖的自承能力得以充分發(fā)揮。能夠抑制圍巖產(chǎn)生過(guò)大變形,有效控制圍巖塑性區(qū)適度的發(fā)展,防止圍巖發(fā)生松動(dòng)破壞。

  在初期支護(hù)施工過(guò)程中,應(yīng)按監(jiān)控量測(cè)要求埋設(shè)應(yīng)力計(jì)、應(yīng)變片及測(cè)點(diǎn)量測(cè)裝置,以便有效進(jìn)行位移、應(yīng)力等監(jiān)控量測(cè)數(shù)據(jù)的采集,依據(jù)量測(cè)數(shù)據(jù)及現(xiàn)場(chǎng)觀察情況了解圍巖的動(dòng)態(tài),以及初期支護(hù)抵抗力與圍巖相適應(yīng)的程度,以便調(diào)整相關(guān)支護(hù)參數(shù)。

  3、二次襯砌:主要工作內(nèi)容包括:防水層、鋼筋制安、模筑二襯混凝土等作業(yè)。

  初期支護(hù)完成后,根據(jù)監(jiān)控量測(cè)結(jié)果,在初期支護(hù)和圍巖趨于穩(wěn)定后,及時(shí)進(jìn)行防水層和二次襯砌施工,起到提高整個(gè)隧道復(fù)合式支護(hù)結(jié)構(gòu)安全度的作用。

  二、 新奧法施工要點(diǎn)

  1、嚴(yán)格遵循“管超前、嚴(yán)注漿、短開(kāi)挖、強(qiáng)支護(hù)、快封閉、勤量測(cè)”的隧道施工“十八字”方針。

  2、新奧法將圍巖視為隧道承載結(jié)構(gòu)的一部分,因此,施工時(shí)應(yīng)盡可能全斷面掘進(jìn),以減少隧道周邊圍巖的擾動(dòng),并采用光面爆破、微差爆破等措施。減少對(duì)圍巖的震動(dòng),以保全其整體性。同時(shí)注意隧道表面盡可能平滑,接近設(shè)計(jì)斷面,避免局部應(yīng)力集中。

  3、施工過(guò)程中既允許圍巖有一定量的變形,發(fā)揮圍巖的固有強(qiáng)度。又要避免圍巖變形過(guò)大,導(dǎo)致圍巖強(qiáng)度的削弱,甚至引起失穩(wěn)、結(jié)構(gòu)破壞。

  4、充分重視監(jiān)控量測(cè)工作,在施工過(guò)程中通過(guò)監(jiān)控量測(cè),對(duì)圍巖和支護(hù)結(jié)構(gòu)工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)。并用監(jiān)測(cè)結(jié)果完善設(shè)計(jì),修改設(shè)計(jì)參數(shù),指導(dǎo)下步施工。

  5、有條件時(shí),初期支護(hù)優(yōu)先選擇濕法噴射混凝土,以控制回彈量和粉塵,改善作業(yè)環(huán)境,保證工程質(zhì)量。

  三、 新奧法隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)合同管理體會(huì)

  新奧法與其它傳統(tǒng)隧道施工方法的主要區(qū)別是主動(dòng)與被動(dòng)支護(hù)相結(jié)合的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),通過(guò)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)控量測(cè)的不斷循環(huán),使隧道施工和設(shè)計(jì)不斷完善、不斷優(yōu)化的過(guò)程如下:

  動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)在隧道建設(shè)中是一把雙刃劍,其具體表現(xiàn)為:對(duì)于單價(jià)合同,隧道施工成為施工單位追加投資的熱點(diǎn);對(duì)于總價(jià)合同,它又成為施工單位節(jié)約投資的熱門。因此,運(yùn)用得當(dāng),它是福祉;運(yùn)用不當(dāng),它是災(zāi)難。

  由于巖體生成條件與地質(zhì)作用的復(fù)雜性,施工條件的復(fù)雜性,以及對(duì)支護(hù)參數(shù)準(zhǔn)確性的要求,在動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)控量測(cè)的循環(huán)過(guò)程中,施工單位是實(shí)施主體,動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)(變更設(shè)計(jì))的主動(dòng)權(quán)往往掌握在施工單位手中。

  對(duì)于單價(jià)合同來(lái)說(shuō),偏于安全的保守設(shè)計(jì),施工單位一般不會(huì)提出變更設(shè)計(jì)要求,達(dá)到修改設(shè)計(jì)參數(shù),節(jié)約投資的目的;而對(duì)于變形或應(yīng)力較大的地段,施工單位則會(huì)提出變更設(shè)計(jì)要求,通過(guò)修改設(shè)計(jì)參數(shù),加強(qiáng)支護(hù),達(dá)到追加投資的目的。

  對(duì)于總價(jià)合同來(lái)說(shuō),偏安全的保守設(shè)計(jì),施工單位會(huì)根據(jù)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)和監(jiān)控量測(cè)分析結(jié)果提出變更設(shè)計(jì)要求,節(jié)約建設(shè)成本,而對(duì)于變形或應(yīng)力較大的地段,有些施工單位常常存在僥幸心里,冒險(xiǎn)蠻干,而使新奧法動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)優(yōu)勢(shì)盡失,導(dǎo)致隧道施工存在安全隱患。

  隧道動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)合同管理難點(diǎn)是擺在公路建設(shè)者面前急待解決的實(shí)際問(wèn)題,盡管現(xiàn)行各種適用于單價(jià)和總價(jià)合同范本都有關(guān)于“承包人提出的合理化建議降低了合同價(jià)格或者提高了工程經(jīng)濟(jì)效益”的獎(jiǎng)勵(lì)約定,但在實(shí)際公路建設(shè)過(guò)程中,其操作性較差。是否從合同管理的角度將隧道新奧法動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的投資節(jié)約歸結(jié)于承包人提出合理化建議范疇;投資增加歸納于設(shè)計(jì)變更范疇;并建立業(yè)主、設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、監(jiān)控等多方參建單位風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)機(jī)制,使合同各方以實(shí)現(xiàn)收益分成、風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)方式來(lái)調(diào)動(dòng)各參建單位參與動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)的積極性,使新奧法優(yōu)勢(shì)得以真正體現(xiàn)。

  盡管新奧法在山嶺區(qū)公路建設(shè)中存在不少缺點(diǎn),但其科學(xué)、安全、經(jīng)濟(jì)、快速等優(yōu)點(diǎn)卻是其得以廣泛應(yīng)用的內(nèi)因,經(jīng)過(guò)工程技術(shù)人員、科技工作者和合同管理人員的共同努力,一定可以把新奧法不斷充實(shí)、完善,使其在我國(guó)公路建設(shè)中發(fā)揮更加重要的作用。

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