武广铁路客运专线隧道工程施工管理新理念

2010-03-21汪纲领

铁道标准设计 2010年1期

汪纲领

(中铁隧道集团有限公司,河南洛阳 471009)

1 概述

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。

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。

2 客运专线隧道施工管理新理念

2.1 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,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,在预防工作上下功夫,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。

2.2 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,采用“留下石门,锁住出口,控制处理”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。

2.3 理念更新之三:隧道防水树立“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,关键是需要理念更新。

隧道防水,“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,并在武广铁路客运专线 SDⅡ标大瑶山 1号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)初期支护喷射混凝土防渗;(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)二次衬砌背后回填注浆堵水。

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。

在武广铁路客运专线 SDⅡ标大瑶山 1号隧道,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,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,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,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,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。

2.4 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,很难完全准确地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,及时做出风险判定,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。

2.5 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。如武广铁路客运专线大瑶山1号隧道,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,这时候急忙施作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 10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。