天然气管道山岭隧道工程施工监理要点分析

2018-02-15王薛钢朱剡达浙江华东工程咨询有限公司浙江杭州311122

建设监理 2018年6期

王薛钢，朱剡达，江新（浙江华东工程咨询有限公司，浙江杭州 311122）

1 工程概况

金丽温输气管道工程是浙江省天然气管网的重要组成部分。工程的输气管道全长 220 km，其中隧道长度45.8 km，占比超过 1/5，居国内首位。工程设计输气规模为 45.47×108 m3/a，设计压力 6.3 MPa，气源为西二线天然气。本工程包括 1 条干线、1 条支线、5 座输气站场、9座远控线路截断阀室，隧道断面衬砌后为 3 m×3 m。工程造价投资总额达 31 亿元。

金丽温输气管道工程隧道监理部承担隧道工程金华—武义试验段、隧道施工 A 标、隧道施工 B 标、隧道施工 C标和隧道施工 D 标，共 5 个施工标段、26 条隧道的施工监理。隧道总里程达 32.9 km，所监理工程横跨金华市金东区、婺城区、武义县、永康市以及丽水市莲都区、缙云县、青田县等7个区县。

2 天然气管道山岭隧道的优势和特点

2.1 优势

在山岭地区，天然气管道山岭隧道穿越方案与顺山敷设方案相比较，具有多方面的优势：(1) 克服了高程和地形障碍，降低了管道施工的难度；(2) 使线路取直，减少了线路长度；(3) 减少了对地表植被的破坏和水土流失；(4) 减少征地；(5) 外界影响因素单一；(6) 方便日后管道的运营管理。

2.2 特点

天然气管道山岭隧道在功能上主要满足管道施工及运营检修的需要。与交通、水利和煤矿用隧道相比，天然气管道山岭隧道在断面尺寸、轴线形式和支护结构等方面，有着明显的特点：(1) 由于天然气管道尺寸一般较小，另外考虑支护施工、人行等因素，隧道断面尺寸一般为 2.5 m～3.5 m，与煤矿巷道相近；(2) 根据管道运输对流线要求较低的特点，油气用隧道轴线在纵向坡度和平面方向上的形式多样，可充分适应地形地质条件变化，与交通和水利用隧道差距明显；(3) 油气管道隧道的使用年限一般为 30 a、50 a 和 100 a，因此其支护为永久性措施，技术要求较高，与交通和水利用隧道相近。

3 施工监理要点

油气管道隧道工程建设的成败关键在于施工工期。根据上述对天然气管道山岭隧道的特点分析，由于其断面较小、大型机械无法使用以及施工队伍技术水平参差不齐等实际情况，因此，管道工程隧道施工的工期相对较长；地质条件复杂的长隧道的施工工期更长。同时，由于地质条件复杂，施工安全问题更加突出。对于油气管道隧道而言，长隧道往往都是管道建设的控制性工程。因此，在施工监理策划及实施过程中，需充分了解和认知天然气管道山岭隧道的特点，并结合金丽温输气管道工程隧道工程的实际情况，识别出施工监理要点并严加管控。

3.1 小断面长距离隧道工期考虑

影响小断面长距离隧道工期的主要因素为工作面的设置，即：单头掘进还是双头掘进，或者多头掘进。在选择之前，必须综合考虑工期、征地费用、施工成本、设备降效及施工期安全等因素。

多开一个工作面，进度必然加快。理论上是单头掘进时间的一半，而事实上考虑到单头掘进距离过长后设备的降效，其单头掘进的工期必然不止双头的 2 倍。同时，新开一个工作面，必然会增加一个工作面的征地费用，包括永久性征地，以及施工单位施工场地和临时便道的临时征地费用，此时需要根据合同中有关征地费用的约定进行综合考虑。新开工作面后需新增加1套人员及设备，包括临建设施等，投入的成本必然会加大。关于设备的降效，主要是通风、供电及出渣车的降效。对小断面隧道而言，常用小功率压入式风机一般的有效距离也就 500 m～600 m。若距离过长，效果较差且通风时间将明显加长，明显影响循环进尺时间和洞内空气质量；若改用大功率风机，其风筒直径必然需要增加，对于小断面隧道而言将影响隧道通行空间；而延长通风时间的方法，极大地增加了工序时间，也增加了通风成本。洞内距离过长后供电(主要指自发电)、供水需要增压，否则将影响设备的正常使用。出渣车的降效，对单头掘进的长隧道的影响尤为明显，因此对于单头掘进的，监理必须跟踪出渣工序时间，当时间明显增加后必须督促搭设错车道，供车辆掉头。对于小断面隧道而言，出渣车辆和扒渣设备的选择需要提前做好策划，使之配套，应用于断面较小的隧道时应由厂家进行一定的改装，以更好地适应小断面使用。

3.2 安全管控

除正常的爆破开挖安全、勤于敲帮问顶和用电等安全外，重点控制进洞安全、水下隧道渗水(涌水)预测和处理及斜洞出渣安全。

进洞安全。对于洞口岩石条件较差、覆盖层较薄甚至是土质边坡条件进洞的，优先考虑放坡支护后进洞，然后设超前大管棚后进洞，最后建议设小导管或超前锚杆，洞口用钢拱架做 2 m～3 m 的明拱段，是非常有必要的。监理需要根据情况，及时向业主提出监理的合理化建议。

水下隧道。超前探孔(76 mm 以上，有条件取芯最好，结合爆破掏槽孔做中空孔)、红外、地质雷达等地质预报和探水手段必须做，这是监理底线。同时，灌浆设备、排水系统和应急逃生设施必须时刻准备着。

斜洞安全。斜洞与平洞相比，最大的安全风险在于斜洞的出渣风险。当斜洞坡度达到一定程度时，轮式出渣将成为了不现实的选择，必须改为轨道出渣。大坡度的轮式出渣和轨道出渣的风险均较大，需要区别于其他隧道进行重点的监控，如：车辆的刹车系统、路面的防水防滑、洞壁洞口处的防撞和应急设施及轨道出渣的卷扬系统等。

需要特别强调的是：小断面长距离隧道单头掘进的安全隐患较大，逃生距离过远，救援通道单一且长，洞内空气较差，风险集中；这是施工组织策划时，必须要重点考虑的内容。

3.3 质量管控

严格审查和设计。顶拱和边墙必须全部采用光面爆破，特别是边墙。一般来说，如果作业队伍偷懒、施工单位项目部疏于管理的话，周边孔钻孔质量差、装药结构不合理，光爆效果时好时坏。对此，监理需要进行重点管控。平时采取各工作面及各承包单位相互参观和交流的方式；建议施工单位项目部和业主采取月度评比、季度评比等方法，加强爆破控制管理。

混凝土衬砌质量重点。由于隧道施工位置偏远，一般难以采用商品混凝土，因此控制自拌混凝土质量是重中之重；严格控制原材料质量，严格按照配合比配料和控制搅拌时间是现场监理的重点；要求施工单位集中几个工作面设一个搅拌站便于管理和质量控制，采用强制式混凝土搅拌机是最低配置。混凝土浇筑定制钢模、选择好的脱模剂、选择合理功率的附着式振捣器及振捣时间是重点。

支护质量。应严格控制洞内锚杆角度(垂直岩面应保证锚固圈的厚度)、管棚和小导管的灌浆质量(压力控制应保证灌浆效果，区别锚杆注浆)及钢拱架的锁角。

3.4 火工品的管理

由于隧道布置的地理条件限制，大部分工作面均需要布置火工品临时存放点，甚至于小型火工品库。其点多且分散，安全管理难度大。需要加强巡视和日常安全教育宣贯，并密切注意跟踪地方上的相关要求，经常进行检查。

3.5 支护的步距要求

目前国内隧道设计理念大多采用新奥法，因此隧道的监控量测和及时的初期支护非常重要。施工方案中必须明确监控量测的方法、频次和要求，或编写专项方法。在施工过程中应加强跟踪落实，及时对数据进行分析并反馈施工。一般而言对v类围岩，必须开挖一段初期支护一段；对II 类和 III 类围岩，可以适当放宽到 15 m 左右，最多不能超过 20 m 必须立即支护。对于混凝土衬砌则必须根据监控量测的反馈数据，待围岩收敛后才能安排衬砌(特殊部位、有特殊要求的除外)；切不可盲目地追求衬砌的步距达标，以免后期运行维护时出现裂缝。

3.6 安全文明施工标准化

由于隧道施工较为单一(主要是洞口布置和洞内风、水、电管线的布置)，且相对而言处于封闭施工状态，因此应做好安全文明施工标准化的推广工作。这项工作必须取得业主的支持和施工单位项目部的理解，开工前即做好相关规划。对相关费用的落实，业主和施工单位必须达成一致。

4 监理组织机构模式

由于隧道布置分散的特点，工作面点多面广战线长，其监理组织机构模式的选择尤为重要。首先要保证监理组织机构模式能适应工程特点，确保所有隧道工程都在监理管控之下，更好地发挥监理的作用。由于施工工作面点多面广，各工作面之间如何做到有效和统一的管理，避免各自为政，也是一大难点。根据工程实际经验，即使每个工作面均安排 1～2 名监理人员，其监理的管控效果也不是很理想，也难以做到有效和统一的管理；久而久之，监理必然会成为了“摆设”。因此对于天然气管理隧道工程而言，不单监理管理的要点与其他工程不同，监理组织机构模式也应该具有鲜明的特点。

金丽温输气管道工程监理部在高峰期有 4 个所属的施工标段和超过 20 条的隧道。监理组织机构模式采取监理部下设若干驻地监理小组，形成小型监理组织群的模式。即高峰期在每个标段设 1 个监理小组，配 2～3 个驻地监理工程师，负责现场日常的验收、旁站、见证和巡检等监理工作；在监理部配总监和总监代表各 1 名、安全和土建专职监理工程师若干，另配文书和司机，作为总管机构负责全面管控和监督管理各监理小组，重点进行项目预控、结算、日常信息管理、各种定期专项检查和不定期的抽查。此种监理机构模式，要求驻地监理工程师必须身兼多职，进行现场安全、质量、进度等综合管理；要求监理部总管机构成员必须经常巡视工地各工作面，全面了解工地各方面的情况，并加强对各监理小组的专业业务培训和指导，成为统一和有效管理的核心。