依托黑山南北高速公路项目浅谈欧标体系下隧道施工技术特点

中交二公局第六工程有限公司 / 周洋 梁庆 李良策

根据黑山政府规划，黑山南北高速公路项目先行段（Smokovac-Matesevo）将优先建设，该高速公路项目为黑山境内首条高速公路项目，业主为黑山交通海事部，监理单位为法国-意大利联合体（Ingerop -Geodata）公司，监理工程师来自欧洲多个不同国家，在施工阶段严格按照欧标对项目的实施进行管控。

本项目为我局进入中东欧基建市场的第一个项目，且全线最长隧道位于我们分部，前期在与业主和监理工程师团队沟通隧道施工方案时，国内隧道施工技术经验在欧洲本土出现“水土不服”的症状，主要有以下特点：

（1）隧道施工机械化程度高；

（2）隧道施工采用专业工程师负责制；

（3）质量管理体系健全，且严格执行。

本文将结合项目隧道施工成功实施的经验，从隧道管棚与套拱施工、SN锚杆施工、专业工程师的引进、隧道二衬施工先决条件等方面，对欧标体系下隧道施工技术进行总结，并与国内公路隧道施工技术进行简单的对比分析，为我局海外公路隧道施工技术增砖添瓦。

1.隧道施工机械化程度高

1.1 以喷射混凝土代替模筑混凝土，提高隧道管棚与套拱施工效率

在隧道正式进洞施工前，通常先进行套拱和管棚的施做，以给隧道的暗洞开挖提供足够的安全保证，国内普遍的做法是先做套拱，再安装管棚，套拱采用模筑混凝土，管棚钻孔采用普通钻孔台车，而本项目采用逆向思维，先安装管棚，再施做套拱，套拱采用喷射混凝土，管棚采用自钻钢管，使用Boomer锚杆台车钻孔，对比情况见表1。

表1 套拱和管棚施工传统工艺和改进工艺对比表

1.2 以流塑性水泥浆代替普通水泥浆液，改善隧道锚杆施工质量

图1 SN锚杆钻孔（Boomer锚杆台车）

图2 SN锚杆注浆及安装

新奥法建议的支护结构所采用的基本形式是“喷射混凝土+金属网+锚杆+钢拱肋”的支护形式，通常被称为喷锚支护结构。在这种形式的支护结构中，锚杆的施工质量对初期支护质量成败起着决定性作用。如图1，本项目隧道初支采用采用SN锚杆，根据围岩情况，其长度为3～4.5m不等，沿隧道环向梅花形布置，但如何实现隧道洞顶锚杆的钻孔、注浆及试验检测，是项目前期准备工作中遇到的困难之一，如图2。

表2 SN锚杆施工各工序汇总表

经项目科研攻关，摸索出一套关于SN锚杆的施工及检测方法，见表2。

如图3，验证拉拔试验是在隧道工程施工之前就要进行，在拉拔的过程中要达到锚杆的极限抗拉力，用于判定某种类型的锚杆在某种围岩类型中到底能够承受多大的拉拔力，锚杆类型和地质情况的选择要根据设计图纸的要求而定。

控制拉拔试验主要用于检测施工过程中安装的锚杆质量是否合格，控制拉拔力为设计拉拔力的80%，本项目控制拉拔试验检测的拉拔力为160kN。

2.隧道施工采用专业工程师负责制

2.1 引进专业地质工程师，辅助隧道支护动态设计

在隧道爆破、出渣后，专业地质工程师要对隧道掌子面进行地质素描，主要记录围岩地质状况及其分布、性质和掌子面自稳性，围岩裂隙间距及方向等围岩状态；涌水地点、涌水量及其状态等情况，并绘制地质素描报告。通过地质素描对掌子面围岩进行定级，并与设计围岩等级进行比较，进而参照主设计要求确定现场支护情况，必要时要提出对主设计支护方式的变更建议，同时对围岩的发展做出预判，这是动态设计一个不可缺少的辅助环节，且为隧道初支动态设计提供最详实的工程地质信息。

专业地质工程师必须具有巴尔干地区认可的执业资格证，且需要在黑山工程师协会进行注册后，方可成为地质责任工程师，主要负责本项目隧道地质素描工作，具有在地质素描报告上的签字权。

2.2 引进专业爆破工程师，确保隧道爆破安全可靠

爆破施工是开挖过程中的一个重要环节，且是一项非常专业的工作，项目为确保爆破工作安全可靠及爆破质量，同时结合黑山法律要求，工程爆破工作由专业的爆破工程师负责，爆破器材（火工用品）管理由黑山籍人员担任，爆破工程师负责爆破设计，每次爆破前会根据围岩、断面、周边环境等作出爆破设计，爆破设计中包含炮孔平面布置图、孔深、装药量、起爆等内容，在整个爆破过程中全程参与指挥各个环节。项目结合实际情况，多举措并施，确保了隧道爆破安全可靠，如图 4。

招聘黑山籍爆破工程师；自建炸药库，获政府审批；当地供应商供应爆破火工用品；与当地安保公司合作，解决炸药库安保问题；自购炸药运输车（黑山司机），负责在现场运输炸药工作；由专业公司对从事爆破相关工作的所有人员进行专业培训，培训合格后方可上岗。

图4 隧道掌子面地质素描

3.质量管理体系健全，且严格执行

3.1 程序化管理，依规作业

重视过程的程序化管理，在工程开始前制定好相关工作程序，管理过程中各方严格遵守，无论多么显而易见的事情，如果没有按照程序来做，就不会等到允许。隧道施工在每道新工序开始前，要就现场准备情况和施工方案同监理工程师进行多轮沟通、细化，待完全确认现场准备充分及施工方案批复后，方可开始新工序施工。

3.2 严控二衬施工先决条件，不设置安全步距要求

《隧道施工安全九条规定》第三条“必须强化施工工序和现场管理，确保支(防)护到位，严禁支护滞后和安全步距超标”，关于安全步距的要求，二次衬砌距掌子面的距离：IV级围岩不得大于90m，V级、VI级围岩不得大于70m。本项目在进行隧道施工时，按照当地规范要求，不设置安全步距的相关要求，而是根据“新奥法”隧道施工理念，坚持围岩与支护结构共同作用的机理，设置隧道收敛变形速率的规定，即“隧道在径向和环向的变形速率小于4mm/月，方可进行二衬施工”。这种理念与国内隧道施工安全步距的要求截然相反，但充分发挥了隧道围岩和初期支护共同承载能力。

4.与国内高速公路隧道施工的对比分析

根据上述本项目隧道施工的相关特点，结合国内高速公路隧道施工的相关经验，现做以下分析总结：

4.1 践行“机械化减人”理念，提高隧道施工安全性

项目无论是进行隧道初支开挖，还是在后期进行的排水边沟施工，均采用成套的机械化施工，践行“机械化减人”理念，降低作业人员密集程度，改善施工环境，提高隧道施工安全性。

4.2 专业工程师属地化，提升隧道施工质量及安全性

项目要满足当地法律要求和欧标体系下的质量管控要求，需要当地专业工程师的协作，即要实现专业工程师属地化，这在满足相关要求和补足项目隧道施工技术短板的同时，也极大地提升了隧道施工质量及安全性。

5.结束语

欧标体系下隧道施工工艺上倾向于机械化施工，本地区机械化施工体系完善，与特种设备配套组合使用，节约了大量人力，提高了隧道施工的安全性；项目聘用当地专业工程师，实现专业工程师/公司属地化，在补足项目隧道施工技术短板的同时，也极大地提升了工程质量；项目管理比较重视程序，这也就导致了对于新工艺、新理念的接受较慢，对突发事件的处理程序繁琐，很难快速的对解决方案达成一致，这与国内基建领域“四新技术”的层出不穷形成很大反差。

总体来讲，欧洲的隧道施工是有着完整的项目管控体系及工艺流程，在这个体系下能够有效控制施工质量，很多是值得我们借鉴和学习的。