港珠澳大桥拱北隧道冻结法施工成本管理措施

贺铁刚

摘要：对于现代化隧道工程来说，冻结法是推动其得以顺利开展的关键技术。但是，由于冻结法在我国长期缺乏良好的成本管理措施，导致相应的效果不理想，尚未形成完善的管理模式，给隧道施工造成了一定的阻碍。对此，文章以港珠澳大桥拱北隧道为背景，围绕冻结法成本管理展开探讨，在总结具体问题的基础上提出了针对性的解决措施，以便更好地为成本管控提供指导，给隧道施工创设优良条件。

关键词：隧道工程;冻结法;国有企业;成本管理

冻结法的突出特点在于机械化水平高，但却没有对竞争者的准入资格提出相匹配的要求，因此在激烈竞争的大环境下，民营企业的灵活性往往更能有效地发挥出成本体制的优势。对此，国有企业要实现持续发展，就必须突破技术壁垒，全面做好成本管控工作，尽可能地降低成本，以进一步提升企业的效益性。

一、工程概况

拱北隧道暗挖段施工环境复杂，下穿拱北口岸限定区域，纵观国内工程状况，为首座曲线管幕法施工隧道，基于工程实际情况，确保曲线管幕施工质量至关重要。

根据暗挖段施工环境，采取的是“管幕+冻结法”相综合的方式，单根管慕平均长度257.927m，分别设置在缓和曲线与圆曲线上（对应曲率半径介于885.852m～906.298m），各管幕直径均为1620m，本次施工中总量为37根。由多个4m长节段构成，采取的是F型承插口连接方式，不同壁厚的管幕数量不尽相同，24mm的19根，20mm的18根。

设置试验管，其布设标高介于-1.02m～

-3.9m，埋深7m～8m。

二、冻结管的布置设计

冻结模式遵循的是“纵向分区、横向分块”的基本原则，并在此基础上合理控制冻土帷幕体积。具体设置方式为：奇数顶管处采取的是横向5台阶、纵向3大区的方式;偶数管内异形管处理时，需充分考虑到台阶开挖与纵向距离，在此基础上选择合适时机启闭盐水循环，尽可能降低冻结施工所需成本。

顶管施工采取两种方案相综合的形式，即充填或不充填处理，具体为相间布置的方式;通过对设计图的分析，奇数顶管处采取充填措施，并于两腰部分别设置冻结管，为提升冻结效果，较为可行的是无缝钢管材料;在规格方面，冻结管长255m，本工程共使用到36根。

设置纤维管，在其作用下有效控制冻结帷幕范围，具体设置区域以靠近顶管外边缘处为宜，各管长均为255m，此环节使用总量为18根。

基于上述方案，部分顶管内并未采取充填混凝土措施，以设计方案为准，合理设置异形冻结管（通过焊接的方式与顶管内壁有效连接，以便形成具有良好密封性的腔体结构），以实际开挖作业时间为准，在前30天异型管便要冻结，通过此方式缓解空气对流现象，降低对冻土的不良影响。冻结管长度均为255m，此处共使用到36根。

三、冻结运行方式设计

（一）冻结运行方式

控制冻土帷幕体积，在此基础上尽可能降低成本，确定合理的冻结运行方式，具体做如下分析。

综合考虑开挖工序与设计方案中对于顶管尺寸的要求，向填有混凝土的顶管内设置冻结管，在此基础上再向冻结管内安装工供液管，当设置好两根凍结管后，将会形成3个冻结回路，且彼此处于相对独立的状态，具体示意图如图1、2所示。

余下未填混凝土的顶管，需设置适量干管及16个彼此相互独立的回路，通过电控三通阀的作用可以得到具有相互独立的冻结区域，总量为16个。

（二）冻结控制施工顺序

为了有效控制冻土体积，通常会考虑使用暗挖方案，即在横断面上有效处理冻土帷幕，使其形成5个单独区域。做好开挖之前的准备工作，启动圆形冻结管内的1～3区回路，经过60天的冻结处理，并在此基础上再开启异形管，让其能够有效冻结30天。

处理完上述步骤后，技术人员要检测冻结帷幕厚度，并在保证符合设计标准的前提瞎进入到开挖环节，一般采取的是5台阶10步的方式：要求各台阶都设置工字钢支撑结构，并随即施作衬砌，控制好二次衬砌的位置，该结构与初期支护面间距为5m;当结束二次衬砌施工作业后，便要设置中板并施作三次衬砌;经开挖使得东西作业距离均达到84m，且1、3区二衬施工符合质量要求后，便要暂停1、3区的冻结。

在整个冻结过程中，需密切分析冻土帷幕厚度，若达到了设计限制，需随即启用限位管，在其作用下可达到控制冻土帷幕持续发展的效果。

四、影响成本的主要因素

相较于常规工程项目而言，冻结法施工中涉及到的要素较多，如水文、施工现场管线等均会对施工质量造成影响，这相应地提升了成本控制的难度。

（一）成本构成复杂

从工作内容的角度来看，冻结法主要体现在造孔、冻结系统设置、开挖、支护等多个环节中。但若从专业角度分析，则体现在机电、土方、钢筋模板等多个层面。总体而言，该工程涉及到的专业较多，管理难度也随之提升，这并不利于成本控制。

（二）劳务队伍多

采用冻结法施工时，工作量会相对较大，因此易出现劳务分包多的情况。此时，若分包数量较多，加之市场环境持续变动的特点，部分已中标的项目极容易受到市场因素的影响，如分包价格上涨等，随之降低项目总体利润。

（三）组织协调影响的成本

冻结法工程量较大，需通过分包的方式交由专业队伍完成各环节施工。而在施工队伍数量提升的背景下，难免会引发各类问题，这很大程度地提升了业主、总包、监理等工程参与者的管理难度，导致彼此间的协调工作存在不确定因素、施工人员积极性下降、设备处于闲置状态等，增加了不必要的工程成本。

（四）公司成本管理体系影响的成本

虽然很多公司都创建了成本管理体系，但因实际落实情况才是决定性因素的缘故，往往会造成成本控制效果不理想的显现。这是因为，即使公司已经建立了完善的成本管理体系，若内部员工无法积极将其落实到位，也会导致成本控制作用降低情况的出现。