长大市政隧道增设斜井化解工期风险研究

谢学彬、白瑞阁、张超、邱子义

（中建三局城市投资运营有限公司，湖北武汉 430023）

0 引言

当今，市政隧道发挥着越来越重要的作用。近10年来，中国市政公路隧道的增长十分明显[1-2]。由于地下工程的隐蔽性、复杂性，市政隧道的工期风险与不确定性因素紧密相连，市政隧道建设涉及大量征拆迁改，并可能因规划调整产生变更，存在工作面移交滞后风险，进而导致市政隧道工期履约风险极高。在市政隧道建设早期，应当研究场地移交现状，评估工期风险。当场地移交现状不满足工期目标时，可结合工程实际增设斜井，补充工作面。在PPP 项目投资管理者视角下，以化解工期风险为目的增设斜井，应充分论证斜井的必要性。从综合效益出发，开展斜井设计管理，并采取保障措施，确保斜井功能生效。

1 工程概况

某项目为城市快速路PPP 项目，总投资约64.7 亿元，双向6 车道，包含隧道工程、道路工程、桥梁工程、迁改工程等建设内容。主线长约7.6km，其中道路长度约0.3km，桥梁长约0.4km，隧道长约6.9km（占比91%），隧道工程包含穿城隧道及穿山隧道。在穿山隧道中，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩占比分别为36%、37%、27%。隧道开挖工法包括台阶法、CD 法、双侧壁导坑法等，项目建设期为30 个月。隧道断面尺寸如图1 所示，隧道地质条件如图2 所示。

图1 隧道断面尺寸（单位：m）

图2 隧道地质条件

1.1 项目工期影响因素

该项目为大型市政工程，早期工期风险主要为工作面移交滞后。根据设计，穿山隧道的施工涉及3 处进洞口，包括进口、出口和中间段匝道。其中，只有隧道进口在项目范围内，另外2 处由外包单位施工完毕后移交项目进洞施工。由于征拆迁改工作难度大、出现重大设计变更以及外包施工存在不可控因素等，导致工作面移交进度滞后，项目工期风险极高。

1.2 设计变更

因规划调整，项目穿城段隧道发生重大设计变更，由浅埋暗挖隧道变更为明挖平铺隧道。隧道标高发生变化，且穿山隧道西进口由竖井进洞变为斜挖拉槽进洞，穿山隧道主线暂停施工。

作为地下连续线性工程，市政隧道的设计变更往往牵一发而动全身，极易加剧工期压力，并产生巨大的工作量和资源浪费，甚至造成大范围停工。设计变更带来的影响包括：隧道平纵线形变化，需要重新勘察设计；施工资源、征拆迁改工作需要重新部署；引发直接成本与间接成本的变化，进而导致项目总投资额发生变动；产生大量合规性手续办理及索赔问题；作为社会影响力较大的市政工程，设计变更可能引发复杂的舆情。

1.3 工作面移交滞后

该项目场地移交涉及的征拆迁改工作量巨大：第一，房屋征拆共计101 栋，建筑总面积约17.62 万m2；第二，土地征收总面积约29.53 万m2；第三，管线迁改涉及通信、燃气、国防光缆等7 类。

在征拆迁改工作推进过程中，深层次矛盾不断显现，导致穿山隧道进口场地移交严重滞后，且由于包外导致隧道出口及中间段匝道断面移交同样滞后，3处进洞口工作面难以打开。

市政隧道工作面往往“易减难增”。“易减”是指城市征拆迁改工作矛盾复杂，工作面往往难以按期交付，甚至可能被取消；“难增”是指增设工作面既面临征拆迁改难题，又因需追加高额投资而阻力重重。

2 以斜井化解工期风险推进要点

一是调整设计出图的顺序，优先出具穿山隧道进洞口的施工图纸，降低设计变更影响；二是增设斜井，补充工作面，降低工作面移交滞后影响。

增设斜井是化解项目穿山隧道工期风险最直接、有效的措施。但增设斜井涉及高额投资，PPP 模式下应充分论证增设斜井的必要性和可行性，以确保满足工期要求并凝聚各方共识。

2.1 论证斜井的必要性

在PPP 项目模式下，通过论证斜井必要性来凝聚各方共识，应当确保客观性与直观性。项目主要采取对比工作面理论最晚移交时间与实际最早移交时间的方式，论证斜井的必要性。

工作面理论最晚移交时间可以通过倒排工期得出[3]。当隧道涉及多个工作面时，可以采用“以定量求变量”的方式：穿山隧道进口在项目承包范围内，移交时间可控，将其视为定量；匝道与出口工作面不在承包范围内，将其视为变量。通过倒排工期，可以得出其最晚移交时间。工作面实际最早移交时间通常不是精确值，需要通过走访、调查、推演等方式得出。项目通过摸排，确定匝道工作面移交基本满足要求，而出口实际最早移交时间严重滞后于理论最晚移交时间——滞后9.5 个月（见图3），因此有必要增设斜井来满足工期需求。

图3 工作面移交现状下的工期推演

2.2 斜井设计管理思路

对于以化解工期风险为首要目的而增设的斜井，在满足建设进度要求的基础上，同样需要进行综合效益评价。综合效益评价可以从经济效益、社会效益以及环境影响三方面展开[4]。一是增设斜井还应当充分结合地质条件、进洞条件、平面位置等，考虑斜井的技术可行性；二是结合斜井征拆工作量、工程造价等方面，考虑项目盈利、清偿和财务能力；三是同步考虑斜井代替设计原有通风井、逃生通道等，避免斜井回填，以降低造价。

项目结合围岩及工法开展工期筹划，识别了2 个关键段落，即双侧壁导坑段与匝道加宽段。双侧壁导坑段位于穿山隧道出口端，工效仅为20m/月，双侧壁段长约312.4m，工期15.6 个月。双侧壁导坑段工效缓慢，严重限制了施工进展。匝道加宽段位于隧道中部，加宽段隧道结构在335m 长度内变换11 次。非标准断面短且多，该处二衬台车需频繁拆装改造，耗时严重，进一步降低了施工工效。因此，提前对2 个关键段落开展施工、缩短工期，是化解工期风险的关键任务。

项目通过精确工期计算与合理选址，确定斜井于2 个关键段落中间进洞，并提出专业且完善的斜井方案。斜井绕过工效缓慢的双侧壁导坑段，向小里程掘进，摆脱双侧壁导坑段的限制，提前释放产能，向大里程掘进，在山海路南断面交付后，对双侧壁导坑段形成对打，缩短工期。关键段落示意如图4 所示。

图4 关键段落示意图（单位：m）

2.3 斜井保障措施

在执行层面，发挥斜井控制工期的功能，需结合项目特点，从时间、技术角度建立目标控制点，作为进度目标经济性控制的重点，同时应当强化过程管理，确保斜井工程顺利开展[5]。

2.3.1 断面移交时间

设置清晰的断面移交节点目标，是PPP 模式下联合各方化解工期风险的基础。以增设斜井的方式化解工期风险，应当设定斜井功能生效的前置条件，项目考虑增设斜井后的施工条件倒排工期，确定各断面最晚移交时间，联合各方达成共识，促进穿山隧道整体断面尽早交付。增设斜井后工期筹划如图5 所示。

图5 增设斜井后工期筹划

2.3.2 技术成果移交时间

地质条件是影响隧道建设进度的关键因素，“不可预见的地质条件”是项目工期延误的重要原因，准确的地勘报告对隧道工期管理极为重要[6]。增设斜井应当重视补勘工作，明确补勘需求、补勘成果、设计成果、图审成果等出具的时间节点，同步落实合同、协议签订，以及施工资源准备，保障施工图纸按期出具，并开展斜井实体化建设。

2.3.3 过程管理

由于城市地上建筑、设施、管线等障碍物较多，市政隧道地质勘察工作相对困难，容易存在应勘未勘的现象。为确保安全、高效地开展斜井工程，在设计、技术管理方面，需要预留工期管理接口，建立灵敏高效的设计变更管理体系，开展超前地质预报，及时识别掌子面前方地质情况，对地质情况提前开展对策研究，必要时可以及时调整围岩等级、优化工艺、减少工序来提高工效，保障工作面连续使用。

3 结论

由于征拆规划等诸多原因，市政隧道工作面往往“易减难增”。在PPP 模式下，通过增设斜井化解工期风险，设计管理者应在充分进行技术经济可行性分析的基础上兼顾外部协调与保障措施，发挥投资效能。

其一，在PPP 模式下，以设计变更方式控制工期，应当进行充分的必要性论证，凝聚各方共识。必要性论证应当将工程障碍统一到时间尺度上，通过倒排工期、走访、调查、推演等方式，客观、直观地论证设计变更的必要性。

其二，增设斜井是应对长大市政隧道工作面移交缓慢、缺少引发的工期风险最直接有效的措施，斜井的选址、设计应当统筹斜井场地征拆迁改难易度与隧道工期目标，并结合项目实施条件与成本考虑其综合效益，可以通过拓展斜井使用功能，如将斜井用于运营通风、逃生通道、设备机房等，以提高投资效益。

其三，以设计管理化解工期风险，应保持适度的前瞻性和可执行性。通过工期筹划，提前预测工期障碍，并设定清晰明确的时间节点。在过程中，建立高效灵敏的设计变更管理体系，力求从设计端化解工期风险，对现场地质情况及时研判决策。通过设计优化，确保安全、高效地开展斜井工程。