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隧道工程的施工管理論文
摘 要：針對(duì)隧道工程地質(zhì)條件復(fù)雜、施工管理困難的特點(diǎn)，分析了隧道施工中地質(zhì)條件、技術(shù)方案、周邊環(huán)境等方面的施工風(fēng)險(xiǎn)，并針對(duì)上述幾個(gè)方面的風(fēng)險(xiǎn)，提出在施工管理等方面規(guī)避施工風(fēng)險(xiǎn)的措施。
關(guān)鍵詞：隧道工程；施工風(fēng)險(xiǎn)；施工管理
1 概述
隨著經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，國(guó)與國(guó)、地區(qū)與地區(qū)、城市與城市連接更加緊密，除了高科技網(wǎng)絡(luò)化連接外，直接連接方式還是四通八達(dá)的交通線。近年來(lái)，高速公路運(yùn)輸和鐵路運(yùn)輸?shù)玫娇涨鞍l(fā)展，縮短距離穿越地貌，修建了各種隧道工程。隧道工程與其他工程相比具有其隱蔽性、施工復(fù)雜性、地層條件和周圍環(huán)境的不確定性的突出特點(diǎn)，從而加大了施工技術(shù)的難度和施工風(fēng)險(xiǎn)性，同時(shí)也對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的施工管理提出了更高的要求。
2 隧道工程施工中的主要風(fēng)險(xiǎn)
2.1工程地質(zhì)、水文地質(zhì)條件復(fù)雜性
隧道地質(zhì)工作貫穿于整個(gè)隧道的建設(shè)過(guò)程。施工前的地質(zhì)工作，通過(guò)地面測(cè)繪、物探、少量的槽探和鉆孔查清工程區(qū)的地質(zhì)背景、地質(zhì)構(gòu)造和主要的水文地質(zhì)條件。長(zhǎng)隧道往往是工程的控制點(diǎn)，應(yīng)盡量避開(kāi)大斷層，大滑坡、大溶洞、松軟地層等不良工程地質(zhì)體。但施工前的地質(zhì)工作僅出于搜集資料的技術(shù)手段限制，加上地質(zhì)體的復(fù)雜性，所取得的資料不能完全滿足施工要求。由地表工作為主推斷制約隧道地質(zhì)條件與隧道施工中實(shí)際遇到的地質(zhì)條件相差很遠(yuǎn)，漏掉的一些不良地質(zhì)體給施工帶來(lái)許多想不到的困難。
施工前工程地質(zhì)工作的重點(diǎn)是查清大的地質(zhì)構(gòu)造和工程區(qū)的工程地質(zhì)條件，但是花巨額投資挖眾多的探洞，鉆數(shù)千米鉆孔，全面弄清細(xì)微的地質(zhì)條件是得不償失的，也是不可能的。在隧道施工中，不但要了解宏觀的地質(zhì)構(gòu)造，還要了解巖體的結(jié)構(gòu)，不但要了解全隧道的地質(zhì)條件，還要知道其出現(xiàn)的位置及穩(wěn)定程度，以便確定每一段的圍巖類別和開(kāi)挖斷面、支護(hù)設(shè)計(jì)參數(shù)、開(kāi)挖方法、爆破進(jìn)尺和裝藥量。
工程所在區(qū)域的水文地質(zhì)條件是經(jīng)過(guò)漫長(zhǎng)的地質(zhì)年代形成的，經(jīng)歷了各種各樣的自然和人為因素作用，其介質(zhì)特性表現(xiàn)出很大的隨機(jī)變異性。同時(shí)，地層中還存在大量水的活動(dòng)與作用，如地表徑流、地下潛水和承壓水等。由于地質(zhì)勘察、現(xiàn)場(chǎng)和室內(nèi)試驗(yàn)等設(shè)備條件的限制，人們只能通過(guò)個(gè)別測(cè)試點(diǎn)的現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)和若干試樣的室內(nèi)試驗(yàn)對(duì)巖土性和水文參數(shù)作近似的量測(cè)估計(jì)。大量的試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，巖土體的水文地質(zhì)參數(shù)是十分離散、不確定的，具有很高的空間變異性，這些復(fù)雜因素的存在給隧道及地下工程的建設(shè)帶來(lái)了巨大的本質(zhì)上的風(fēng)險(xiǎn)，如地震、滑坡、洪水、雷擊、嚴(yán)寒、高溫、雨季等，以及開(kāi)挖造成的圍巖擾動(dòng)，巖體內(nèi)有毒氣體釋放，影響地下水流，引起噪音、廢氣、廢渣污染等。
2.2施工方案的復(fù)雜性
隧道工程建設(shè)中，施工隊(duì)伍、機(jī)械設(shè)備、施工操作技術(shù)水平等對(duì)工程的施工風(fēng)險(xiǎn)都有直接的影響。由于工程施工技術(shù)方案與工藝流程復(fù)雜，且不同的工法又有不同的適用條件，貿(mào)然采取某種方案、技術(shù)和設(shè)備勢(shì)必會(huì)產(chǎn)生風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，整個(gè)工程的建設(shè)周期長(zhǎng)、施工環(huán)境條件差，這些對(duì)施工單位人員都很容易產(chǎn)生不良影響，容易導(dǎo)致出現(xiàn)各種意外風(fēng)險(xiǎn)事故。施工過(guò)程中，地質(zhì)資料的不確定性、工作面塌方、密封漏損、巖爆、瓦斯爆炸、有毒氣體釋放、巖溶、突涌水、洞外危崖落石、危石、洞口滑坡、施工用電事故、通訊不暢以及安全措施不力等隱患也很大。
2.3隧道工程的周邊環(huán)境的復(fù)雜性
所建工程周圍的地面構(gòu)筑物和周圍環(huán)境設(shè)施一般都很復(fù)雜，尤其是城市繁華地帶，臨近的建筑物的結(jié)構(gòu)類型、基礎(chǔ)類型，周邊道路及管線的類別等。在隧道工程的建設(shè)過(guò)程中，無(wú)論采用何種工法或工藝都很難避免的對(duì)以上這些構(gòu)筑物造成直接的影響或一定程度的破壞。
3 加強(qiáng)施工管理幾個(gè)方面
雖然影響隧道施工風(fēng)險(xiǎn)的因素很多，但客觀的因素是隧道所處的地質(zhì)條件和自然環(huán)境，而主觀的因素就是人們對(duì)地質(zhì)的認(rèn)識(shí)能力和改造環(huán)境的能力，根據(jù)施工的具體條件實(shí)施動(dòng)態(tài)的管理是進(jìn)行工程風(fēng)險(xiǎn)規(guī)避的重要手段。對(duì)隧道工程的施工風(fēng)險(xiǎn)管理應(yīng)該從以下幾個(gè)方面著手。
3.1加強(qiáng)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)
目前在隧道施工期間采用的超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方法從專業(yè)技術(shù)方面可分為常規(guī)地質(zhì)法和物探法兩大類，具體有以下幾種：
�。�1）超前導(dǎo)坑；
�。�2）正洞地質(zhì)素描；
�。�3）水平超前探孔；
�。�4）聲波測(cè)試；
�。�5）紅外探水；
�。�6）電磁波法；
�。�7）彈性波法。
在綜合地質(zhì)超前預(yù)報(bào)中的各種方法中，超前導(dǎo)坑法成本太高、在構(gòu)造復(fù)雜地區(qū)準(zhǔn)確度不高；正洞地質(zhì)素描法對(duì)與隧道夾角較大而又向前傾的結(jié)構(gòu)面容易產(chǎn)生漏報(bào)，水平超前探孔法在復(fù)雜地質(zhì)條件下預(yù)報(bào)效果較差、很難預(yù)測(cè)到正洞掌子面前方的小斷層和貫穿性大節(jié)理、鉆孔與鉆孔之間的地質(zhì)情況反映不出來(lái)；紅外探測(cè)法這種方法只能確定有無(wú)水，至于水量大小、水體寬度、具體的位置沒(méi)有定量的解釋；電磁波法干擾因素較多，往往造成假的異常，形成誤判。因此施工時(shí)應(yīng)該根據(jù)具體的地質(zhì)條件，選取合適的地質(zhì)超前預(yù)報(bào)方法。
3.2選擇科學(xué)、合理的施工方法
隨著隧道工程施工技術(shù)的長(zhǎng)足進(jìn)步，新的施工方法層出不窮，針對(duì)特定的隧道工程，如何選擇科學(xué)合理的施工方法，也是施工單位綜合能力的具體體現(xiàn)。大量的事實(shí)證明，采取科學(xué)、合理的施工方法不但能夠化解因地質(zhì)條件的變化和對(duì)地質(zhì)認(rèn)識(shí)能力的不足所帶來(lái)的風(fēng)險(xiǎn)，而且還能夠鍛煉隊(duì)伍，提高企業(yè)的管理水平，增強(qiáng)企業(yè)抵抗風(fēng)險(xiǎn)的能力。目前常用的施工方法應(yīng)注意的問(wèn)題有：
�。�1）明挖法：明挖法施工隧道的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、受力明確，操作方便，但需做好地下管線拆遷或加固穩(wěn)定、地面交通疏導(dǎo)、環(huán)境保護(hù)以及基坑安全穩(wěn)定等工作。
（2）蓋挖逆筑法：適宜于軟弱土質(zhì)地層，地下水穩(wěn)定在基底高程0.5m以下的地層條件，否則還需要配以降水措施。蓋挖逆筑法施工，一般分兩個(gè)階段:地面施工階段——圍護(hù)墻、中間柱、頂板施工；洞內(nèi)施工階段——土方開(kāi)挖、結(jié)構(gòu)、裝修和設(shè)備安裝。土方和器材出人全靠豎井運(yùn)輸。在地面施工階段，施工對(duì)地面交通、市民生活以及地下管道等有干擾，應(yīng)該快速而細(xì)致地完成。頂板、圍護(hù)墻、柱是施工期間以及運(yùn)營(yíng)期間的主體結(jié)構(gòu)的一部分；施工中完成的樓板是施工階段幫助側(cè)墻維持穩(wěn)定和運(yùn)營(yíng)期間整體結(jié)構(gòu)的組成部分，當(dāng)側(cè)墻穩(wěn)定有需要時(shí)，樓板上方和下方需加臨時(shí)水平撐；底板是完成整個(gè)主結(jié)構(gòu)的最后部分，是實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)閉合的重要環(huán)節(jié)，對(duì)保證隧道蓋挖逆筑施工安全、穩(wěn)定有重要意義。
�。�3）噴錨暗挖法：噴錨暗挖法施工自始至終處于暗挖土體與隧道結(jié)構(gòu)施筑與置換的動(dòng)態(tài)過(guò)程，隧道圍巖始終處于穩(wěn)定與失穩(wěn)兩種態(tài)勢(shì)的交變過(guò)程之中。為確保施工過(guò)程中隧道圍巖穩(wěn)定，必須采用監(jiān)控測(cè)量的方法，對(duì)圍巖、支護(hù)結(jié)構(gòu)的狀態(tài)進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，及時(shí)反饋信息，指導(dǎo)安全施工。
�。�4）盾構(gòu)法：各種盾構(gòu)機(jī)均有一定適用范圍，應(yīng)根據(jù)隧道外徑、埋深、地質(zhì)、地下管線與構(gòu)筑物、地面環(huán)境、開(kāi)挖面穩(wěn)定和地表隆沉控制值等控制要求，經(jīng)過(guò)技術(shù)、經(jīng)濟(jì)比較后進(jìn)行設(shè)備選型，使施工質(zhì)量高、造價(jià)低、又安全。排土速度與掘進(jìn)速度要有機(jī)協(xié)調(diào)，以保持開(kāi)挖面土體有一定土壓，維持土體穩(wěn)定，達(dá)到控制圍巖和地表穩(wěn)定的目的。
3.3培養(yǎng)一支懂管理、精技術(shù)、高素質(zhì)的人才隊(duì)伍
隨著工程的實(shí)踐，一大批從事隧道工程施工的工程技術(shù)人員脫穎而出，施工隊(duì)伍得到鍛煉，并在實(shí)踐中積累了豐富的施工經(jīng)驗(yàn)。在現(xiàn)場(chǎng)的施工企業(yè)的工程技術(shù)人員在發(fā)現(xiàn)地質(zhì)條件與設(shè)計(jì)有出入時(shí)，應(yīng)及時(shí)與勘測(cè)、設(shè)計(jì)單位溝通，通過(guò)處理、反饋，及時(shí)修正設(shè)計(jì)，合理地控制施工全過(guò)程。
4 結(jié)論
結(jié)合目前國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀，隧道工程在施工過(guò)程中雖然存在很多安全隱患，但是只要從事技術(shù)管理和研究的工程技術(shù)人員提高隧道的設(shè)計(jì)、施工技術(shù)及工程管理水平，增強(qiáng)風(fēng)險(xiǎn)意識(shí)，施工風(fēng)險(xiǎn)還是完全可以避免的。
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