长大隧道快速施工技术初探

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摘要： 伴随着我国铁路和高速公路的迅猛发展及业主对安全、质量、工期的要求越来越高，隧道建设正逐渐朝向长、大、深的方向发展。而长大隧道在工程中往往起着工期控制的作用，为此寻求长大隧道快速施工的有效方法是必要的，本文运用综合的观念对长大隧道快速施工技术即长隧短打技术进行了一些初步探索。

关健词：长大隧道 工期控制快速施工技术长隧短打

一前言

长大隧道往往是一个项目乃至一条线路的重点工程、关键工程、控制工程，因此不断提高施工工效、实现长大隧道快速施工能起到加快整个工程项目的建设进度，对整个工程项目建设有促进作用，意义重大。从隧道快速施工经验的总结和研究资料我们可以看到，综合性地研究施工技术、施工环境、施工秩序管理和长隧短打等，对促进隧道的快速施工更具成效。基于多年的施工经验及对相关理论的应用,以综合观念为基本思路,对长大隧道快速施工的方法进行初步探索。

二施工技术

1掘进方法选择

隧道掘进方法很多，可以分为矿山法（钻爆法）、掘进机法、沉管法、顶挖法、明挖法等：

矿山法又称钻爆法。其优点是：机械简便、小型、机动性能好、适应性强、成本低。缺点是：施工过程中人员多、距离掌子面近、安全性底、工序变换频繁。

掘进机法，主要包括隧道掘进机（TMB）法和盾构机掘进机法。TMB法适用过于岩石地层，岩性变化不大，岩石较完整地段。盾构机法适用与土质地层，目前在地铁建设中应用较多

沉管法、顶挖法、明挖法主要用于修建水底隧道、城市地铁及埋深很浅的山岭隧道等。

因此，可供长大隧道选择的施工方法以钻爆法、TBM法、钻爆和TBM相结合的掘进方法为主。其中，钻爆和TMB结合的掘进方法除同时具有两者的优点外，也存在两种掘进方法交替变换时带来时的工法转换问题。

2出渣运输方式

目前隧道出渣运可以采用无轨运输和有轨运输两种方式。无轨运输以大型自卸汽车、大功率装载机为基础；有轨运输方式以大容量梭式矿车、大功率铲装机为基础。选用何种出渣方式应根据现场施工条件、现有机械配备、通风条件、施工人员的素质等综合确定。隧道通风条件较好时，长度在3 km以内的小断面隧道及大断面隧道应优先选用无轨运输；长度大于3 km的小断面隧道应优先选用有轨运输。

三 施工环境

1 洞内通风

供风距离越长，管道摩擦阻力越大是困扰长距离隧道独头巷道通风的难题。在施工中，新鲜空气的补给量主要按以下因素确定：①掌子面一次爆破所产生的有害气体；②洞内爆破所产生粉尘；③洞内内燃设备产生的有害气体；④洞内人员呼吸所必须的供氧量；⑤喷射混凝土所产生的粉尘。在施工过程中，应建立一支专业隧道通风管理队伍, 从隧道通风设计到设备配套、通风管理等实施专业化管理，以达到有效的通风效果，为下一步施工打下基础。

2 洞内排水

隧道排水主要为隧道渗水、涌水, 同时还需考虑施工排水。收集隧道涌水量，预测施工排水量，计算出最大排水量。并依据该数据和排水高差、距离、排水时间、安全储备等进行水仓、管路、泵站的设计。隧道有纵坡可以利用时，尽量利用纵坡，在隧道两侧设边沟排水。当反坡施工时，采用多级泵站接力排水。

3 施工用电、风、水

对长大隧道，独头掘进距离也较长，远距离供电，电压降低较大，满足不了施工需求。一般在进洞超多1200m后，采用10KV高压进洞，洞内设移动变压器，随掘进长度进行迁移。还需配备发电机组，保证施工电力供应。

施工供风一般采用20m3/min电动空压机供风，一般多台空压机并联供风，以保证提供给掌子面正常施工风压。独头掘进较长时，随着掘进长度的加大，当高压进洞完成后，可以将部分空压机置于洞内扩挖地段，以保证施工用风风压。

施工供水较多的采用高山水池，高山水池一次性投入后，可以节省后期使用费用，且水压均衡。

4 洞内整洁

设专人进行三管两线管理，规范机、料堆放，规范作业流程，洞内定期清扫洒水、垃圾及时清理出洞外。

四施工秩序管理

1 施工组织设计

施工组织设计是指导施工的纲领性文件，切合工程实际、抓住工程特点和加强可操作性是关键。编制施工组织之前，要深入现场调查，内容包括交通运输条件、施工便道方案比选、对以后地表地下构建筑物的影响、场地布置与洞口相临工程、弃渣场地选择、征地位置面积、拆迁情况和数量、附近建筑物数量和质量、水质水源情况、原材料供应价格信息、电力供应情况、当地气象、水文资料、风俗习惯和环境保护要求等。并在熟悉相关招标文件、合同、设计图纸、国家相关技术规范、标准、技术规程、建筑法规及规章制度、行业规程及企业的技术资料的基础上编制合理、实用、经济、可靠的施工组织设计。

2工序间的协调

隧道快速施工追求的是整体速度, 单工序高速而其它工序跟不上, 不但实现不了快速施工,反会形成安全、质量隐患，造成施工秩序混乱。所以，就隧道整体快速施工而言，要求个工序快速，各工序间搭接顺利、密切配合，才能提高整体速度。

施工进入良性循环后，各工序施工技术应用就有良好平台和空间，这时就需要对各工序的施工工艺进行改进和提高，缩短各个工序的施工时间，加快循环的速度，使各工序密切配合、协调稳步进行，从而达到加快进度、缩短工期的目的。

3 机械、人员配套和材料供应

隧道施工机械设备配套首先要满足施工合同所要求的安全、质量、工期等，在此基础上综合考虑技术和经济条件，前者包括工作量、能源消耗、劳力资源、设备的易操作性、灵活性和维修难易性等；后者包括机械设备的购置费、利用率及易损件的储备量等方面。

机械配套主要包括两个方面：机械的选择和机群的组合配套。机械的选择一般考虑机械的适用性、经济性。适用性是指适合施工对象的施工条件，满足施工强度的要求；经济性主要是要求在满足安全、质量、工期的前提下，所选机械的总成本较低。

人员配合也是影响个工序工作时间的主要因素之一，人的因素是工程施工中最主观的因素。主要是施工人员的数量、素质、工种的选择，就人员配合来讲，主要就是各工种的配合问题，还有就是施工人员和机械的配合，人员的配备不足或不合理造成机械不能正常发挥其工作效率，也是较常见的问题。

材料和施工的配合，首先材料的选择必须符合投标文件和国家相关法律法规所规定的合格产品，其次是在施工过程中较多见的是因材料短缺造成部分停工或全部停工。所以材料的及时、准确供应对快速施工的影响也非常大。

五 长隧短打

在有条件的地方设置辅助坑道,斜井、竖井、横通道或平行导洞, 通过辅助坑道开辟隧道中间作业面，实现“长隧短打”是隧道建设者的惯用方法之一。

以往在隧道工程施工中，强调合理工期，强调均衡生产，反对盲目加快施工进度、反对盲目多设辅助坑道。因为这些加大了工程量，加大了施工成本，工程完工后这些辅助坑道一点用处都没有，有的在工程进行中还形成包袱。如大瑶山隧道的班古坳竖井等。

对于工期紧迫的特长隧道工程，传统的方案是无法实现项目的预定目标。必须从工程实际出发，进行地质地貌详细调查，因地治宜的制定“长隧短打”的施工方案，以确保多个施工队伍、多套设备共同施工，开展大军团作战，提高施工效率。可以说“长隧短打”是实现以传统技术实现快速施工的必然选择，是符合我国现实情况的施工方法之一。但同时，在方案的制定中，要兼顾安全、质量、经济等方面的要求，不能无节制的开工作面。

六 结束语

综合所述，在隧道快速施工技术中，对主要影响施工速度的因素进行了探索，以及如何经济、合理、综合的考虑、安排、匹配这些影响因素，使在隧道施工中更加协调、稳步、快速的进行。得出以下结论：

1．合理选择掘进方法和出渣运输方式。掘进方法决定掘进速度，掘进速度决定施工速度。所以合理确定掘进方法至关重要。

2.洞内封闭的作业空间里，施工环境影响着各个工序。良好的施工环境可以促进施工顺利进行。

3.协调的施工秩序，可以大大较少误工、窝工的发生。施工秩序混乱也是现在施工管理中常见的现象之一。

4.长隧短打是行之有效的方法，但应因地制宜，要兼顾成本、安全、环保等方面的要求，合理确定工作面的位置和数量。

最后，快速施工最终是对人、材、机的管理。应按照可行、能力相匹配、经济等原则，充分考虑我国国情，结合施工进度要求确定一个最优的方案以使施工成本最低，从而赢得最大的经济效益和社会效益。

作者简介：刘小云（1965－），男，本科，工程师，从事工程管理工作。