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隧道工程施工管理需要理念更新

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隧道工程施工管理需要理念更新 ----中铁隧道集团有限公司副总工程师 汪纲领 本演示文稿可能包含观众讨论和即 席反应。使用 PowerPoint 可以 跟踪演示时的即席反应, • 在幻灯片放映中,右键单击鼠标 • 请选择“会议记录” • 选择“即席反应”选项卡 • 必要时输入即席反应 • 单击“确定”撤消此框 此动作将自动在演示文稿末尾创建 一张即席反应幻灯片,包括您的 观点。 在隧道施工管理中,技术方法、系统 方法理论固然重要,而施工理念更是超然 其上的活的灵魂。技术方法层是相对独立 的技术和方法,也就是我们所讲的专业知 识;系统方法层是技术和方法的综合集成 和有机集合,也就是我们所讲的系统管理 知识;哲理理念层则强调的是一种管理思 想,一种管理理念,解决的是方向和出路 问题。 现实背景: l技术方案、工序管理与工艺控制是技术 管理的三大基本问题。三者往往相互交 叉,互相影响,问题所在很难权衡。“ 工艺不足方案补”,几乎成了目前隧道 施工技术管理中现场多数管理者的惯性 思维。工艺控制不到位,工序管理不合 理往往直接造成方案失败。项目审核的 三个层次本应该是正向的,但往往不得 不将就施工单位的工艺控制能力进行逆 向选择。大量失败案例分析证实,现场 管理者观念陈旧,理念错误是主要原因 。 笔者试图通过对以下几个管 理理念的理解,谈一谈其在 隧道施工管理中的重要性。 理念更新之一:隧道防坍防突“预防为 主,避免现状处理”的理念。 l 大家都知道,不良地质对隧道施工影响很大。坍方严重影响施 工进度,是隧道施工的硬伤。突泥突水破坏性极大,往往形成 灾难性事故。随着隧道施工技术和地质预测预报技术的进步, 在不良地质段做到隧道施工不坍不突已不是难事。关键是要施 工理念更新,杜绝突出与坍方,避免现状处理,隧道施工才会 安全,才会有较好的进度。 l 实践证明,绝大部分坍方往往是工艺质量不到位造成的,所以 ,我们说没有质量就危及安全,没有安全就没有进度。而突出 往往与冒撞冒进相联系,短时间内巨大能量被释放,现场施工 人员避之不及,先脱衣后脱皮,惨剧就这样形成了。防突必须 杜绝冒撞冒进,超前地质预报是基本手段。 l 思想观念上,应摒弃“坍方出英雄,坍方出劳模”的老观念,在 预防工作上下工夫,探明前方地质,按设计把工艺做到位,避 免在坍方形成后再进行现状处理,影响工期,进而造成重大经 济损失。 案例分析: l 在武广客运专线某标段的一个隧道,2008年元月20 号发现初支异常变形,4月30号发生坍方,时间长达 100天。从工序管理看,300米长台阶先行贯通,且 没有封闭成环,空间释放太多;从时间效应看,在 长达100天里没有采取任何控制措施,任其发展,期 间有许多管理环节出了问题,这些环节又产生许多 细节,而这些细节也都无一例外地出了问题。问题 背后的结构为:隧道坍方→管理环节失控+管理细节 失控。背景:系统管理失效+体系运行失效。 l 采取及时、有效的措施控制坍方,即使出现部分初 支破坏、侵限,也比坍方后进行现状处理容易的多 。对突出的控制更是致关人命,尤其不可掉以轻心 。 理念更新之二:将“超前地质预报工作 纳入工序进行管理”的理念。 l 树立新理念,确保不良地质不坍不突十分重 要。在强富水、岩溶发育的不良地质段,“留 下石门,锁住出口,控制处理”是我们采用的 防突原则。而突出必须在“大体积,高势能, 短时间”同时发生时才能形成。“大体积,高 势能”是地质状态,但时间是我们可以控制的 。依靠科技,探明地质是“留下石门,锁住出 口,控制处理”的前提条件。 l 将超前地质预报工作纳入工序进行管理,按 照“物探先行,钻探验证,有掘必探,先探后 掘”的原则组织施工,是隧道施工安全的制度 保证。方法上,物探与钻探相结合,是准确 无误地探明前方地质状态的技术保证。“留下 石门,锁住出口,控制处理”是隧道施工防止 突出的重要手段。 案例背景: l对隧道将要穿越的地质现状进行准确无 误地探测,是“留下石门,锁住出口, 控制处理”的前提条件,否则很难准确 地留下石门,控制处理也就无从谈起。 l 目前,地质超前预报工作在预测的准确性上距施工 要求尚有一定差距。现实情况是,对风化破碎带的 预报准确性较高,通常可达60%以上,而对富水地 层的预报,准确性则在30%~70%左右。至今,涌 水预测仍然是隧道超前地质预报中的薄弱环节,涌 水量的预测准确性更低,接近实际情况的概率仅为 20%~30%。为了提高地质超前预报特别是涌水预 测的准确性,对物探发现的异常区进行钻探验证是 必要手段,在我集团已上升为施工组织原则。通过 大量验证数据分析,对预报手段的适应性进行选择 与优化,单就隧道施工而言,以安全、实用为原则 ,我们推荐地质超前预测预报的组合方案为:TS P+直流电法+水平钻探。 l 采用上述组合方案,在武广客运专线新大瑶山隧道 施工中,我们成功地避免了多次突出事故。 理念更新之三:隧道防水采取“先期主动 防水,全工序、全过程防水”的理念。 l “十隧九漏”是一个传统观念。随着现代隧道防水施工技术的进 步,这种传统观念应该改变,关键是我们需要理念更新。 l 隧道防水,采取“先期主动防水,全工序、全过程防水”的理念 是中铁隧道集团首次提出的,并在武广客运专线SDⅡ标大瑶山 隧道进行了工艺探索与实践。 l 全工序、全过程防水包括:(1)围岩注浆堵水(全断面帷幕 注浆、周边帷幕注浆、径向注浆、局部堵水注浆等)(2)初 支喷射混凝土防渗;(3)施工缝、变形缝防水;(4)防水层 及排水系统施工;(5)混凝土自防水;(6)二衬背后回填注 浆堵水。先期主动防水是指:在隧道开挖将要通过富水区之前 施加的堵水措施,如全断面超前帷幕注浆、周边超前帷幕注浆 等,目的是锁住出口,避免形成水流通道。 l 先期主动防水是指:在隧道开挖将要通过富水区之前施加的堵 水措施,如全断面超前帷幕注浆、周边超前帷幕注浆等,目的 是锁住出口,避免形成水流通道。 l 在武广客运专线SDⅡ标大瑶山隧道,我们在全工序 、全过程防水的工艺方面做了如下研究和探索:(1 )围岩裂隙发育初支淋水严重的区段,制订了“分区 、隔断、集中、封堵,一长一短、先浅后深”的径向 围岩注浆堵水工艺,施作了1.5KM,堵水效果显著。 (2)施工缝止水带在安装上往往出现定位不准、不 牢固,导致施工缝漏水。结合止水带的特点及其安 装工艺,我们进行了安装工艺创新,在模板台车挡 头板位置加设止水带安装支撑紧固装置,较好地解 决了上述问题,有效地克服了止水带位置不准、受 压变形、施工缝漏水等问题。(3)在防水板铺设中 ,我们从现场实际和施工效果上进行了深入研究和 探讨,发现常出现防水板与垫圈粘贴不牢固而脱落 ,为此必须加密热溶焊点,但由于垫圈熔点比防水 板高,造成防水板热熔破损现象增多,修补工作量 大,质量无保证。为此,我们用防水板“吊耳”挂设取 代热熔工艺,克服了热熔焊接工艺无标准、操作无 规程的缺点,确保隧道衬砌“不渗、不滴、不漏”,达 到一级防水的标准。 案例分析: l 在隧道防水施工这个问题上,设计与理念固 然重要,但更重要的是施工工艺控制。大量 案例都说明,隧道防水失败的根本原因往往 是小细节产生了大问题。 l 很好的技术方案在实施的时候有可能失败,我们很 可能遇到了一个叫作“细节”的问题。 再好的一个 方案,也是需要一步步来执行的,执行方案的是人 ,是人就会遇到很多复杂的细节性问题。这些问题 可能是理念问题,也可能是沟通问题、技能问题或 者协调问题,还有可能是责任分配、权力分配的问 题,这些问题都会对方案的执行产生影响,如此多 的细节当然很复杂,处理不好“细节性复杂”就很 可能失败。武广线有部分隧道施工未完就漏水,同 样的设计产生了不同的结果,可以想象,在隧道防 水施工中有许多管理环节出了问题,这些环节又产 生许多细节,而这些细节只要其中有一个出了问题 都会导致隧道漏水。我们几乎可以肯定地判定:这 个项目的系统管理失控,体系运行失效 理念更新之四:隧道施工要强调动态管 理,动态设计应“四方联动”。 l 在隧道施工中,很多坍方事故原因多出在管 理环节。具体情况往往是,当遇到地质变化 时,由于管理程序原因动态设计不能及时跟 进,现场应急措施不力,在手续完善过程中 错过了最佳处理时机。 l 隧道工程为线性结构,目前,受地质勘察技 术方法、手段及设计深度的限制,很难完全 准确的判定隧道工程地质条件和围岩特性, 事实上,实践中也没有必要这么做,否则, 将大幅度地增加设计周期和投资。因此,隧 道施工的一个显著特点就是加强动态管理, 其中,动态设计是动态管理的一个重要方面 。 l 在隧道施工中,时间与空间是一对矛盾。一般说来 ,当空间效应解决后隧道施工的安全就一劳永逸地 解决了,但做任何工作都需要时间,往往是在锁定 空间之前时间效应就发生了作用,坍方也就形成了 。施工单位的责任是,在施工过程中加强地质预测 及支护变形量测的动态管理,及时作出风险判定, 作为主体提出设计变更申请。业主、设计、监理等 其他管理单位应及时响应,“四方联动”才能快速、准 确、高效地完成动态设计。在这里,时效很关键, 一个操作性强、分工明确、协调有力、有办事时间 限制的变更设计程序文件是确保隧道施工安全的重 要保证。 l 多年实践证明,由于责任、风险分配不对称,动态 设计往往是四肢不全,很难形成“四方联动”。出现问 题,板子多打在施工单位身上。此外,互不信任是 问题的另一方面,有的施工单位干脆揭开给大家看 ,然后在现状研究处理方案,损失浪费严重。 案例分析: l 确保隧道施工安全的关键是正确处理时间与 空间效应这一对矛盾。现实中,由于行政管 理不专业,程序流程周期长,而又无应急授 权机制,加大了时间效应,错过了最佳处理 时机,进而引起灾难性事故的工程时有发生 。前面谈到,一个操作性强、分工明确、协 调有力、有办事时间限制的变更设计程序文 件很重要,但更重要的是要有一个应急授权 机制,现场施工管理人员要有一个正确理念 以及应急反应能力。 l 判断应急措施的有效性,就是看其是否可以 在确保施工人员安全的前提下很快地克服时 间效应。大家都清楚,在一些案例中,由于 应急处理措施不当,造成的次生灾害比一次 灾害还严重。 理念更新之五:应强调工序管理不能脱 离设计原则,达标不可一刀切。 l 隧道设计都有明确的荷载分配原则。有的隧道二次衬砌是主要 的承载结构,初期支护仅作为施工过程的安全措施,相反,有 的隧道初期支护是主要的承载结构,而二次衬砌仅作为安全储 备;有的隧道二次衬砌设计承受水压力,有的隧道二次衬砌设 计不承受水压力。如武广客运专线大瑶山隧道,设计参数拟定 的原则是:初期支护承担施工阶段全部荷载,二次衬砌承担由 于初期支护可能劣化而作用于二次衬砌上的荷载或由于软岩蠕 变、环境条件变化等引起的附加荷载以及作为安全储备。以上 这些设计原则对指导施工很重要,工序管理不能与此有冲突, 否则,很可能留下安全隐患。 l 对于二次衬砌为主要承载结构的隧道,工序紧凑、仰拱、二次 衬砌紧跟对施工安全很重要。但每一个工序都有一个最小的活 动空间,仍然有一个时间效应问题。最根本的措施还是加强隧 道施工的动态管理,有应急预案,有快速反应机制。实践中有 这样的实例,在半个月前就已经发现初期支护变形加快,由于 没有采取应急措施,在半个月后造成坍方,实际上该工点工序 管理很紧凑,二次衬砌也跟的很紧,坍方也没有避免。 l 对于初期支护为主要承载结构的隧道,就不 能简单地规定一个二次衬砌达标间距。因为 如果初期支护不安全或变形没有收敛,这时 候急忙施做二次衬砌会给以后的运营留下安 全隐患。正确的做法是,当确认初期支护变 形收敛后再进行二次衬砌,并留下量测记录 归档在案。如果初期支护不安全或变形没有 收敛,应当首先加强初期支护使之达到要求 ,其次再考虑加强二次衬砌并进行检算(如 果有条件的话)。实际情况往往是二次衬砌 并不具备补强条件,再次扩挖又会带来新的 安全问题。 l 在工序管理中,无论设计原则如何,初期支 护紧跟、临时支护尽早封闭都是正确的。中 铁隧道集团十年前就提出了“仰拱”超前的施 工理念,它有广泛的适用性,对隧道施工安 全十分有效。 案例分析: l 为了施工安全要求二衬尽早施作没有错,而 没有任何附加条件、一律简单地规定一个二 次衬砌达标间距值得商榷,因为这显然违反 了新奥法的施工原则。在武广客运专线有处 理不当造成隧道二衬开裂的例子,起因源自 二次衬砌达标活动。 l 在紧急情况下为了安全要求施作二次衬砌可 以约束空间效应,但事先要考虑对二次衬砌 进行补强并进行检算。在二次衬砌浇注混凝 土后,要注意这时初期支护形变并没有收敛 ,二次衬砌承受荷载是有强度条件的,若忽 略了这个环节有时会造成严重后果,实践中 也决不缺乏这样的案例。 l大量事实证明,很多隧道坍方的直接原 因并不是二次衬砌不达标造成的,多数 情况下也不是设计问题,而往往是工序 安排不合理造成空间释放太多、进而空 间效应增强,工艺质量控制不到位、进 而约束失效,短时间内拿不出应急方案 、进而时间效应增强,甚至不重视信息 施工、进而失去监督,这才是发生事故 的真正原因。 l当然了,决策程序有许多环节,环节中 又有许多细节,而很多环节又是项目施 工单位无法控制的,只有参建各方理念 都正确,杜绝事故才有希望。 中国中铁隧道集团有限公司 广州工程指挥部 汪纲领 2008年12月19日
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