隧道工程施工管理需要理念更新PPT課件

1、現(xiàn)實(shí)背景： 技術(shù)方法層：適應(yīng)各種邊界條件的技術(shù)方案、工藝、工法等。（如中鐵隧道集團(tuán)技術(shù)專家委員會防坍技術(shù)研究小組2004年9月編寫的隧道防坍技術(shù)，這些都屬于技術(shù)方法層面討論的問題） 系統(tǒng)方法層：是指把要解決的問題作為一個系統(tǒng)，對系統(tǒng)要素進(jìn)行綜合分析，找出解決問題的可行方案的咨詢方法。具體到隧道施工，就是針對特定的邊界條件，打包選擇相適應(yīng)的技術(shù)方案、工藝、工法與管理理論及措施，以解決特定的工程問題。 哲理理念層：正確的管理理念，可使這種打包不至于錯配、不匹配或失去效用。 技術(shù)方案、工序管理與工藝控制是技術(shù)管理的三大基本問題。三者往往相互交叉，互相影響，問題所在很難權(quán)衡?！肮に嚥蛔惴桨秆a(bǔ)”，幾乎成

2、了目前隧道施工技術(shù)管理中現(xiàn)場多數(shù)管理者的慣性思維。工藝控制不到位，工序管理不合理往往直接造成方案失敗。項(xiàng)目審核的三個層次本應(yīng)該是正向的，但往往不得不將就施工單位的工藝控制能力進(jìn)行逆向選擇。大量失敗案例分析證實(shí)，現(xiàn)場管理者觀念陳舊，理念錯誤是主要原因。 第1頁/共20頁筆者試圖通過對以下幾個管理理念的理解，談一談其在隧道施工管理中的重要性。第2頁/共20頁理念更新之一：隧道防坍防突“預(yù)防為主，避免現(xiàn)狀處理”的理念。 大家都知道，不良地質(zhì)對隧道施工影響很大。坍方嚴(yán)重影響施工進(jìn)度，是隧道施工的硬傷。突泥突水破壞性極大，往往形成災(zāi)難性事故。隨著隧道施工技術(shù)和地質(zhì)預(yù)測預(yù)報(bào)技術(shù)的進(jìn)步，在不良地質(zhì)段做到隧道

3、施工不坍不突已不是難事。關(guān)鍵是要施工理念更新，杜絕突出與坍方，避免現(xiàn)狀處理，隧道施工才會安全，才會有較好的進(jìn)度。 實(shí)踐證明，絕大部分坍方往往是工藝質(zhì)量不到位造成的，所以，我們說沒有質(zhì)量就危及安全，沒有安全就沒有進(jìn)度。而突出往往與冒撞冒進(jìn)相聯(lián)系，短時(shí)間內(nèi)巨大能量被釋放，現(xiàn)場施工人員避之不及，先脫衣后脫皮，慘劇就這樣形成了。防突必須杜絕冒撞冒進(jìn)，超前地質(zhì)預(yù)報(bào)是基本手段。 思想觀念上，應(yīng)摒棄“坍方出英雄，坍方出勞?！钡睦嫌^念，在預(yù)防工作上下工夫，探明前方地質(zhì)，按設(shè)計(jì)把工藝做到位，避免在坍方形成后再進(jìn)行現(xiàn)狀處理，影響工期，進(jìn)而造成重大經(jīng)濟(jì)損失。第3頁/共20頁案例分析： 在武廣客運(yùn)專線某標(biāo)段的一個隧道

4、，2008年元月20號發(fā)現(xiàn)初支異常變形，4月30號發(fā)生坍方，時(shí)間長達(dá)100天。從工序管理看，300米長臺階先行貫通，且沒有封閉成環(huán)，空間釋放太多；從時(shí)間效應(yīng)看，在長達(dá)100天里沒有采取任何控制措施，任其發(fā)展，期間有許多管理環(huán)節(jié)出了問題，這些環(huán)節(jié)又產(chǎn)生許多細(xì)節(jié)，而這些細(xì)節(jié)也都無一例外地出了問題。問題背后的結(jié)構(gòu)為：隧道坍方管理環(huán)節(jié)失控+管理細(xì)節(jié)失控。背景：系統(tǒng)管理失效+體系運(yùn)行失效。 采取及時(shí)、有效的措施控制坍方，即使出現(xiàn)部分初支破壞、侵限，也比坍方后進(jìn)行現(xiàn)狀處理容易的多。對突出的控制更是致關(guān)人命，尤其不可掉以輕心。 第4頁/共20頁理念更新之二：將“超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作納入工序進(jìn)行管理”的理念。 樹

5、立新理念，確保不良地質(zhì)不坍不突十分重要。在強(qiáng)富水、巖溶發(fā)育的不良地質(zhì)段，“留下石門，鎖住出口，控制處理”是我們采用的防突原則。而突出必須在“大體積，高勢能，短時(shí)間”同時(shí)發(fā)生時(shí)才能形成?！按篌w積，高勢能”是地質(zhì)狀態(tài)，但時(shí)間是我們可以控制的。依靠科技，探明地質(zhì)是“留下石門，鎖住出口，控制處理”的前提條件。 將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作納入工序進(jìn)行管理，按照“物探先行，鉆探驗(yàn)證，有掘必探，先探后掘”的原則組織施工，是隧道施工安全的制度保證。方法上，物探與鉆探相結(jié)合，是準(zhǔn)確無誤地探明前方地質(zhì)狀態(tài)的技術(shù)保證?！傲粝率T，鎖住出口，控制處理”是隧道施工防止突出的重要手段。 第5頁/共20頁案例背景： 對隧道將要穿越

6、的地質(zhì)現(xiàn)狀進(jìn)行準(zhǔn)確無誤地探測，是“留下石門，鎖住出口，控制處理”的前提條件，否則很難準(zhǔn)確地留下石門，控制處理也就無從談起。 突出：從對大量巖溶隧道涌水的成因分析，大至可將巖溶涌水劃分為斷層破碎帶涌水、溶洞暗河涌水、巖溶漏斗涌水三類。 隧道突泥、突水事故的發(fā)生必須具備三大條件：一是有聚集一定勢能的大量流體（水?dāng)y帶的泥土、石砂等）物質(zhì)，二是在隧道周邊形成了通道，三是大量流動性填充物在短時(shí)間內(nèi)具備了勢能向動能轉(zhuǎn)化的條件。前者是突出的物質(zhì)基礎(chǔ)及地質(zhì)狀態(tài)，后者是工程活動導(dǎo)至地層內(nèi)部物質(zhì)流平衡失調(diào)的結(jié)果，三者缺一不可。由此可見，要想預(yù)報(bào)隧道開挖是否會出現(xiàn)突出，一方面取決于對地質(zhì)條件的探測，另一方面則是對物

7、質(zhì)流在隧道周邊能否形成通道的分析與判斷。 第6頁/共20頁 目前，地質(zhì)超前預(yù)報(bào)工作在預(yù)測的準(zhǔn)確性上距施工要求尚有一定差距。現(xiàn)實(shí)情況是，對風(fēng)化破碎帶的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確性較高，通常可達(dá)60以上，而對富水地層的預(yù)報(bào)，準(zhǔn)確性則在3070左右。至今，涌水預(yù)測仍然是隧道超前地質(zhì)預(yù)報(bào)中的薄弱環(huán)節(jié)，涌水量的預(yù)測準(zhǔn)確性更低，接近實(shí)際情況的概率僅為2030。為了提高地質(zhì)超前預(yù)報(bào)特別是涌水預(yù)測的準(zhǔn)確性，對物探發(fā)現(xiàn)的異常區(qū)進(jìn)行鉆探驗(yàn)證是必要手段，在我集團(tuán)已上升為施工組織原則。通過大量驗(yàn)證數(shù)據(jù)分析，對預(yù)報(bào)手段的適應(yīng)性進(jìn)行選擇與優(yōu)化，單就隧道施工而言，以安全、實(shí)用為原則，我們推薦地質(zhì)超前預(yù)測預(yù)報(bào)的組合方案為：HSP水平鉆探。 采

8、用上述組合方案，在武廣客運(yùn)專線新大瑤山隧道施工中，我們成功地避免了多次突出事故。第7頁/共20頁理念更新之三：隧道防水采取“先期主動防水，全工序、全過程防水”的理念。 “十隧九漏”是一個傳統(tǒng)觀念。隨著現(xiàn)代隧道防水施工技術(shù)的進(jìn)步，這種傳統(tǒng)觀念應(yīng)該改變，關(guān)鍵是我們需要理念更新。 隧道防水，采取“先期主動防水，全工序、全過程防水”的理念是中鐵隧道集團(tuán)首次提出的，并在武廣客運(yùn)專線SD標(biāo)大瑤山隧道進(jìn)行了工藝探索與實(shí)踐。 全工序、全過程防水包括：（1）圍巖注漿堵水（全斷面帷幕注漿、周邊帷幕注漿、徑向注漿、局部堵水注漿等）（2）初支噴射混凝土防滲；（3）施工縫、變形縫防水；（4）防水層及排水系統(tǒng)施工；（5）

9、混凝土自防水；（6）二襯背后回填注漿堵水。先期主動防水是指：在隧道開挖將要通過富水區(qū)之前施加的堵水措施，如全斷面超前帷幕注漿、周邊超前帷幕注漿等，目的是鎖住出口，避免形成水流通道。 先期主動防水是指：在隧道開挖將要通過富水區(qū)之前施加的堵水措施，如全斷面超前帷幕注漿、周邊超前帷幕注漿等，目的是鎖住出口，避免形成水流通道。第8頁/共20頁 在武廣客運(yùn)專線SD標(biāo)大瑤山隧道，我們在全工序、全過程防水的工藝方面做了如下研究和探索：（1）圍巖裂隙發(fā)育初支淋水嚴(yán)重的區(qū)段，制訂了“分區(qū)、隔斷、集中、封堵，一長一短、先淺后深”的徑向圍巖注漿堵水工藝，施作了1.5KM，堵水效果顯著。（2）施工縫止水帶在安裝上往往

10、出現(xiàn)定位不準(zhǔn)、不牢固，導(dǎo)致施工縫漏水。結(jié)合止水帶的特點(diǎn)及其安裝工藝，我們進(jìn)行了安裝工藝創(chuàng)新，在模板臺車擋頭板位置加設(shè)止水帶安裝支撐緊固裝置，較好地解決了上述問題，有效地克服了止水帶位置不準(zhǔn)、受壓變形、施工縫漏水等問題。（3）在防水板鋪設(shè)中，我們從現(xiàn)場實(shí)際和施工效果上進(jìn)行了深入研究和探討，發(fā)現(xiàn)常出現(xiàn)防水板與墊圈粘貼不牢固而脫落，為此必須加密熱溶焊點(diǎn)，但由于墊圈熔點(diǎn)比防水板高，造成防水板熱熔破損現(xiàn)象增多，修補(bǔ)工作量大，質(zhì)量無保證。為此，我們用防水板“吊耳”掛設(shè)取代熱熔工藝，克服了熱熔焊接工藝無標(biāo)準(zhǔn)、操作無規(guī)程的缺點(diǎn)，確保隧道襯砌“不滲、不滴、不漏”，達(dá)到一級防水的標(biāo)準(zhǔn)。第9頁/共20頁案例分析：

11、在隧道防水施工這個問題上，設(shè)計(jì)與理念固然重要，但更重要的是施工工藝控制。大量案例都說明，隧道防水失敗的根本原因往往是小細(xì)節(jié)產(chǎn)生了大問題。第10頁/共20頁 很好的技術(shù)方案在實(shí)施的時(shí)候有可能失敗，我們很可能遇到了一個叫作“細(xì)節(jié)”的問題。 再好的一個方案，也是需要一步步來執(zhí)行的，執(zhí)行方案的是人，是人就會遇到很多復(fù)雜的細(xì)節(jié)性問題。這些問題可能是理念問題，也可能是溝通問題、技能問題或者協(xié)調(diào)問題，還有可能是責(zé)任分配、權(quán)力分配的問題，這些問題都會對方案的執(zhí)行產(chǎn)生影響，如此多的細(xì)節(jié)當(dāng)然很復(fù)雜，處理不好“細(xì)節(jié)性復(fù)雜”就很可能失敗。武廣線有部分隧道施工未完就漏水，同樣的設(shè)計(jì)產(chǎn)生了不同的結(jié)果，可以想象，在隧道防水

12、施工中有許多管理環(huán)節(jié)出了問題，這些環(huán)節(jié)又產(chǎn)生許多細(xì)節(jié)，而這些細(xì)節(jié)只要其中有一個出了問題都會導(dǎo)致隧道漏水。我們幾乎可以肯定地判定：這個項(xiàng)目的系統(tǒng)管理失控，體系運(yùn)行失效 第11頁/共20頁理念更新之四：隧道施工要強(qiáng)調(diào)動態(tài)管理，動態(tài)設(shè)計(jì)應(yīng)“四方聯(lián)動”。 在隧道施工中，很多坍方事故原因多出在管理環(huán)節(jié)。具體情況往往是，當(dāng)遇到地質(zhì)變化時(shí)，由于管理程序原因動態(tài)設(shè)計(jì)不能及時(shí)跟進(jìn)，現(xiàn)場應(yīng)急措施不力，在手續(xù)完善過程中錯過了最佳處理時(shí)機(jī)。 隧道工程為線性結(jié)構(gòu)，目前，受地質(zhì)勘察技術(shù)方法、手段及設(shè)計(jì)深度的限制，很難完全準(zhǔn)確的判定隧道工程地質(zhì)條件和圍巖特性，事實(shí)上，實(shí)踐中也沒有必要這么做，否則，將大幅度地增加設(shè)計(jì)周期和投

13、資。因此，隧道施工的一個顯著特點(diǎn)就是加強(qiáng)動態(tài)管理，其中，動態(tài)設(shè)計(jì)是動態(tài)管理的一個重要方面。 第12頁/共20頁 在隧道施工中，時(shí)間與空間是一對矛盾。一般說來，當(dāng)空間效應(yīng)解決后隧道施工的安全就一勞永逸地解決了，但做任何工作都需要時(shí)間，往往是在鎖定空間之前時(shí)間效應(yīng)就發(fā)生了作用，坍方也就形成了。施工單位的責(zé)任是，在施工過程中加強(qiáng)地質(zhì)預(yù)測及支護(hù)變形量測的動態(tài)管理，及時(shí)作出風(fēng)險(xiǎn)判定，作為主體提出設(shè)計(jì)變更申請。業(yè)主、設(shè)計(jì)、監(jiān)理等其他管理單位應(yīng)及時(shí)響應(yīng)，“四方聯(lián)動”才能快速、準(zhǔn)確、高效地完成動態(tài)設(shè)計(jì)。在這里，時(shí)效很關(guān)鍵，一個操作性強(qiáng)、分工明確、協(xié)調(diào)有力、有辦事時(shí)間限制的變更設(shè)計(jì)程序文件是確保隧道施工安全的重

14、要保證。 多年實(shí)踐證明，由于責(zé)任、風(fēng)險(xiǎn)分配不對稱，動態(tài)設(shè)計(jì)往往是四肢不全，很難形成“四方聯(lián)動”。出現(xiàn)問題，板子多打在施工單位身上。此外，互不信任是問題的另一方面，有的施工單位干脆揭開給大家看，然后在現(xiàn)狀研究處理方案，損失浪費(fèi)嚴(yán)重。第13頁/共20頁案例分析： 確保隧道施工安全的關(guān)鍵是正確處理時(shí)間與空間效應(yīng)這一對矛盾。現(xiàn)實(shí)中，由于行政管理不專業(yè)，程序流程周期長，而又無應(yīng)急授權(quán)機(jī)制，加大了時(shí)間效應(yīng)，錯過了最佳處理時(shí)機(jī)，進(jìn)而引起災(zāi)難性事故的工程時(shí)有發(fā)生。前面談到，一個操作性強(qiáng)、分工明確、協(xié)調(diào)有力、有辦事時(shí)間限制的變更設(shè)計(jì)程序文件很重要，但更重要的是要有一個應(yīng)急授權(quán)機(jī)制，現(xiàn)場施工管理人員要有一個正確理

15、念以及應(yīng)急反應(yīng)能力。 判斷應(yīng)急措施的有效性，就是看其是否可以在確保施工人員安全的前提下很快地克服時(shí)間效應(yīng)。大家都清楚，在一些案例中，由于應(yīng)急處理措施不當(dāng)，造成的次生災(zāi)害比一次災(zāi)害還嚴(yán)重。 第14頁/共20頁理念更新之五：應(yīng)強(qiáng)調(diào)工序管理不能脫離設(shè)計(jì)原則，達(dá)標(biāo)不可一刀切。 隧道設(shè)計(jì)都有明確的荷載分配原則。有的隧道二次襯砌是主要的承載結(jié)構(gòu)，初期支護(hù)僅作為施工過程的安全措施，相反，有的隧道初期支護(hù)是主要的承載結(jié)構(gòu)，而二次襯砌僅作為安全儲備；有的隧道二次襯砌設(shè)計(jì)承受水壓力，有的隧道二次襯砌設(shè)計(jì)不承受水壓力。如武廣客運(yùn)專線大瑤山隧道，設(shè)計(jì)參數(shù)擬定的原則是：初期支護(hù)承擔(dān)施工階段全部荷載，二次襯砌承擔(dān)由于初期

16、支護(hù)可能劣化而作用于二次襯砌上的荷載或由于軟巖蠕變、環(huán)境條件變化等引起的附加荷載以及作為安全儲備。以上這些設(shè)計(jì)原則對指導(dǎo)施工很重要，工序管理不能與此有沖突，否則，很可能留下安全隱患。 對于二次襯砌為主要承載結(jié)構(gòu)的隧道，工序緊湊、仰拱、二次襯砌緊跟對施工安全很重要。但每一個工序都有一個最小的活動空間，仍然有一個時(shí)間效應(yīng)問題。最根本的措施還是加強(qiáng)隧道施工的動態(tài)管理，有應(yīng)急預(yù)案，有快速反應(yīng)機(jī)制。實(shí)踐中有這樣的實(shí)例，在半個月前就已經(jīng)發(fā)現(xiàn)初期支護(hù)變形加快，由于沒有采取應(yīng)急措施，在半個月后造成坍方，實(shí)際上該工點(diǎn)工序管理很緊湊，二次襯砌也跟的很緊，坍方也沒有避免。 第15頁/共20頁 對于初期支護(hù)為主要承載

17、結(jié)構(gòu)的隧道，就不能簡單地規(guī)定一個二次襯砌達(dá)標(biāo)間距。因?yàn)槿绻跗谥ёo(hù)不安全或變形沒有收斂，這時(shí)候急忙施做二次襯砌會給以后的運(yùn)營留下安全隱患。正確的做法是，當(dāng)確認(rèn)初期支護(hù)變形收斂后再進(jìn)行二次襯砌，并留下量測記錄歸檔在案。如果初期支護(hù)不安全或變形沒有收斂，應(yīng)當(dāng)首先加強(qiáng)初期支護(hù)使之達(dá)到要求，其次再考慮加強(qiáng)二次襯砌并進(jìn)行檢算（如果有條件的話）。實(shí)際情況往往是二次襯砌并不具備補(bǔ)強(qiáng)條件，再次擴(kuò)挖又會帶來新的安全問題。 在工序管理中，無論設(shè)計(jì)原則如何，初期支護(hù)緊跟、臨時(shí)支護(hù)盡早封閉都是正確的。中鐵隧道集團(tuán)十年前就提出了“仰拱”超前的施工理念，它有廣泛的適用性，對隧道施工安全十分有效。 第16頁/共20頁案例分析： 為了施工安全要求二襯盡早施作沒有錯，而沒有任何附加條件、一律簡單地規(guī)定一個二次襯砌達(dá)標(biāo)間距值得商榷，因?yàn)檫@顯然違反了新奧法的施工原則。在武廣客運(yùn)專線有處理不當(dāng)造成隧道二襯開裂的例子，起因源自二次襯砌達(dá)標(biāo)活動。 在緊急情況下為了安全要求施作二次襯砌可以約束空間效應(yīng)，但事先要考慮對二次襯砌進(jìn)行補(bǔ)強(qiáng)并進(jìn)行檢算。在二次襯砌澆注混凝土后，要注意這時(shí)初期支護(hù)形變并沒有收斂，二次襯砌承受荷載是有強(qiáng)度條件的，若忽略了這個環(huán)節(jié)有時(shí)會