劉 濤

（中鐵八局集團(tuán)第二工程有限公司，四川 成都 610081）

1 工程概況

秀嶺隧道位于云南省大理州境內(nèi)，隧道全長17623m，于正洞左側(cè)30m設(shè)一平導(dǎo)，平導(dǎo)長17600m（含預(yù)留Ⅱ線），屬特長鐵路隧道。隧道地質(zhì)復(fù)雜，施工組織難度大、工期長，是在建大理至瑞麗鐵路的重點(diǎn)控制性工程。該隧道區(qū)屬構(gòu)造剝蝕高中山地貌，高程從1540～2730m，相對高差約1200m；洞身大部分位于“滇西紅層”之軟質(zhì)巖中，次級斷層及褶皺構(gòu)造較發(fā)育，巖體較破碎，秀嶺隧道的巖性主要為砂巖、泥巖、砂巖夾灰?guī)r等。截止到2019年9月底秀嶺隧道正洞累計(jì)施工長度13183m，剩余4440m，根據(jù)地質(zhì)揭示圍巖類別以Ⅳ級和Ⅴ級以為主。本隧道受地形條件限制，開始自進(jìn)出口兩個(gè)端頭均獨(dú)頭掘進(jìn)，施工過程中增設(shè)必要的平導(dǎo)轉(zhuǎn)正洞工作面，以此加快施工進(jìn)度。受隧道斷面較小限制，施工中采用普通鉆爆法開挖施工，采用有軌運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行各種材料和洞渣的運(yùn)輸。

2 研究目的及目標(biāo)

2.1 研究目的

秀嶺隧道剩余地段以Ⅳ、Ⅴ級軟弱圍巖為主，要實(shí)現(xiàn)2020年11月份開挖貫通的進(jìn)度目標(biāo)，工期壓力較大。目前，國內(nèi)外的長大隧道施工多采用新奧法原理組織施工，但針對特長隧道軟弱圍巖快速施工的研究很少，為加快施工進(jìn)度，形成一套系統(tǒng)、完整、科學(xué)的軟弱圍巖快速施工方法，有必要進(jìn)行快速施工研究。

2.2 研究目標(biāo)

根據(jù)目前剩余的施工工程數(shù)量以及施工天數(shù)，研究目標(biāo)確定為以Ⅳ級圍巖開挖循環(huán)進(jìn)尺2m為例每天施工進(jìn)度到達(dá)1.5個(gè)循環(huán)以上，即要確保每天進(jìn)度不低于3m的進(jìn)度指標(biāo)。

3 研究課題

通過開展分析，擬重點(diǎn)研究以下工作：（1）軟弱圍巖兩臺階快速施工工法、工藝順序研究；（2）保證快速施工時(shí)開挖進(jìn)尺的循環(huán)時(shí)間及最佳資源配置參數(shù)；（3）快速施工的現(xiàn)場施工組織管理。

4 具體研究內(nèi)容

4.1 快速施工工法

（1）開挖進(jìn)尺管理。為保證施工安全，經(jīng)研究確定開挖進(jìn)尺按兩榀鋼架進(jìn)行，即每循環(huán)進(jìn)尺按照2.4m進(jìn)行控制，另應(yīng)嚴(yán)格控制以下幾個(gè)方面的事宜：①嚴(yán)格遵循多打眼少裝藥的控制爆破施工原則，減少對開挖周邊圍巖的擾動(dòng)，以確保安全；②開挖后應(yīng)及時(shí)采用人工找頂排險(xiǎn)，必要時(shí)先進(jìn)行初噴。③為確保光爆效果，現(xiàn)場爆破必須采用光面爆破技術(shù)，項(xiàng)目部成立專門的光面爆破管理領(lǐng)導(dǎo)小組，確保爆破質(zhì)量。

（2）短臺階法開挖。結(jié)合秀嶺隧道圍巖現(xiàn)場實(shí)際、隧道斷面大小情況及資源配置擬采用短臺階方法進(jìn)行開挖。通過研究，確定秀嶺隧道正洞Ⅳ級圍巖開挖高度為11.4m,綜合考慮上臺階扒碴量以及上臺階開挖臺架移動(dòng)難易程度，將上臺階高度定為6m；根據(jù)濕噴機(jī)性能、噴射手適應(yīng)距離和扒碴的難易程度，將臺階長度定為4m。

（3）研究的施工工序及步驟。①上臺階自制開挖臺階搭設(shè)簡易工作平臺，上下臺階同時(shí)鉆眼、裝藥、放炮，每循環(huán)開挖進(jìn)尺統(tǒng)一為2榀鋼架間距，仰拱與下臺階同步開挖，先將下臺階與仰拱一同開挖，然后施作鋼架和噴漿，再利用洞碴將仰拱初支回填；②利用挖掘機(jī)將上臺階洞碴扒到下臺階；③下臺階利用裝載機(jī)配合有軌運(yùn)輸設(shè)備（梭礦）出碴，在出碴的同時(shí)，上臺階立架、施作錨桿、鋼筋網(wǎng)、超前小導(dǎo)管。鋼架底部不密實(shí)或懸空時(shí)，在鋼架底部安裝砼墊塊；④將Ⅳ級圍巖拱墻格柵鋼架變更為全環(huán)格柵鋼架，下臺階出碴完畢后，接長下臺階鋼架和安裝仰拱鋼架，鋪設(shè)鋼筋網(wǎng)，打設(shè)系統(tǒng)錨桿；⑤上下臺階分別噴射砼封閉，此后進(jìn)入下一個(gè)循環(huán)。

4.2 開挖進(jìn)尺的循環(huán)時(shí)間設(shè)計(jì)及最佳資源配置

（1）開挖進(jìn)尺的工序循環(huán)時(shí)間設(shè)計(jì)。秀嶺隧道正洞工期緊任務(wù)重，需擬定工序循環(huán)時(shí)間，如下：IV級圍巖每循環(huán)進(jìn)尺2.4m，考慮洞子深度較長和工序銜接誤差等因素，每循環(huán)時(shí)間確定為16h，每天1.5個(gè)循環(huán)（3.6m），每月按有效工作時(shí)間25d計(jì)，每月要求完成38個(gè)施工循環(huán)，可實(shí)現(xiàn)指導(dǎo)性施組85m/月的進(jìn)度指標(biāo)，如表1所示。

通過表1工序設(shè)計(jì)，除了加強(qiáng)資源配置工作外重點(diǎn)要加強(qiáng)工序?qū)憣?shí)記錄及分析工作，每天開早會(huì)進(jìn)行工序分析，查找影響工序時(shí)間的因素，解決實(shí)際問題，合理調(diào)整施工組織，強(qiáng)化工序管理，不斷優(yōu)化工序時(shí)間，減少循環(huán)時(shí)間，提高現(xiàn)場施工進(jìn)度。

（2）開挖進(jìn)尺最佳主要設(shè)備及人員配置。資源配資按照人工開挖和機(jī)械化配套施工的方案配置，通過開展研究和分析總結(jié)，在開挖過程中根據(jù)圍巖變化進(jìn)行動(dòng)態(tài)優(yōu)化調(diào)整。最佳主要設(shè)備配置如表2所示，最佳人員配備配置如表3所示。

表1 秀嶺隧道正洞IV級圍巖臺階法開挖（每月38個(gè)循環(huán)）工序循環(huán)時(shí)間分解表

表2 秀嶺隧道正洞臺階法開挖主要施工設(shè)備配置表

表3 主要?jiǎng)趧?dòng)力配置表

4.3 快速施工的現(xiàn)場施工組織管理

（1）組織機(jī)構(gòu)保障。為保證秀嶺隧道軟弱圍巖快速施工研究的順利開展，項(xiàng)目部成立以項(xiàng)目經(jīng)理為組長、項(xiàng)目副經(jīng)理及項(xiàng)目總工為副組長的領(lǐng)導(dǎo)小組，全面負(fù)責(zé)研究段施工期間的進(jìn)度管理、研究課題的研究分析、優(yōu)化改進(jìn)、成果總結(jié)工作；同時(shí)實(shí)行項(xiàng)目經(jīng)理和書記的領(lǐng)導(dǎo)包保責(zé)任制，每天安排1名項(xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)班子成員和1名部門負(fù)責(zé)人在現(xiàn)場24h值班。每天晚上在隊(duì)部召開交班會(huì)，分析和解決當(dāng)天存在的問題。

（2）考核激勵(lì)措施。①考核人員。開挖班、噴漿班、立架班、出碴班，以及負(fù)責(zé)現(xiàn)場施工管理的施工員、測量員。②考核標(biāo)準(zhǔn)及方法。每循環(huán)時(shí)間以16h為基準(zhǔn)，循環(huán)時(shí)間12～16h以，每節(jié)約1min獎(jiǎng)勵(lì)10元；循環(huán)時(shí)間12h以內(nèi)，節(jié)約1min獎(jiǎng)勵(lì)15元，具體以響炮時(shí)間為準(zhǔn)?？己瞬捎谩爱?dāng)天考核，當(dāng)天兌現(xiàn)”的辦法，每天12點(diǎn)前，對前一天獎(jiǎng)勵(lì)情況進(jìn)行公布，18點(diǎn)前將獎(jiǎng)金直接發(fā)給班組長，再由班組長進(jìn)行內(nèi)部分配，并將分配表交隊(duì)長審核，由班組成員簽字后上報(bào)給辦公室存檔。

（3）物流組織。①根據(jù)項(xiàng)目物資管理辦法，工程部和隊(duì)部技術(shù)室按月、周根據(jù)施工進(jìn)度計(jì)劃，提前上報(bào)計(jì)劃給物資部做好材料儲(chǔ)備；針對軟巖大變形等情況，提前做好各項(xiàng)突發(fā)情況的施工預(yù)案及物資、機(jī)械設(shè)備儲(chǔ)備。②拌合站根據(jù)隊(duì)部施工生產(chǎn)情況，做好大堆料、水泥等物資儲(chǔ)備，并做好砼生產(chǎn)及運(yùn)輸設(shè)備保養(yǎng)，保證隨時(shí)能滿足現(xiàn)場砼施工需要；③施工現(xiàn)場做好與拌合站溝通，提前1d將砼需求計(jì)劃上報(bào)拌合站，在需要噴漿、澆筑襯砌砼時(shí)，根據(jù)砼供應(yīng)所需時(shí)間，提前通知拌合站將砼運(yùn)輸?shù)浆F(xiàn)場。

（4）設(shè)備管理。加強(qiáng)機(jī)械設(shè)備的配套和管、用、養(yǎng)、修是實(shí)現(xiàn)快速施工的關(guān)鍵。物機(jī)部對各種機(jī)械設(shè)備的管理制定管理辦法，建立相應(yīng)的管理體系和保障機(jī)制，各種機(jī)械設(shè)備指定專人管理，明確表明性能指標(biāo)及操作要點(diǎn)，堅(jiān)決杜絕違章操作，在機(jī)械設(shè)備使用的空隙，立即進(jìn)行檢修和保養(yǎng)，時(shí)刻保證其完好狀態(tài)。

（5）調(diào)度管理。①隧道內(nèi)和洞口值班室安裝有線電話和配置無線對講機(jī)，保持洞內(nèi)外信息暢通，在洞口值班室安排人員24h值班，詳細(xì)記錄進(jìn)出洞人員情況，并負(fù)責(zé)洞內(nèi)外施工人員聯(lián)系、調(diào)度，保證施工人員、機(jī)械、材料及時(shí)到場；②當(dāng)班施工員做好工序?qū)憣?shí)，隊(duì)部安排專職調(diào)度員負(fù)責(zé)調(diào)度工作，每天將施工進(jìn)度和存在問題及時(shí)反饋到項(xiàng)目部調(diào)度，由項(xiàng)目部調(diào)度人員匯總后上報(bào)分管領(lǐng)導(dǎo)解決。

（6）洞內(nèi)運(yùn)輸大循環(huán)的運(yùn)用。隧道施工除渣進(jìn)料尤為關(guān)鍵，針對秀嶺隧道為特長隧道的特點(diǎn)，采用了有軌運(yùn)輸設(shè)備進(jìn)行各種材料的運(yùn)輸，為保證運(yùn)輸?shù)捻樌M(jìn)行，我們研究出了“平導(dǎo)進(jìn)空車正洞出重車”的洞內(nèi)運(yùn)輸設(shè)備循環(huán)運(yùn)輸理念，提高了運(yùn)輸工效，減少了洞內(nèi)的會(huì)車干擾，同時(shí)也減少了軌道的整治和維修費(fèi)用。

5 結(jié)束語

秀嶺隧道正洞在軟弱地層條件下，開展臺階法快速施工工法施工研究，并認(rèn)真進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析和研究總結(jié)，在秀嶺隧道正洞同類地質(zhì)條件工作面進(jìn)行了推廣應(yīng)用。在確保質(zhì)量安全的前提下，通過合理推廣應(yīng)用上述開挖工法及工作理念，實(shí)現(xiàn)了指導(dǎo)性施組進(jìn)度指標(biāo)，自2019年開始連續(xù)數(shù)月突破月進(jìn)度達(dá)85m的指標(biāo)，提高了施工生產(chǎn)進(jìn)度，為確保2020年年底全隧貫通的目標(biāo)奠定了良好的基礎(chǔ)。