談談隧道工程施工特點與組織設計

寇建國

摘要：隧道工程施工，主要要了解隧道工程的特點以及如何編制工程施工組織設計，才能更好為工程施工服務。本文主要從隧道的五大工程特點和施工組織設計編制的四個方面作了簡要分析。

關鍵詞：隧道；施工；特點；組織設計

一、隧道工程特點

隧道是地下建筑物，是山區(qū)公路和鐵路重要工程之一，長、大隧道常常也是控制通車期限的關鍵工程。與地面建筑工程比較，具有以下特點：

1. 由于隧道是地下建筑物，受地質和水文地質條件的制約，因而，施工環(huán)境差、難度大、技術復雜、要求高。隧道開挖時的坑道在未襯砌前，通常須加支撐以受地層壓力。同時地層不得暴露過久，必須及時襯砌，以免地層壓力增大發(fā)生坍塌事故。

2. 隧道施工是一種多工序、多工種聯(lián)合的地下作業(yè)，工作面狹窄，而且地層愈差，所采用的坑道愈小，工作面能容納的人數(shù)不多，出碴、進料運輸量多，施工干擾大，為加快施工進度，需以橫洞、斜井、平行導坑增加工作面，施工復雜而艱巨。因而施工進度受到限制，必須全面規(guī)劃，科學地組織施工。

3. 隧道工程大部分地處深山峻嶺之中，場地狹小，要使用多種機械設備，需要相當數(shù)量的洞外設施來保證洞內施工，而洞外往往受地形限制，場地布置比較困難。

4. 隧道內工作條件差，空氣不足，光線不好，有時還有地下水和有害氣體，如發(fā)生坍塌、涌水、瓦斯等諸多不安全因素，因此，要制定出切實可行的安全技術組織措施。

5. 由于地質、水文地質以及圍巖壓力復雜多變，施工過程中往往需要改變施工方法；隧道工程的工作是循環(huán)性的，常常是幾個工序組成一個循環(huán)，重復各個循環(huán)，使隧道工程向前進展。所以，也要求隧道施工必須不間斷地連續(xù)進行。

因此，要保證隧道施工的順利進行，必須要有嚴密的施工組織，并且使各工序有條不紊地按著循環(huán)作業(yè)的順序和時間進行施工。

二、隧道工程施工組織設計要點

隧道施工組織技術，除一般要求外，主要也應妥善解決以下幾個問題。

1. 施工條件調查研究

隧道施工技術復雜。隧道一般多在山區(qū)，地形、交通條件較差，而工作人員的生活設施，主要機器設備、材料堆放都在洞外，山碴、材料也需要一定場地，因此，隧道所在位置的地形、交通條件應很好調查研究，合理安排。另外，隧道的地下情況，直接影響施工方法，施工進度和人身安全，所以對隧道經(jīng)過的巖層情況、地下水、地下氣體情況也應周密調查，妥善處理。

2. 施工方法選擇與施工順序安排

（1）施工方法的選擇

應以地質條件為主要依據(jù)，結合工期、隧道長度、斷面大小、施工速度、施工單位的機械化程度和施工技術水平以及地形等因素綜合考慮。同時，應盡量采用新技術、新工藝、新設備，以加快施工進度，保證工程質量，提高生產(chǎn)效率，改善勞動條件。還應考慮到圍巖發(fā)生變化時，施工方法的適應性和變更的可能。

新奧法施工是新近發(fā)展的隧道施工新方法。它具有支護速度快，結構受力性能好，作業(yè)空間較大，能適應隧道機械化施工等優(yōu)點，特別是在安全性和經(jīng)濟性方面尤為突出。因此，在選擇施工方法時應優(yōu)先考慮。

（2）安排施工順序

為了安全生產(chǎn)，減少作業(yè)之間的干擾，保證施工質量，提高生產(chǎn)效率，必須保持各作業(yè)間的最小間距。不同的開挖方法有不同的間距要求。施工順序的確定與導坑類型、斷面尺寸及各作業(yè)間隔長度等因素有關，在確定施工方法后，應繪制出施工順序圖。

3. 編制循環(huán)作業(yè)時間表

施工順序圖作好后，就在確定每個順序一次循環(huán)的進度。每個施工順序應采用先進的施工技術和最佳的勞動組合，然后按施工定額和一次循環(huán)的進度，計算出循環(huán)的時間。每次循環(huán)的工作必須具體明確，以便指導工作。在這里必須指出，在編制循環(huán)作業(yè)時間表時，應盡量使每一施工順序做到：

（1）各班進度一致以求均衡生產(chǎn)，可用工班組成人數(shù)來調整；

（2）放炮時間在同一時刻，并使這些時間和休息時間相結合，以減少工時損失。

4. 編制施工組織進度圖

施工進度的確定應考慮的主要因素如下：

（1）計算出隧道開挖作業(yè)進度

影響隧道開挖進度的因素很多，如圍巖硬度、炮眼個數(shù)、布置、深度等都直接關系到開挖進度，而這些因素又是千變萬化的，可根據(jù)施工定額或施工統(tǒng)計資料和有關參數(shù)進行開挖進度計算。隧道開挖工期是以鉆眼、裝藥、爆破、通風、安全處理、出碴、支護等一次循環(huán)作業(yè)時間為基礎，選定有關參數(shù)進行計算確定；也可運用網(wǎng)絡計劃技術，分工序繪制循環(huán)作業(yè)網(wǎng)絡圖分析計算。

（2）邊墻及供圈襯砌作業(yè)進度

襯砌作業(yè)的進度受到相應開挖作業(yè)進度的控制。通常是以開挖進度來安排襯砌進度的，只有鋪底作業(yè)為避免影響洞內運輸，往往放在各開挖、襯砌項目完成后進行。襯砌作業(yè)施工進度也可根據(jù)施工定額或有關指標計算。

此外，洞門工程可根據(jù)地質情況及工程數(shù)量來確定工期，地質不良的洞門應盡早盡快完成，以保證安全。若為混凝土襯砌，水溝及壓漿工作可在邊墻及拱圈完工后7～14天完成；若為砌石圬工時，可在邊墻及拱圈完工后3～4天完成。

（3）繪制施工平面布置圖

由于隧道工程施工場地狹小，洞外施工場地布置得合理與否，關系到隧道施工能否迅速、正常與安全地進行，也關系到隧道的文明施工。因此，應根據(jù)洞口地形、地質、水文條件，考慮有利于生產(chǎn)，也方便職工生活，合理布置棄碴場、堆料場、各種機械房、油庫、炸藥雷管庫、辦公室、宿舍、食堂、洞口排水系統(tǒng)、運輸?shù)缆?、三管兩線等設施。