高地應(yīng)力軟巖大變形鐵路隧道工程的監(jiān)理工作要點(diǎn)

唐勇軍

（蘭州交大工程咨詢有限責(zé)任公司， 甘肅 蘭州 730070）

0 引 言

鐵路隧道施工中，在高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖大變形隧道作為特殊地質(zhì)條件下大變形隧道的一種類型，具有隧道開挖后變形速率大、變形遲遲得不到穩(wěn)定、變形絕對值大、變形突發(fā)性強(qiáng)并且在大變形作用下出現(xiàn)斷面縮小、拱頂下沉、拱腰開裂、基底上鼓等特點(diǎn)。有的地段甚至對已施作好的二襯結(jié)構(gòu)造成開裂破壞。對施工過程和運(yùn)營安全造成極大的挑戰(zhàn)。

筆者結(jié)合自身的監(jiān)理工作實(shí)踐和體會(huì)，就如何在高地應(yīng)力條件下針對軟弱圍巖大變形隧道開展好監(jiān)理工作，切實(shí)發(fā)揮好監(jiān)理作用，實(shí)現(xiàn)監(jiān)理工作目標(biāo)，確保工程安全、質(zhì)量可控等，對施工前期和施工過程階段監(jiān)理工作的要點(diǎn)，談?wù)勛约旱目捶ā?/p>

1 前期監(jiān)理工作要點(diǎn)

1.1 加強(qiáng)對監(jiān)理人員和設(shè)備的配置

針對工程的難度和特點(diǎn)，監(jiān)理站要嚴(yán)格按照鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的要求，嚴(yán)格履行投標(biāo)承諾，配備經(jīng)驗(yàn)豐富、年齡結(jié)構(gòu)合理、高素質(zhì)的專業(yè)監(jiān)理工程師駐場，重點(diǎn)加強(qiáng)對地質(zhì)、測量、試驗(yàn)等專業(yè)監(jiān)理工程師的配置；加強(qiáng)對試驗(yàn)、測量、檢測、辦公等設(shè)備儀器的配置。由公司層面組織一批具有豐富理論、實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的專家顧問組，發(fā)揮技術(shù)支撐作用，對工程監(jiān)理的實(shí)施提出具有建設(shè)性的指導(dǎo)意見。

進(jìn)場前對監(jiān)理人員進(jìn)行培訓(xùn)、考核?？偙O(jiān)理工程師要組織監(jiān)理人員，搞好監(jiān)理站內(nèi)部技術(shù)交底工作，確保每一位監(jiān)理人員從思想上、管理上、技術(shù)上、服務(wù)上充分認(rèn)識到高地應(yīng)力軟巖大變形隧道工程監(jiān)理工作的艱巨性、復(fù)雜性和極高的風(fēng)險(xiǎn)性。

1.2 加強(qiáng)對設(shè)計(jì)圖紙和地勘報(bào)告的審核

監(jiān)理站要組織各專業(yè)監(jiān)理工程師認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙和工程地質(zhì)勘察報(bào)告，組織監(jiān)理人員和施工單位技術(shù)人員對施工現(xiàn)場進(jìn)行踏勘，重點(diǎn)是對隧道頂及線路上方山體存在的沖溝、水源、洞穴等進(jìn)行排查并對照設(shè)計(jì)；對設(shè)計(jì)中存在的地質(zhì)情況不清晰、支護(hù)參數(shù)偏弱等問題，及時(shí)提出建議上報(bào)業(yè)主；真正督促落實(shí)好技術(shù)交底與圖紙會(huì)審工作。在對設(shè)計(jì)圖紙和現(xiàn)場認(rèn)真研究的基礎(chǔ)上，認(rèn)真審核具體技術(shù)方案，確保施工方案的科學(xué)性、合理性、針對性和經(jīng)濟(jì)性。

1.3 編制具有針對性的監(jiān)理規(guī)劃和監(jiān)理細(xì)則

監(jiān)理站要組織各專業(yè)監(jiān)理工程師認(rèn)真研究設(shè)計(jì)圖紙。在對施工現(xiàn)場進(jìn)行踏勘的基礎(chǔ)上，確定監(jiān)理工作的重點(diǎn)和關(guān)鍵；編制詳細(xì)的、有針對性的監(jiān)理規(guī)劃和細(xì)則；明確監(jiān)理的范圍、內(nèi)容、工作程序和制度措施，包括監(jiān)理站架構(gòu)、人員配備計(jì)劃和各自的職責(zé)；對重點(diǎn)和關(guān)鍵性的工序，要有詳細(xì)的作業(yè)指導(dǎo)書和旁站監(jiān)理計(jì)劃。例如對地質(zhì)分析、監(jiān)控量測、初期支護(hù)、坍方處理、防排水的施作等。

1.4 按程序履行好前期工作監(jiān)理職責(zé)

嚴(yán)格按照監(jiān)理工作程序，開展好前期監(jiān)理工作。要認(rèn)真審批施工單位上報(bào)的施工組織設(shè)計(jì)和開工報(bào)告，要從“人、機(jī)、料、法、環(huán)”等方面認(rèn)真審核。重點(diǎn)是：施工單位選派的項(xiàng)目經(jīng)理、技術(shù)負(fù)責(zé)人是否滿足合同和工程實(shí)際的需求；施工單位入場的機(jī)械設(shè)備是否滿足工程施工的要求；制定的施工方法和措施是否具有針對性、操作性。要開好第一次監(jiān)理例會(huì)，明確各項(xiàng)監(jiān)理工作程序、制度，要求同施工單位一同執(zhí)行落實(shí)；要和施工單位一起制定一些針對性的措施，如聯(lián)合檢查、工點(diǎn)包保、風(fēng)險(xiǎn)管理、首件認(rèn)可、樣板引路等；要督促落實(shí)施工單位實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化管理，嚴(yán)格按照鐵路建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化的要求，加大施工現(xiàn)場標(biāo)準(zhǔn)化管理工作的推行力度，落實(shí)以“專業(yè)化的隊(duì)伍、規(guī)范化的用工、標(biāo)準(zhǔn)化的管理、程序化的運(yùn)作”為主要特點(diǎn)的“架子隊(duì)”管理模式，為施工提供有力保障，形成以機(jī)械化、工廠化、專業(yè)化、信息化為支撐的標(biāo)準(zhǔn)化管理體系；嚴(yán)格現(xiàn)場“三員”帶班制度、掛牌進(jìn)洞制度、“一管兩包”制度和作業(yè)卡片制度等。促使全體參建人員做到事事有標(biāo)準(zhǔn)，讓標(biāo)準(zhǔn)成為習(xí)慣、習(xí)慣符合標(biāo)準(zhǔn)、結(jié)果達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)。

2 施工過程中監(jiān)理工作要點(diǎn)

2.1 超前地質(zhì)預(yù)報(bào)監(jiān)控

高地應(yīng)力軟巖大變形隧道必須將超前地質(zhì)預(yù)報(bào)工作納入施工工序管理。目的是通過地質(zhì)調(diào)查、物探、鉆探、超前導(dǎo)坑等綜合手段，進(jìn)一步查清隧道開挖工作面前方工程、水文地質(zhì)及各種不良地質(zhì)等信息，降低地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的幾率和危害程度，保證工程安全質(zhì)量。可采用 TSP、紅外線探測、超前探孔和地質(zhì)素描等方法，進(jìn)行超前地質(zhì)預(yù)報(bào)。監(jiān)理工程師應(yīng)督促設(shè)計(jì)、施工單位開展好此項(xiàng)工作，對超前地質(zhì)預(yù)報(bào)方案進(jìn)行審批，對超前地質(zhì)預(yù)報(bào)過程進(jìn)行旁站監(jiān)理，對超前地質(zhì)預(yù)報(bào)結(jié)果進(jìn)行審核。重點(diǎn)對軟弱圍巖斷層及斷層影響帶、含水構(gòu)造帶、圍巖級別變化的位置、規(guī)模及性質(zhì)進(jìn)行核對分析，確保信息對應(yīng)和工法對應(yīng)，起到指導(dǎo)現(xiàn)場施工，為變更設(shè)計(jì)提供依據(jù)的作用。對隧道開挖工作面前方未經(jīng)采用有效手段綜合預(yù)報(bào)的，總監(jiān)要立即下發(fā)《工程暫停令》，切實(shí)做到“先探后挖，未探不挖”。

2.2 監(jiān)控量測監(jiān)控

監(jiān)控量測工作對高地應(yīng)力軟巖大變形隧道的施工十分重要，必須將其作為關(guān)鍵工序納入現(xiàn)場管理。監(jiān)理工程師要督促落實(shí)“三測制度”，全程旁站并確認(rèn)施工單位監(jiān)控量測點(diǎn)埋設(shè)要求的符合性、數(shù)據(jù)采集的真實(shí)性、回歸分析的及時(shí)性；將每日監(jiān)控量測工作納入監(jiān)理日記。重點(diǎn)檢查施工單位是否堅(jiān)持隧道圍巖量測的日檢測、分析制度。要求每天堅(jiān)持對隧道開挖、支護(hù)等過程中的圍巖位移和應(yīng)力變化等情況進(jìn)行檢測，對檢測資料進(jìn)行綜合分析。當(dāng)圍巖變化超標(biāo)時(shí)，要及時(shí)下發(fā)監(jiān)理指令，要求施工單位采取加強(qiáng)支護(hù)等措施進(jìn)行控制，直至穩(wěn)定。在現(xiàn)場檢查中，將圍巖量測技術(shù)資料作為必查項(xiàng)目。進(jìn)洞之后必須核測圍巖量測點(diǎn)，隨時(shí)了解和掌握圍巖變形及量測情況，并將監(jiān)督圍巖量測的信息及時(shí)反饋和指導(dǎo)施工。

2.3 施工安全步距監(jiān)控

對軟弱軟巖及不良地質(zhì)鐵路隧道明確規(guī)定，隧道開挖后的初期支護(hù)應(yīng)及時(shí)施作并封閉成環(huán)；V 級以上圍巖仰拱封閉位置距離開挖面不得大于 35 m，二次襯砌距開挖面的距離不得大于 70 m。監(jiān)理工程師要督促施工單位嚴(yán)格執(zhí)行隧道施工步長關(guān)系制度。要求施工單位認(rèn)真填寫隧道洞口步距警示牌，堅(jiān)持“步長關(guān)系超標(biāo)時(shí)，任何人有權(quán)拒絕進(jìn)洞”，并把這項(xiàng)制度作為有效控制安全的長效機(jī)制常抓不懈。當(dāng)發(fā)現(xiàn)步長關(guān)系超標(biāo)時(shí)，堅(jiān)決下發(fā)監(jiān)理指令停止掘進(jìn)，并及時(shí)采取加快仰拱、二襯施工、增加施工人員和設(shè)備等措施予以糾正。實(shí)踐證明，盡量縮短施工安全步距，對控制大變形、確保施工安全起到了很好的作用。

2.4 積極參與對開挖工法的研究

開挖工法的選用，對高地應(yīng)力軟巖大變形隧道的施工起到了關(guān)鍵性的作用。在監(jiān)理工作實(shí)踐中，監(jiān)理工程師在現(xiàn)場參與制定了雙線隧道微臺(tái)階法施工的開挖工法。具體如下：上臺(tái)階高度 4 m 左右，每一循環(huán)進(jìn)尺一榀 0.5 m，采用洗挖機(jī)開挖，上臺(tái)階長度在 3 m 左右；中臺(tái)階左右錯(cuò)開 2 m 左右，最近端距上臺(tái)階 2 m 左右，中臺(tái)階高度在 2.6 m 左右，中臺(tái)階每一循環(huán)進(jìn)尺兩榀，采用挖掘機(jī)開挖，人工修整；下臺(tái)階左右錯(cuò)開 2 m 左右，最近端距中臺(tái)階 2 m 左右，下臺(tái)階高度在3.5 m 左右，下臺(tái)階每一循環(huán)進(jìn)尺兩榀，采用挖掘機(jī)開挖，人工修整。仰拱緊跟下臺(tái)階，這樣仰拱距上臺(tái)階開挖面步距為 20 m 左右。上臺(tái)階采用簡易開挖臺(tái)架，高度為 2 m，人工配合機(jī)械進(jìn)行鋼架支立。實(shí)踐證明，此種工法可以盡量少擾動(dòng)圍巖，很好地控制變形。實(shí)現(xiàn)了隧道施工“快挖、快支、及時(shí)封閉”的施工理念。也為監(jiān)理工作目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)提供了保障。

2.5 積極參與對設(shè)計(jì)參數(shù)的研究

設(shè)計(jì)參數(shù)的選擇對高地應(yīng)力軟巖大變形隧道的控制變形和以后的運(yùn)營安全，起到了決定性的作用。監(jiān)理工程師在施工過程中，要及時(shí)根據(jù)開挖揭示的圍巖特性和掌握的施工實(shí)際情況，提出對設(shè)計(jì)參數(shù)的變更建議，積極參與對設(shè)計(jì)參數(shù)的研究。經(jīng)過參建各方長期的試驗(yàn)、研究、總結(jié)，由最初采用 I20 b 型鋼單層初期支護(hù)、二次襯砌加強(qiáng)、砂漿錨桿的設(shè)計(jì)參數(shù)到最后采用雙層 H175 型鋼初期支護(hù)、二次襯砌加強(qiáng)、自進(jìn)式錨桿、徑向注漿的設(shè)計(jì)參數(shù)，施工中起到了很好的效果。監(jiān)理工程師通過積極參與對設(shè)計(jì)參數(shù)的研究和變更，可以更好地掌握設(shè)計(jì)意圖，更有利于對施工各環(huán)節(jié)的控制。

2.6 積極參與技術(shù)攻關(guān)

在高地應(yīng)力條件下的軟巖大變形隧道的施工中，會(huì)出現(xiàn)初期支護(hù)噴射混凝土開裂、掉塊，鋼架扭曲、斷裂，初期支護(hù)失穩(wěn)破壞及侵限等現(xiàn)象，有的地段甚至對已施作好的二襯結(jié)構(gòu)造成開裂破壞。針對施工中遇到的技術(shù)難題，開展技術(shù)攻關(guān)活動(dòng)，十分有必要。監(jiān)理站應(yīng)積極參與技術(shù)攻關(guān)活動(dòng)。監(jiān)理工程師通過對各工作面的關(guān)鍵工序進(jìn)行旁站，如實(shí)記錄現(xiàn)場各工序施工工藝、施工質(zhì)量、各種資源投入、施工進(jìn)展等情況，向攻關(guān)小組及時(shí)提供必要的記錄資料等工作。通過協(xié)助解決施工過程中存在的諸多技術(shù)難點(diǎn)問題，對工程可以進(jìn)行很好的控制。

2.7 嚴(yán)格控制各工序、工藝施工質(zhì)量

監(jiān)理工程師必須認(rèn)真履行好自己的崗位職責(zé)，對隱蔽工程及重點(diǎn)部位施工過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)留存影像資料和實(shí)時(shí)監(jiān)控，采取不定時(shí)巡查、夜查、旁站監(jiān)理、隱患整改跟蹤反饋等措施，嚴(yán)格控制各工序、工藝的施工質(zhì)量。依據(jù)設(shè)計(jì)和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)重點(diǎn)監(jiān)控好以下關(guān)鍵點(diǎn)：超前小導(dǎo)管的施作數(shù)量、長度、搭接、角度；鋼拱架的型號、連接、間距；鋼筋網(wǎng)片的間距、搭接長度；噴射混凝土的工藝、強(qiáng)度、與巖面的密實(shí)度；鎖角錨桿、鎖固錨桿、系統(tǒng)錨桿的長度、連接；超前錨管、鎖角錨桿、鎖固錨桿、系統(tǒng)錨桿注漿及徑向小導(dǎo)管注漿工藝；仰拱厚度、弧度、虛渣的清理；二次襯砌的厚度、鋼筋綁扎、密實(shí)度、強(qiáng)度；防排水施工工藝；對初支后空腔的回填處理；對坍方的處理過程；對二襯混凝土拱頂脫空的注漿工藝過程等。通過全過程的嚴(yán)格監(jiān)理，真正達(dá)到以質(zhì)量保安全，有效控制大變形的目的。

2.8 重視第三方檢測工作

對已經(jīng)施工完成的隧道工程，監(jiān)理工程師應(yīng)督促施工單位及時(shí)委托有資質(zhì)的第三方檢測單位開展好檢測工作。主要是采用地質(zhì)雷達(dá)法通過對隧道襯砌表面的無損檢測，進(jìn)一步對隧道襯砌厚度、混凝土密實(shí)度、鋼筋分布、拱架間距及襯砌背后填充情況等施工質(zhì)量進(jìn)行評價(jià)。監(jiān)理工程師要對第三方檢測實(shí)施方案進(jìn)行審批，對第三方檢測過程進(jìn)行旁站監(jiān)督，對第三方檢測結(jié)果進(jìn)行核對。必要時(shí)可進(jìn)行取芯、破檢驗(yàn)證。要督促、見證施工單位按照審批的方案對存在的問題進(jìn)行徹底整改閉合。做到不留安全、質(zhì)量隱患。

3 結(jié) 語

近年來，在我國鐵路建設(shè)中，隧道工程所占的比重越來越大，地質(zhì)條件會(huì)越來越復(fù)雜。對于高地應(yīng)力條件下軟弱圍巖大變形這種特殊地質(zhì)隧道工程的施工，目前可以說還處于不斷的研究摸索中。很多問題的出現(xiàn)超出了鐵路相關(guān)規(guī)范、標(biāo)準(zhǔn)，無規(guī)律、經(jīng)驗(yàn)可循。筆者結(jié)合自身的施工監(jiān)理工作經(jīng)歷，就高地應(yīng)力條件下軟巖大變形鐵路隧道工程的監(jiān)理工作進(jìn)行了一些探討和總結(jié)。以上監(jiān)理工作要點(diǎn)經(jīng)實(shí)踐證明是可行的，對確保施工安全、質(zhì)量、進(jìn)度，取得了很好的效果。希望能為同類工程的監(jiān)理工作提供一些幫助。

[1]上海鐵路局.鐵路工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化管理叢書[M].北京:中國鐵道出版社,2009.

[2]關(guān)寶樹.隧道工程施工要點(diǎn)集[M].北京:人民交通出版社,2003.

[3] TBJ 287—2004,鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)[S].

[4] TBJ 269—2007,鐵路建設(shè)工程監(jiān)理規(guī)范[S].