隧道工程施工技术与成本管理

隧道工程施工技术与成本管理

摘要:

根据隧道工程长度大、线形要求高等特点,结合工程实例,对开挖、锚喷支护、出渣运输和二次衬砌、通风四大关键技术的要点进行分析,在此基础上采取价值系数计算法,深入分析关键施工技术对施工成本管理所造成的影响,并提出相应的调整与处理办法,具有推广和使用价值,旨在为隧道工程建设及成本管理提供可靠的依据。

关键词:

隧道工程;关键施工技术;成本管理

0引言

高速公路与铁路对于路线的线形有很严格的要求,而且隧道规模与数量也在不断的增多。在工程施工中,爆破、开挖、支护与通风均为关键技术,其应用、管理会对工程质量造成直接影响。与此同时,关键技术的成本管理也会对工程质量与工期造成严重的影响。为此,本文在提出隧道工程关键施工技术的基础上,对其成本管理进行分析,具体内容如下。

1隧道工程关键施工技术与管理

1.1开挖

隧道开挖技术水平的高低是确保施工安全与效率的关键因素,而且洞口与洞中的开挖施工需要特别对待。洞口开挖由于表层风化较为严重,施工速度较慢,通常运用上导坑法实施进洞[1]。在洞门顶端,先使用小断面开挖出上导坑。在上导坑进入到相对较好的围岩约5m时,再从洞中向洞口的方向逐渐扩大,并对衬砌拱部进行开挖,距离洞口约3m时,暂时不进行扩大,待洞口背部形成10∶1的坡度以后,对预留3m进行扩大,并立即搭建支架与拱架模板,并浇筑混凝土,形成一个稳定的整体。由于洞口位置上的施工时间很长,所以在洞口完成开挖之后,需在第一时间喷射一层混凝土,以此对掌子面进行封闭[2]。洞门与洞口位置上的排水系统应及时建成,保证施工安全。在后续施工中,需切实强化施工用水与排水管控,防止积水对墙基造成浸泡,从而避免围岩自身承载力产生变化。洞中开挖由于围岩情况的不同要采取适宜的方法。针对围岩情况相对较差的位置,依然运用人工法进行开挖,同时严格遵循“短进尺、早支护”的基本原则[3]。针对常规II、III类围岩,可使用爆破的方法进行开挖。迄今为止成功应用并且最为合理的方法即为光面爆破法。对于光面爆破法而言,其关键技术包括炮眼设置、药量设计等,需将“不超挖、不欠挖、弱振动”等作为基本的施工原则。此次研究将全断面爆破作为例子,其钻爆参数设计为:掏槽眼。运用双临空直眼掏槽,直径控制在60mm左右,掏槽尺寸为1×1m,炸药的装药直径45mm,药卷使用直径为40mm的乳胶炸药,其不耦合系数确定为

1.2。扩槽眼。

扩槽眼和掏槽眼之间的距离为25cm,运用直径较大的药卷进行集中装药,其集中度不得超过1.05kg/m。掘进眼。掘进眼和内圈眼之间的排距一般为60cm,而间距在80cm左右。使用直径为42mm的药卷进行集中装药,不偶合系数确定为1.14,集中度与扩槽眼相同。内圈眼。内圈眼和周边眼之间的排距一般为50cm,相邻两个内圈眼的间距在50cm左右。使用直径为35mm的药卷进行集中装药,不偶合系数确定为1.37,集中度相对较大,为1.78kg/m。周边眼。周边眼之间的距离一般为40cm,其密集系数经计算确定为0.67。周边眼和内圈眼之间的距离为50cm,集中度为0.24kg/m。为降低对围岩造成的扰动,需使用直径为35mm的药卷实施间隔式装药,其不偶合系数确定为1.37。底板眼。隧道场地内地下水丰富,底板眼需充分考虑水的作用及影响,使用直径为40mm的乳胶炸药进行集中式装药,孔间距离为60cm。炮眼深度。炮眼开凿工具选用YT—28风动凿岩机,单根钻杆的长度为2.0~2.5m,一般炮孔按规范开凿,掏槽眼需在原有基础上加深10%。1.2锚喷支护高速、有效的锚喷支护为确保隧道施工安全的重要环节。在较差的围岩段,光面爆破施工完成后,锚喷支护需要快速进行。本次研究将断层锚喷支护为主要对象,其通常将4m锚杆作为主要超前支护,环向间距设置为40cm,而纵向间距一般为2m,其他均为一般性喷锚支护。拱部锚杆的直径设置为44mm,长度在2m左右[4]。

1.3出渣运输及二次衬砌

对施工进度造成实际影响的因素有两个:①出渣运输;②隧道二次衬砌。由于施工作业面较为狭窄,针对长大隧道而言,需要使用具有较高机械化的运输系统[5]。出渣需使用有轨运输,以确保施工工期并在此基础上做好喷锚支护。

1.4隧道通风

良好通风为实现隧道快速作业、确保人员安全的关键因素。在长大隧道中,通风始终都是重要技术难题。在通风设计工作中,需注意以下两个问题,其一为选用正确的通风设施;其二为科学配置通风系统[6]。对于目前普遍的长大隧道而言,建议采用压入式与抽出式相结合的方式进行通风。

2隧道工程施工成本管理

对于价值工程,其功能、价值与成本间的相互关系可表示为:价值=功能/成本,也可表示为V=F/C[7]。隧道工程施工依据其自身特征可分成三大部分,分别为开挖、衬砌与铺底,功能要求需达到结构紧固、防水防渗、美观、平整等目标。基于这些功能要求,确定出隧道施工权重,进而获取功能分析。在明确施工关键技术以后,对功能实施评价与打分,同时给出分数并对功能系数进行计算,计算公式为:功能系数=施工关键技术分/施工项目总分同时算出其成本系数:成本系数=分项工程的预算成本/项目成本总量据此可得出价值系数:价值系数=功能系数/成本系数在求出价值系数以后,需分析系数在1以内的所有项目。若此分项的工程预算成本所占比例较大,则需要进行有效的调整。针对系数在1以上,但相应的预算成本依旧较大的项目,比如衬砌施工等,也需要实施正确的价值分析,以不断挖掘项目潜力,从而实现功能和成本间的最优匹配[8]。

3结语

综上所述,通过对隧道施工关键技术的深入阐述与施工成功经验的总结,充分结合施工关键技术的成本和功能间的相互关系,探讨技术本身对成本管理造成的实际影响,最终确定一种由施工关键技术出发,实施有效成本管理的策略。实践证明,这一方法合理有效,值得在实际工程中借鉴使用。

作者:李国东 单位:石家庄市公路桥梁建设集团多种经营处

参考文献:

[1]周辉,沈金锋.隧道工程关键施工技术与成本管理的探讨[J].河南建材,2011(1):11-13.

[2]张金凤.加强隧道工程施工关键技术管理[J].城市建筑,2013(24):90-96.

[3]胡启军.岩溶隧道施工关键技术及其工程应用[J].山西建筑,2009(27):301-302.

[4]李同安.拱北隧道曲线管幕工程关键施工技术分析[J].路基工程,2015(6):144-147.

[5]李凤刚,黄仰收.隧道工程施工关键工序管理的初步分析[J].地下空间与工程学报,2013(2):255-257.

[6]刘友春.明堂山特长隧道施工过程中的技术改进措施与管理[J].门窗,2014(2):318-319.

[7]吕进,赵相业,顾全,等.城区穿河隧道工程安全施工关键技术探究[J].江苏水利,2014(8):19-21.

[8]温江涛.高速铁路双线隧道进洞段及洞口浅埋段施工方法研究[J].石家庄铁道大学学报(自然科学版),2012(1):81-85