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浅谈长大隧道施工组织方案的优化

摘要：随着我国公路等基础设施的不断发展，长大隧道也越来越多。施工组织设计作为指导施工全过程各项活动的技术经济性文件,是施工技术与施工项目管理有机结合的产物,隧道工程本身是一种特殊的工程项目。隧道施工组织设计作为交通工程的重要组成部分,在施工中具有十分重要的意义。分析了隧道施工组织设计中存在的问题,并提出了具体的改进方法,结合工程实例,对隧道的施工组织设计进行了实例分析。本文以旬阳隧道为例对长大隧道施工中施工组织设计方案的编制和优化进行了探析。
　　关键词：长大隧道；施工组织

施工组织设计是以单个工程为对象进行编制的,有很强的技术性和综合性,需要编制人员有足够的建筑工程理论和一定的实践经验。施工组织设计的内容必须适应工程项目和业主、设计、监理的特殊要求,同时也必须符合国家有关法律、法规、标准及地方规范的要求。施工组织设计编制必须满足最终的一个基本要求即对施工过程起到指导和控制作用,在一定的资源条件下实现工程项目的技术经济效益,达到施工效益与经济效益双赢的目的。
一、隧道施工组织设计存在的问题
1)内容陈旧,缺乏新技术、新工艺,没有起到提高劳动效率、降低资源消耗的作用。隧道施工组织设计没有体现出目前所累积的施工技术资源,使之得不到有效、充分的应用,特别是其中的智力资源,一方面是编制人员自身素质和经验不足造成的;另一方面是传播渠道不畅通所致,对早已有的成功经验没有进行借鉴。
2)对施工组织设计采用套模板的方式,缺乏针对性。对技术规范照搬照抄,而未对具体工程的特点进行有针对性的规划和设计,没有起到指导施工作用。这主要是有的施工组织设计编制人员缺乏技术理论基础和具体施工经验。施工组织设计必须对每个工程逐个进行编制,以适应不同工程的特点。
3)主观上不够重视。现在编制的施工组织设计只作为技术管理制度的一项工作,它主要追求施工效益而很少考虑经济效益,存在只注重组织技术措施,而忽视经济管理的内容,以至在实施过程中不讲成本,没有实现经济效益的目标。
4)不考虑具体工程的特点。如不注重超前地质预报等具体工艺,不做好隧道安全防护设计工作和预算等。
二、隧道施工组织设计改进的思路分析
综上所述,我们在做隧道施工组织设计的时候,应该从如下方面着手。
1)从主观上高度重视。施工组织设计不仅是指导施工的主要技术文件,它还为有关部门的决策和宏观控制提供依据,为建设拨款提供依据,为按合理工期组织施工及签订招投标合同提供依据。要强化施工组织设计的管理,在主观上必须高度重视,对施工组织设计的审批权限应与设计文件审批权限相等对待,同时要严格执行,坚持按施工组织设计安排计划、组织施工。隧道工程施工组织设计的编制,应在建设前期完成,施工组织设计的编制,应在施工准备期内完成。
2)综合采用多种技术手段。由于隧道建设包括了井下、土建等多类工程,在施工组织设计中既要考虑工程之间和工序之间的接替,又要考虑同一时间、同一地点的多工种立体交叉作业,既要有时间的平衡,还有资金的平衡、劳动力的平衡、物资的平衡、设备的平衡等。总之头绪繁多,纵横交错,是一项庞大繁杂的系统工程,因此,必须采用先进的科学手段才能满足要求。科学的施工组织设计,大都采用了计算机程序控制和统筹网络,进行工期、资金、劳动力的优化,大大提高了施工组织设计的水平,解决了关键性的工程问题,保证了全隧道的正常施工,为快速掘进创造了必要条件。今后,隧道建设条件日趋复杂,制约因素很多,没有先进的科学手段是不可能完成如此繁重的组织设计工作。
3)结合隧道具体情况进行综合考虑编制。施工组织设计的内容就是根据不同工程的特点和要求,根据现有的和可能创造的施工条件,从事实出发,决定各种生产要素的结合方式。选择合理的施工方案是施工组织设计的核心,应根据多年积累的施工技术资源,同时借鉴国内外先进施工技术,运用现代科学管理方法并结合工程项目的特殊性,从技术及经济上互相比较,从中选出最合理的方案来编制施工组织设计使技术上的可行性同经济上的合理性统一起来。具体来说,施工单位编制的隧道施工组织设计必须将安全生产、危险源识别评价与控制、应急救援预案等作为重要内容,尤其在编制穿越断层破碎带、岩溶、岩爆、瓦斯、软岩变形等不良地质和膨胀土、富水黄土等特殊岩土专项施工方案时,必须将安全生产保证措施作为重要内容。隧道施工应按审查批准的施工方法组织实施,确需调整的须经总监理工程师组织设计、施工单位研究后报建设单位批准,重点隧道重大施工方案调整须报最高主观部门批准。不良地质、特殊岩土、深埋长大隧道的专项施工方案由项目经理、技术负责人和安全负责人共同组织编制,报施工企业主管领导审查,经总监理工程师审核后实施,并由施工企业专职安全生产管理人员进行现场监督。
4)引入全新的施工组织设计编制思路。①运用系统的观念和方法,建立施工组织设计编制工作的标准。工程管理部门对建筑工程的大中型项目施工组织设计进行收集,经过分析和归纳,整理并发布,则能使先进的施工组织设计更能发挥效益,减少编制人员重复劳动并且能推广先进经验。②实行施工组织设计的模块化编制,更多的运用现代化信息技术,以便进行积累、分组、交流及重复应用,通过各个技术模块的优化组合,减少无效劳动。③与国家质量管理体系标准相结合,走质量效益型发展道路,建立并完善科学的、规范的质量管理体系。逐项编制质量保证计划,与施工组织设计工作同时进行,并努力使二者有机结合起来。
5)重在贯彻。施工组织再完善也需要贯彻,在贯彻中,我们必须在勘察设计、安全管理、加强和改进变更设计管理、加强隧道施工安全监督管理等方面认真进行施工组织设计的贯彻,并结合工程进度和实际情况进行必要的修正。
三、隧道施工组织设计实例分析
1）旬阳特长隧道施工组织设计的动态管理。
旬阳特长隧道位于的十天高速公路的安康东段吕河境内，隧道单洞全长7276米（左线长3616米，右线长3660米）。隧道通过的地层地质复杂,不可预见的地质灾害多。施工组织设计编制充分考虑了“动态管理”的原则。为确保旬阳隧道建设总工期,施工组织实行动态管理,施工单位在建设单位的统一部署下,实现施工组织的动态管理、动态调整;动态管理强调施工单位无条件服从协调。要求施工单位按投标承诺,确保完成施工组织中任务划分的基本工作量,争取多完成的目标,全而整合施工组织、各项资源配置等以满足进度指标要求。施工单位按建设单位要求编制实施性施工组织设计,细化各级围岩施工的各道工序,严格控制工序作业时间,以工序保循环,以循环保进尺,确保隧道工程按施工组织安排完成。根据地质条件变化、施工进展等情况,编制施工组织设计实施,对各个施工参数进行统计、分析,及时决断,对施工单位分界点、各工作面主攻方向、是否增加工作面、工程量等进行动态调整。在施工中,对工期滞后、施工质量差、安全隐患多的施工单位,建设单位有权进行标段的调整或劝退。在动态施工中,根据动态设计的变更、施工方案的调整和施工进展情况,不断进行施工动态组织设计的编制,不断调整优化工期,使隧道工期始终控制在建设工期之内。
2）工程主要技术
　　工程实施进度控制方法，施工单位在施工进度落实方面制定了有力措施，实行工期目标管理，作业队长目标责任制；合理配置资源，满足进度要求；优化施工方案，科学组织施工；抓关键环节，加快工程进度；加强机械设备管理与维护；加强材料供应及物资储备工作，避免因停工待料而影响工期。
　（1）通风技术
　　1、施工通风难点
　　首先，无轨运输，车辆机械尾气污染严重；其次，上下边坡在沿掘进方向纵向存在，对于空气流通有不利的影响；再次，隧道较长，通风与排风的距离较长。
　　2、施工通风方案
　　在左洞都布置有轴流和射流风机，左洞引入新鲜空气。由轴流风机通过软式风管压入新鲜空气，这是左右掌子面都要进行的，左洞掌子面经过横向通道流向右洞，其都由右洞排出。离掌子面最近的横洞以外布置轴流风机布置，而在轴流风机以外布置有射流风机，离轴流风机最近的射流风机距轴流风机要小于200m，其他的则要小于400m。风机布置位置随着隧道开挖进尺加深其向洞内移动，可以根据具有情况适当的增加射流风机数量。射流风机作用有：（1）向洞内引入新鲜空气；（2）阻止左洞掌子面返回的污风通过左洞向外排放。
　　3、实施预防及调整措施
　　（1）对现场施工人员的管理和教育进行不断地加强，放炮前一定要做好风筒的保护工作，同时，风筒维护班组成立是非常有必要的，他们对风筒的日常维护和维修进行全面地负责，从而保证漏风损失降低到最低程度。（2）对通风方案中行车线路的重要性进行进一步的明确，要规定各班组的司机在行走时一定要按照要求进行，从而避免扰乱风路。（3）还要建立路面养护班组，对洞内路面定期进行洒水，从而保证路面没有尘土飞扬，确保洞内空气的新鲜度。（4）把一台射流风机设置在右洞通风通道口处，向洞外吹风。
　　4、通风方案的实施效果
　　现场施工通风效果由于方案的调整和优化得到了明显的改善。尤其引入了射流风机，使得轴流风机送风距离得到了大大的缩短，通风效果得到了较明显的提高，通风时间缩短了，能耗减少了。经过现场的检测得到：一氧化碳浓度为20mg/m3，二氧化碳体积含量0。5%，二氧化氮浓度为3 mg/m3，风速为0.3 m/s~0.5 m/s，隧道内温度28℃~30℃，漏风率基本在0.25%左右。有毒有害气体浓度和粉尘浓度以及洞内风速和温度等均达到了作业环境要求,从而为洞内优质、安全、高效的施工提供了良好的作业环境。
五、长大隧道施工发展趋势
　　随着机械设备的设计制造能力的不断发展，隧道施工机械也得到了极大的提升，在发达国家隧道施工中特别重视设备的合理配置。随着信息技术的迅猛发展，在隧道施工中已经引入了信息化管理。我国长大隧道施工加强了新技术和新设备的应用研究，对施工地质勘测和超前预报工作进行了加强，使得施工机械化配套得到了改进和完善，总而言之，在实际应用中，要努力提高隧道建设组织管理水平，从而才能推动长隧道施工技术的发展。