隧道工程施工技術與成本管理

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隧道工程施工技術與成本管理

摘要:

根據隧道工程長度大、線形要求高等特點,結合工程實例,對開挖、錨噴支護、出渣運輸和二次襯砌、通風四大關鍵技術的要點進行分析,在此基礎上采取價值系數計算法,深入分析關鍵施工技術對施工成本管理所造成的影響,并提出相應的調整與處理辦法,具有推廣和使用價值,旨在為隧道工程建設及成本管理提供可靠的依據。

關鍵詞:

隧道工程;關鍵施工技術;成本管理

0引言

高速公路與鐵路對于路線的線形有很嚴格的要求,而且隧道規模與數量也在不斷的增多。在工程施工中,爆破、開挖、支護與通風均為關鍵技術,其應用、管理會對工程質量造成直接影響。與此同時,關鍵技術的成本管理也會對工程質量與工期造成嚴重的影響。為此,本文在提出隧道工程關鍵施工技術的基礎上,對其成本管理進行分析,具體內容如下。

1隧道工程關鍵施工技術與管理

1.1開挖

隧道開挖技術水平的高低是確保施工安全與效率的關鍵因素,而且洞口與洞中的開挖施工需要特別對待。洞口開挖由于表層風化較為嚴重,施工速度較慢,通常運用上導坑法實施進洞[1]。在洞門頂端,先使用小斷面開挖出上導坑。在上導坑進入到相對較好的圍巖約5m時,再從洞中向洞口的方向逐漸擴大,并對襯砌拱部進行開挖,距離洞口約3m時,暫時不進行擴大,待洞口背部形成10∶1的坡度以后,對預留3m進行擴大,并立即搭建支架與拱架模板,并澆筑混凝土,形成一個穩定的整體。由于洞口位置上的施工時間很長,所以在洞口完成開挖之后,需在第一時間噴射一層混凝土,以此對掌子面進行封閉[2]。洞門與洞口位置上的排水系統應及時建成,保證施工安全。在后續施工中,需切實強化施工用水與排水管控,防止積水對墻基造成浸泡,從而避免圍巖自身承載力產生變化。洞中開挖由于圍巖情況的不同要采取適宜的方法。針對圍巖情況相對較差的位置,依然運用人工法進行開挖,同時嚴格遵循“短進尺、早支護”的基本原則[3]。針對常規II、III類圍巖,可使用爆破的方法進行開挖。迄今為止成功應用并且最為合理的方法即為光面爆破法。對于光面爆破法而言,其關鍵技術包括炮眼設置、藥量設計等,需將“不超挖、不欠挖、弱振動”等作為基本的施工原則。此次研究將全斷面爆破作為例子,其鉆爆參數設計為:掏槽眼。運用雙臨空直眼掏槽,直徑控制在60mm左右,掏槽尺寸為1×1m,炸藥的裝藥直徑45mm,藥卷使用直徑為40mm的乳膠炸藥,其不耦合系數確定為

1.2。擴槽眼。

擴槽眼和掏槽眼之間的距離為25cm,運用直徑較大的藥卷進行集中裝藥,其集中度不得超過1.05kg/m。掘進眼。掘進眼和內圈眼之間的排距一般為60cm,而間距在80cm左右。使用直徑為42mm的藥卷進行集中裝藥,不偶合系數確定為1.14,集中度與擴槽眼相同。內圈眼。內圈眼和周邊眼之間的排距一般為50cm,相鄰兩個內圈眼的間距在50cm左右。使用直徑為35mm的藥卷進行集中裝藥,不偶合系數確定為1.37,集中度相對較大,為1.78kg/m。周邊眼。周邊眼之間的距離一般為40cm,其密集系數經計算確定為0.67。周邊眼和內圈眼之間的距離為50cm,集中度為0.24kg/m。為降低對圍巖造成的擾動,需使用直徑為35mm的藥卷實施間隔式裝藥,其不偶合系數確定為1.37。底板眼。隧道場地內地下水豐富,底板眼需充分考慮水的作用及影響,使用直徑為40mm的乳膠炸藥進行集中式裝藥,孔間距離為60cm。炮眼深度。炮眼開鑿工具選用YT—28風動鑿巖機,單根鉆桿的長度為2.0~2.5m,一般炮孔按規范開鑿,掏槽眼需在原有基礎上加深10%。1.2錨噴支護高速、有效的錨噴支護為確保隧道施工安全的重要環節。在較差的圍巖段,光面爆破施工完成后,錨噴支護需要快速進行。本次研究將斷層錨噴支護為主要對象,其通常將4m錨桿作為主要超前支護,環向間距設置為40cm,而縱向間距一般為2m,其他均為一般性噴錨支護。拱部錨桿的直徑設置為44mm,長度在2m左右[4]。

1.3出渣運輸及二次襯砌

對施工進度造成實際影響的因素有兩個:①出渣運輸;②隧道二次襯砌。由于施工作業面較為狹窄,針對長大隧道而言,需要使用具有較高機械化的運輸系統[5]。出渣需使用有軌運輸,以確保施工工期并在此基礎上做好噴錨支護。

1.4隧道通風

良好通風為實現隧道快速作業、確保人員安全的關鍵因素。在長大隧道中,通風始終都是重要技術難題。在通風設計工作中,需注意以下兩個問題,其一為選用正確的通風設施;其二為科學配置通風系統[6]。對于目前普遍的長大隧道而言,建議采用壓入式與抽出式相結合的方式進行通風。

2隧道工程施工成本管理

對于價值工程,其功能、價值與成本間的相互關系可表示為:價值=功能/成本,也可表示為V=F/C[7]。隧道工程施工依據其自身特征可分成三大部分,分別為開挖、襯砌與鋪底,功能要求需達到結構緊固、防水防滲、美觀、平整等目標。基于這些功能要求,確定出隧道施工權重,進而獲取功能分析。在明確施工關鍵技術以后,對功能實施評價與打分,同時給出分數并對功能系數進行計算,計算公式為:功能系數=施工關鍵技術分/施工項目總分同時算出其成本系數:成本系數=分項工程的預算成本/項目成本總量據此可得出價值系數:價值系數=功能系數/成本系數在求出價值系數以后,需分析系數在1以內的所有項目。若此分項的工程預算成本所占比例較大,則需要進行有效的調整。針對系數在1以上,但相應的預算成本依舊較大的項目,比如襯砌施工等,也需要實施正確的價值分析,以不斷挖掘項目潛力,從而實現功能和成本間的最優匹配[8]。

3結語

綜上所述,通過對隧道施工關鍵技術的深入闡述與施工成功經驗的總結,充分結合施工關鍵技術的成本和功能間的相互關系,探討技術本身對成本管理造成的實際影響,最終確定一種由施工關鍵技術出發,實施有效成本管理的策略。實踐證明,這一方法合理有效,值得在實際工程中借鑒使用。

作者:李國東 單位:石家莊市公路橋梁建設集團多種經營處

參考文獻:

[1]周輝,沈金鋒.隧道工程關鍵施工技術與成本管理的探討[J].河南建材,2011(1):11-13.

[2]張金鳳.加強隧道工程施工關鍵技術管理[J].城市建筑,2013(24):90-96.

[3]胡啟軍.巖溶隧道施工關鍵技術及其工程應用[J].山西建筑,2009(27):301-302.

[4]李同安.拱北隧道曲線管幕工程關鍵施工技術分析[J].路基工程,2015(6):144-147.

[5]李鳳剛,黃仰收.隧道工程施工關鍵工序管理的初步分析[J].地下空間與工程學報,2013(2):255-257.

[6]劉友春.明堂山特長隧道施工過程中的技術改進措施與管理[J].門窗,2014(2):318-319.

[7]呂進,趙相業,顧全,等.城區穿河隧道工程安全施工關鍵技術探究[J].江蘇水利,2014(8):19-21.

[8]溫江濤.高速鐵路雙線隧道進洞段及洞口淺埋段施工方法研究[J].石家莊鐵道大學學報(自然科學版),2012(1):81-85

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