李 征

（重慶鐵發(fā)雙合高速公路有限公司，重慶 402761）

1 工程概述

重慶合川—璧山—江津高速公路，與江瀘北線高速（在建）相交，機場改線段預(yù)留與成渝高速公路相交條件，項目沿線地形、地質(zhì)、控制因素等較為復(fù)雜，存在較長的軟基段落，同時存在順層邊坡、采空區(qū)等不良地質(zhì)條件，多處跨越河道，相交公路、鐵路頻繁，穿越渝西腹地村莊密集。九峰山掛線段存在危巖落石、巖堆和滑坡等現(xiàn)象，且施工場地極其狹窄，施工難度大。

2 技術(shù)保證條件

九峰山二號隧道為本項目重點控制性工程，隧道洞身最大埋深290 m。其中Ⅲ級圍巖512 m（占11.48%）、Ⅳ級圍巖2174.71 m（占48.76%）、Ⅴ級圍巖1773.29 m（占39.76%）。隧道洞口如圖1所示。

圖1 隧道洞口

2.1 技術(shù)準(zhǔn)備

（1）相關(guān)人員必須深入了解設(shè)計圖紙，明確圖紙內(nèi)容與實際施工不沖突，才能夠為以后的隧道施工作業(yè)打下良好的基礎(chǔ)。

（2）需要有專業(yè)的人員正確編寫安全交底工作內(nèi)容，同時，在開工的前期安排好交底工作。

（3）定期組織人員進(jìn)行施工規(guī)范及驗收標(biāo)準(zhǔn)的相關(guān)學(xué)習(xí)，貫徹執(zhí)行規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)[1]。

（4）技術(shù)資料相關(guān)的各種表格要準(zhǔn)備齊全。

（5）在施工工藝方面，要推行隧道施工工藝標(biāo)準(zhǔn)化，聘請行業(yè)專家前來指導(dǎo)，根據(jù)實際情況不斷完善現(xiàn)場操作流程，使之實施更加有效；集中研討下一步工作安排，確?，F(xiàn)場管理人員能夠熟練掌握工作標(biāo)準(zhǔn)，指導(dǎo)施工班組在作業(yè)過程中嚴(yán)格執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)要求；定期通報檢查結(jié)果并及時解決現(xiàn)場問題[2]。

2.2 施工技術(shù)交底

必須按照三級技術(shù)交底制度標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行交底，即第一級由高速公路隧道施工的相關(guān)總負(fù)責(zé)人向各階段重要負(fù)責(zé)人進(jìn)行交底，第二級為各階段重要負(fù)責(zé)人向每個階段的關(guān)鍵監(jiān)管人員進(jìn)行交底，第三級關(guān)鍵監(jiān)管人員是向技術(shù)人員進(jìn)行交底。要全面細(xì)致地進(jìn)行三級技術(shù)交底，才能最大限度滿足關(guān)鍵部分的具體質(zhì)量要求。需要重視的難點以及事項，技術(shù)人員必須謹(jǐn)慎聽取交底工作，經(jīng)反復(fù)確認(rèn)后，再對相關(guān)操作班組進(jìn)行進(jìn)一步確認(rèn)、交底。班組長在交底清楚

后，必須組織工人進(jìn)行共同討論，確保能夠按要求安排好施工任務(wù)[3]。

3 高速公路隧道施工特征

3.1 施工難度和風(fēng)險較大

高速公路工程建設(shè)中隧道工程施工難度最大，主要原因是實際的地質(zhì)條件以及外在施工環(huán)境都極為惡劣，施工作業(yè)人員在這種情況下沒有辦法準(zhǔn)確地預(yù)測隧道工程實際的地質(zhì)情況。由于隧道工程的建設(shè)風(fēng)險大，且施工作業(yè)的難度較高，若相關(guān)人員施工作業(yè)不謹(jǐn)慎，造成的后果將會影響交通的正常運輸，嚴(yán)重時會發(fā)生交通事故，甚至對人們的生命安全產(chǎn)生威脅[4]。

3.2 施工環(huán)境較為惡劣復(fù)雜

高速公路隧道進(jìn)行施工的現(xiàn)場空間受限，通風(fēng)和照明條件通常也比較差，實際進(jìn)行的施工工序也較為復(fù)雜，其中相關(guān)的開挖施工、支護(hù)施工以及排水管道交叉施工都因為空間受限而難以深入開展[5]。

3.3 工期與成本控制難度大

隧道建設(shè)工程的施工工期以及成本控制難度也不小。多數(shù)高速公路都將長大隧道列為項目控制性工程，可見其施工周期長，影響項目關(guān)鍵進(jìn)度指標(biāo)。隧道施工由于施工條件變化多，施工復(fù)雜性較大，且這些工程大部分為地下工程，幾乎每位施工人員都屬于單一工種，極易產(chǎn)生較嚴(yán)重窩工情況。另外，若想保障隧道施工的質(zhì)量，那么，相關(guān)人員必須控制好混凝土的成本、施工材料以及機械設(shè)備的質(zhì)量，這是確保隧道施工質(zhì)量以及經(jīng)濟效益的重要舉措。所以，要求相關(guān)人員必須落實施工方法以及施工各階段的主要內(nèi)容，做好控制，才能提高材料的利用率，避免出現(xiàn)因成本問題產(chǎn)生的誤工現(xiàn)象[6]。

4 高速公路隧道工程施工中存在的安全風(fēng)險

高速公路隧道工程施工過程中，施工難度以及施工過程存在的風(fēng)險發(fā)生概率較大，主要是因為施工路段長度較長，空間跨度較大，施工人員必須面對不同的環(huán)境和地質(zhì)空間。

若施工人員沒有對地質(zhì)條件進(jìn)行準(zhǔn)確的評估，就會導(dǎo)致安全事故頻發(fā)，造成嚴(yán)重的經(jīng)濟損失甚至出現(xiàn)人員傷亡。高速公路隧道工程項目施工環(huán)境較為復(fù)雜，因此不確定因素、不可預(yù)估安全風(fēng)險因素較多。例如：①隧道爆破施工，爆破振動及沖擊波危害；②隧道通風(fēng)。若風(fēng)速及風(fēng)量不能滿足施工要求，通風(fēng)距離過長，空氣中氧氣含量下降會有窒息風(fēng)險；③坍塌。施工作業(yè)人員沒有進(jìn)行技術(shù)交底，不按設(shè)計工法進(jìn)行開挖。地質(zhì)條件變化沒有及時調(diào)整施工方法和支護(hù)措施，影響隧道內(nèi)圍巖穩(wěn)定安全，發(fā)生坍塌事故[7]。

5 高速公路隧道施工控制方向

隧道施工質(zhì)量與我國高速公路的可持續(xù)發(fā)展有密切的關(guān)系，所以相關(guān)建設(shè)單位必須高度重視隧道工程的建設(shè)施工，相關(guān)專業(yè)人員必須根據(jù)嚴(yán)格的技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工作業(yè)，才能從根本上降低隧道安全事故出現(xiàn)的概率[8]。隧道施工流程如圖2所示。

圖2 隧道施工流程

5.1 合理設(shè)計施工圖紙和及時的動態(tài)設(shè)計是安全和進(jìn)度的保障

在進(jìn)行高速公路隧道施工之前，必須核對好施工圖紙，如果施工圖紙與實際建設(shè)情況有誤差，那么必須進(jìn)行修改直至符合要求后再運用。如果施工圖紙設(shè)計存在問題，那么在后期進(jìn)行施工作業(yè)的過程中再進(jìn)行變更，就會使原定的工期受到影響，且無法保證施工效果，影響整體的經(jīng)濟效益。所以，相關(guān)的專業(yè)人員在核對圖紙的過程中發(fā)現(xiàn)問題一定要和設(shè)計人員進(jìn)行核實，及時調(diào)整差異大的部分，并探討存在差異的具體原因，最終設(shè)計出科學(xué)合理的施工圖紙，確保施工后期不受到任何影響，順利完成隧道的施工建設(shè)[9]。同時，隨著工程推進(jìn)，現(xiàn)場揭露的地質(zhì)情況很可能與設(shè)計有一定出入，設(shè)計單位必須隨時駐守現(xiàn)場，第一時間分析地質(zhì)變化情況，現(xiàn)場由業(yè)主方、建設(shè)方、設(shè)計方、監(jiān)理方共同確定最適合的開挖支護(hù)參數(shù)，保證現(xiàn)場安全穩(wěn)步推進(jìn)。

5.2 優(yōu)化設(shè)備工裝選擇，以機械化配套為支撐，提升安全質(zhì)量水平

遵照“機械化減人、信息化換人”管理理念，在九峰山二號隧道配備了移動液壓棧橋、多功能地質(zhì)鉆機、數(shù)字化臺車、多功能拱架安裝臺車、全電腦三臂鑿巖臺車等系列機械，有效提高了隧道施工質(zhì)量安全管控水平。隧道開挖使用全電腦三臂鑿巖臺車，減少了實際的作業(yè)人數(shù)；隧道開挖結(jié)束后，通過濕噴機械手對掌子面進(jìn)行初噴封閉，用三臂鑿巖臺車實施系統(tǒng)錨桿，拱架的安裝需要運用多功能拱架臺，且要多臺機協(xié)同作業(yè)，能夠最大限度地排除隧道風(fēng)險隱患，提高作業(yè)環(huán)境。自主研發(fā)的二襯自動澆筑襯砌臺車具有主監(jiān)控、拱頂壓力監(jiān)測、空洞監(jiān)測、附著式振搗、自動插入式振搗、自動澆筑控制六大系統(tǒng)，實行自動分倉澆筑，能夠解決使用一孔灌到底澆筑方式時出現(xiàn)的問題，灌滿提醒、帶模注漿、信息可視等功能可預(yù)防拱頂脫空問題，高頻振動、自動插入式振搗裝置提高了混凝土密實度。

5.3 以智能化建造為引領(lǐng)，探索品質(zhì)工程升級

相關(guān)工作人員可利用互聯(lián)網(wǎng)、BIM、大數(shù)據(jù)云平臺、三維成像、VR、3D打印等新技術(shù)，結(jié)合現(xiàn)有設(shè)備工裝，積極探索智能建造隧道，著力提升隧道施工整體水平。

（1）多運用人工智能技術(shù)進(jìn)行測量。當(dāng)前，由于隧道內(nèi)的監(jiān)控測量主要依靠人工進(jìn)行數(shù)據(jù)的具體采集，往往測量的頻次較低，需要投入較大人力，且無法及時整理相關(guān)具體數(shù)據(jù)。針對此現(xiàn)象，需要專業(yè)人員應(yīng)用人工智能以及自動檢測技術(shù)。在監(jiān)測斷面設(shè)置無線自動監(jiān)控量測儀，該設(shè)備能夠在每15 min對被檢斷面進(jìn)行自動監(jiān)測，必須每天完成96次的量測數(shù)據(jù)采集，且把采集的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)上傳到監(jiān)控量測預(yù)警云平臺，然后通過人工智能技術(shù)進(jìn)行詳細(xì)分析對比，若出現(xiàn)數(shù)據(jù)超限，必須及時傳送數(shù)據(jù)至報警設(shè)備，進(jìn)行預(yù)警。

（2）探索超前地質(zhì)預(yù)報智能化管理。通過創(chuàng)建超前的地質(zhì)預(yù)報中心，管理好隧道的整體工序，運用項目信息化云平臺，實現(xiàn)超前地質(zhì)預(yù)報智能化管理，提高了隧道超前預(yù)報工作效率。采用BIM、三維成像、超前地質(zhì)鉆孔、孔內(nèi)攝影等技術(shù)，形成三維地質(zhì)預(yù)報云圖結(jié)果，直觀準(zhǔn)確反應(yīng)前方圍巖地質(zhì)情況，大大降低了地質(zhì)災(zāi)害事故的發(fā)生概率。

（3）探索二襯澆筑智能化管控。通過自動控制的澆筑臺車，與信息化系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)結(jié)合，使?jié)仓僮鞲雍唵?，過程可視明顯，且澆筑信息數(shù)據(jù)具有可追溯性，基本實現(xiàn)了二襯混凝土智能澆筑管控，解決了隧道混凝土人字冷縫、振搗不密實及空洞等質(zhì)量問題，確保隧道運營安全。

（4）探索養(yǎng)護(hù)智能化管理。配置二襯數(shù)字化養(yǎng)護(hù)臺車，通過人機交互操作界面，自動保持和調(diào)整養(yǎng)護(hù)作業(yè)恒溫、恒濕狀態(tài)，減少了外部不穩(wěn)定因素的干擾，有效提高了混凝土養(yǎng)護(hù)質(zhì)量。同時，通過電腦智能控制系統(tǒng)檢測，及時對養(yǎng)護(hù)數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄和處理，實現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)過程的信息化、可視化管理。

6 結(jié)語

隧道的施工在我國高速公路工程建設(shè)中占據(jù)重要的地位，其施工作業(yè)的過程雖然具有一定難度，但只要遵循科學(xué)的開挖施工原則，做好施工質(zhì)量控制，選擇正確合適的技術(shù)，由專業(yè)人員共同協(xié)作，就能夠?qū)崿F(xiàn)隧道施工建設(shè)的預(yù)定目標(biāo)，實現(xiàn)高質(zhì)量的高速公路隧道施工[10]。