1、前言
近二十年來,隨著我國公路交通事業(yè)飛速發(fā)展,公路等級不斷提高,通車里程逐年攀升,公路建設(shè)已成為拉動國民經(jīng)濟增長的支柱產(chǎn)業(yè)和帶動地方經(jīng)濟發(fā)展的龍頭。在山嶺和丘陵地區(qū)乃至越江過河的公路建設(shè)中,隧道方案以能縮短行車里程,提高線型標準,保障運營安全,保護生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點,得到普遍應(yīng)用,并且越修越長,規(guī)模越來越大。許多特長隧道、大跨度扁平隧道、雙層隧道、沉管隧道、盾構(gòu)隧道、高海拔隧道、寒區(qū)隧道相繼建成。在堅持可持續(xù)發(fā)展,切實保護生態(tài)環(huán)境和有限土地資源的戰(zhàn)略指導下,長大隧道的建設(shè)必然任務(wù)越來越重,技術(shù)要求越來越高。據(jù)不完全統(tǒng)計,目前國內(nèi)通車3km以上的隧道有7座,在建的6km長以上隧道有5座,國家正式立項批準建設(shè)的湖北省8.67km的龍?zhí)端淼赖瓤⒐ひ院螅覈乃淼澜ㄔO(shè)技術(shù)水平將有更大提高。
2、公路隧道建設(shè)項目的特點
公路隧道工程和一般的公路工程、橋梁工程相比,有其自身的特點,建設(shè)管理較為復雜,難度更大。其主要特點是:
a.不可預(yù)見因素多公路隧道屬于地下工程,圍巖地質(zhì)變化對施工影響極大。地質(zhì)的不可預(yù)見性是隧道施工的主要特點。施工前往往不可能對地質(zhì)情況準確掌握,對圍巖的變化、地下水、溶洞、泥石流、涌沙及瓦斯地層等不良地質(zhì)無法預(yù)見。
b.工程風險性大由于隧道地質(zhì)的變化無法事先準確預(yù)報,所以施工過程中塌方事故發(fā)生幾率較大,施工過程中的安全隱患較多,工程風險性大。因此,國際隧道協(xié)會(ITA)曾經(jīng)提出:地質(zhì)風險由業(yè)主承擔,施工風險由承包商承擔。
c.隱蔽工程多隧道是地下工程,由于隧道結(jié)構(gòu)的特點和工程的時效性,絕大部分的后一道工序都是在前一道工序的基礎(chǔ)上立即進行,隱蔽部分較多。如果內(nèi)在質(zhì)量出現(xiàn)問題,事后很難發(fā)現(xiàn),并且也很難采取措施補救。
d.施工時效性強由于隧道施工中圍巖多變,地質(zhì)水文條件復雜,并且大多不可預(yù)見。所以,一旦出現(xiàn)意外情況,必須當機立斷及時變更,進行現(xiàn)場處治,工程時效性較強。
e.施工空間狹小隧道施工是在一個狹小的空間中進行,開挖、支護、防排水、襯砌、附屬設(shè)施預(yù)埋件、路面等施工工序多,時效性強。施工過程中的水、風、電、氣管線復雜,相互干擾大,施工管理難度較大。
f.施工環(huán)境惡劣由于隧道施工是在一個半封閉的空間內(nèi)進行,開挖和施工過程污染很大,加之施工危險性大,所以施工環(huán)境比較惡劣。
g.運營管理復雜公路隧道的運營管理遠遠大于道路和橋梁,因為它不僅涉及到交通控制、通風控制、照明控制、檢測維修,而其防災(zāi)救災(zāi)特別是防火救災(zāi)更是一個十分復雜而困難的內(nèi)容。
3、存在的問題
3.1建設(shè)管理問題
a.大型公路隧道建設(shè)項目的前期論證不充分,工可研究不深人,考慮因素不周全。有的地方為了上項目,人為夸大交通量和經(jīng)濟指標;有的地方為爭建全國第一甚至亞洲第一長隧道,不按實事求是的態(tài)度科學進行工程可行性論證,強行上馬,給國家和地方的經(jīng)濟帶來極大的負擔。
b.業(yè)主單位對工程前期的地質(zhì)勘查投入不夠,對隧道主體工程以外如通風土建、消防設(shè)施、監(jiān)控系統(tǒng)等設(shè)計未能事先統(tǒng)一考慮,急促上馬,給后續(xù)工程建設(shè)帶來很大的麻煩。
c.公路隧道建設(shè)項目招投標過程中沒有真正貫徹“風險共擔”的原則,業(yè)主把本應(yīng)由自己承擔的地質(zhì)風險全部轉(zhuǎn)嫁給承包商,給日后的工程變更帶來困難。
d.由于管理制度的不完善和專業(yè)監(jiān)理工程師的缺乏,大型公路隧道的勘察設(shè)計階段沒有實行監(jiān)理制度,施工階段監(jiān)理工作也存在某些問題。
e.業(yè)主和監(jiān)理不是真正的合同關(guān)系,業(yè)主代替了監(jiān)理,F(xiàn)IDIC條款不能完全貫徹。
f.沒有合理工期。政府領(lǐng)導人對制定工期干預(yù)較多,某些領(lǐng)導人以自己的任期來確定工程的工期,給工程的建設(shè)和管理特別是質(zhì)量造成無窮的后患。
g.勘查、設(shè)計收費計算方法不科學。
h.隧道竣工驗收內(nèi)容不齊全,檢測方法可操作性差,評價體系不科學,形式大于內(nèi)容。
3.2技術(shù)問題
a.由于時間緊,隧道設(shè)計形式上是新奧法,但并不深入仔細研究要設(shè)計隧道的圍巖地質(zhì)特點,千篇一律憑經(jīng)驗套圖設(shè)計,致使開挖后出現(xiàn)施工方法不適應(yīng)或者變更較多。
b.有的勘察單位技術(shù)力量或者資質(zhì)不夠,但由于區(qū)域利益原因也參與隧道工程地質(zhì)勘察,結(jié)果造成地質(zhì)勘察不到位,工作不深入,資料不齊全。邊設(shè)計、邊勘察現(xiàn)象屢有發(fā)生,甚至出現(xiàn)無勘察資料盲目進行初步設(shè)計的情況。
c.對公路隧道建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù),如深豎井施工技術(shù)、通風細部參數(shù)、運營監(jiān)控設(shè)施、防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案等研究系統(tǒng)深入程度不夠,造成后期工程建設(shè)管理困難,甚至造成很大的浪費。
3.3施工問題
a.承包商低價搶標,中標后則暗地里轉(zhuǎn)包,或者在施工過程中偷工減料,或者在施工過程中采用故意加大裝藥量和其他方法,人為造成圍巖破碎的現(xiàn)象或者制造塌方事故,要求工程變更,給隧道工程建設(shè)的管理帶來極大的困難。
b.承包商由于技術(shù)和經(jīng)濟利益的原因,不能嚴格按照新奧法的要求進行施工,對隧道施工過程中的監(jiān)控量測,通常在洞口段和出現(xiàn)問題時尚能認真實施,但在洞內(nèi)和施工順利時則流于形式。設(shè)計單位由于技術(shù)和管理方面的原因,真正做到動態(tài)反饋設(shè)計的很少。
c.施工質(zhì)量檢測的內(nèi)容不系統(tǒng),方法不明確,質(zhì)量評價體系沒有完整建立。
d.施工過程中圍巖變更爭議較大,沒有一套科學規(guī)范的管理辦法。
3.4運營問題
a.主管部門重建設(shè),輕管理。
b.沒有系統(tǒng)的長大隧道運營管理行業(yè)標準,甚至有的隧道沒有基本的管理手冊。
c.隧道運營管理粗放,不科學,造成很大浪費。
d.沒有統(tǒng)一的長大公路隧道安全等級。
e.國內(nèi)許多長大公路隧道沒有制定防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案。
f.隧道運營監(jiān)控的軟硬件接口存在問題,檢測元件的靈敏度、持久性不夠。
4、對策探討
4.1管理問題
4.1.1管理模式
a.項目法人制度+FIDIC條款是目前我國地下公路隧道建設(shè)項目管理的最有效模式,但是監(jiān)理與業(yè)主單位應(yīng)該是合同關(guān)系,而不是隸屬關(guān)系,監(jiān)理部門必須具備FIDIC條款賦予的責任和權(quán)利。
b.如果特長公路隧道建設(shè)由獨立的法人機構(gòu)專門投資建設(shè),就應(yīng)設(shè)立獨立的隧道建設(shè)法人公司。如果法人公司既管隧道建設(shè),又管路橋建設(shè),則必須在項目法人公司下專門設(shè)立隧道建設(shè)項目指揮部,單獨進行隧道工程的建設(shè)管理工作。
4.1.2工科研大型公路隧道的建設(shè)決策,不僅涉及到一系列的技術(shù)和經(jīng)濟問題,而且必須考慮到建成以后的運營服務(wù)水平。其中技術(shù)問題包括:隧道的建設(shè)標準、隧道的建設(shè)長度、洞口兩端的接線、隧道的平縱線型、單雙洞方案、通風斜(豎)井的位置、隧道的結(jié)構(gòu)形式、施工方案、深豎井施工技術(shù),通風形式、監(jiān)控方案等。因此,大型公路隧道的工科研,必須建立在科學論證的基礎(chǔ)上,并且要有盡可能的量化指標。技術(shù)人員在前期的工作過程中,要本著實事求是的態(tài)度,科學認真的方法,扎實細致地做好論證工作,進行多方案的比選,需要多長,就打多長。盲目的爭建全國第一、亞洲第一、甚至世界第幾長隧道的做法是極其無知和愚蠢的。因為隨著隧道長度的增加,不僅投資規(guī)模大幅度上升,而且通風系統(tǒng)更為復雜,災(zāi)害幾率必然增多,防災(zāi)救災(zāi)困難加大,運營效益也明顯下降。絕不能聽任某一領(lǐng)導人決定隧道的長度和規(guī)模。工程的工期必須合理科學,不能盲目趕工期,給日后造成隱患。
4.1.3勘察設(shè)計招投標與工程造價目
工程設(shè)計階段是隧道工程造價控制的關(guān)鍵階段。因此,在大型公路隧道勘察設(shè)計招標時,就應(yīng)使設(shè)計單位的經(jīng)濟利益和工程造價的控制掛鉤,這可以從利益上驅(qū)使設(shè)計單位在設(shè)計階段主動控制造價。為此,可以從下面兩個方面做些探索。
a.設(shè)計收費和工程造價掛鉤將勘察設(shè)計費分為兩個部分:第一部分按照工程可行性研究投資估算分檔定額計算,作為保底基數(shù),工可研報告可以委托兩家同時獨立進行。第二部分以設(shè)計單位最終編制的概算與可研投資估算的差值為基數(shù)計算。若概算值突破估算值,設(shè)計單位應(yīng)該出示合理的理由,否則應(yīng)按一定比例扣除設(shè)計費。如果設(shè)計單位通過采用新技術(shù)、新工藝進行優(yōu)化設(shè)計,使設(shè)計概算顯著低于可研的投資估算,則業(yè)主應(yīng)按比例增加設(shè)計單位的設(shè)計費。
b.鼓勵設(shè)計單位和施工單位共同投標提倡以設(shè)計單位為主的設(shè)計施工總承包,設(shè)計費包含在工程總報價中。這樣投標人在投標前就必須作大量的工作,因為如果報價過高可能就中不了標,如果報價太低中標以后可能要虧本。因此,承包商會選擇合適的投標價,中標后會精心設(shè)計、精心施工,努力控制工程造價,以期獲得盡可能高的利潤。
4.1.4設(shè)計招標分階段招標是將大型公路隧道的勘察設(shè)計分成初步設(shè)計和施工圖設(shè)計兩大階段分別進行招標,而初步設(shè)計階段又分為三階段進行招標。
a.大型公路隧道初步設(shè)計階段工程特性初步設(shè)計是在批復的工程可行性報告基礎(chǔ)上,確定隧道的具體走向、隧道長度、提出推薦方案。該階段的工程估價為項目的控制限價,其招標工作對于將來的實際成本將起到?jīng)Q定性的影響,招標的效益也最大。對于這一階段設(shè)計的招標,業(yè)主應(yīng)先制定出招標的目的:確定路線布置,隧道位置,隧道結(jié)構(gòu)型式,通風,監(jiān)控設(shè)施和工程最高投資。再根據(jù)目的確定招標方式和評標方式。
b.初步設(shè)計招標方式由于初步設(shè)計階段不確定因素較多,如果要求用初步設(shè)計一次到位,投標人均按初步設(shè)計深度設(shè)計,最后采納的只有一個方案,會造成較大的人力、財力浪費。應(yīng)按招標目的將初步設(shè)計階段分為三階段進行。
第一階段:主要確定隧道的線位和長度。這一階段采用邀請招標或委托某一設(shè)計咨詢機構(gòu),業(yè)主參與具體的工作,最后通過比選來確定隧道的走向和長度。除隧道方案外,其他方面不作具體的設(shè)計、鉆探,這一階段的人力、物力投入較少。
第二階段:主要進行隧道的地質(zhì)勘察。地質(zhì)勘察工作相對較簡單,可采用公開招標方式,和施工招標類似,既可采用低價法,也可采用復合標底法等。
第三階段:確定隧道的結(jié)構(gòu)型式、支護參數(shù)、照明、通風、監(jiān)控設(shè)施等,采用公開招標方式招標。
4.1.5勘察設(shè)計監(jiān)理大型公路隧道勘察設(shè)計監(jiān)理單位必須具有甲級資質(zhì),勘察設(shè)計監(jiān)理機構(gòu)由總監(jiān)和各專業(yè)監(jiān)理工程師組成。其中測量監(jiān)理工程師和地質(zhì)監(jiān)理工程師主要負責隧道的測量和地質(zhì)勘察工作的監(jiān)理。結(jié)構(gòu)監(jiān)理工程師、機電監(jiān)理工程師主要負責設(shè)計工作的監(jiān)理。造價監(jiān)理工程師負責工程的概、預(yù)算編制工作的監(jiān)理。
4.2技術(shù)問題
4.2.1設(shè)計問題目前,大型隧道的施工多采用新奧法。保護圍巖、發(fā)揮圍巖的自承能力是新奧法的基本理念,錨噴支護復合式襯砌是新奧法的結(jié)構(gòu)形式;監(jiān)控量測是新奧法的重點,動態(tài)設(shè)計是新奧法的核心,為了真正按照新奧法的思想設(shè)計和施工,必須結(jié)合隧道的實際情況,針對隧道的圍巖類別,給出合理的隧道支護參數(shù)和施工方法,并認真做好施工過程中的監(jiān)控量測,根據(jù)監(jiān)控量測的結(jié)果做好動態(tài)反饋設(shè)計。
4.2.2通風問題大型公路隧道通風方案的選擇,可以分三個層次展開。首先是確定通風方式,是采用橫向、半橫向,還是縱向、混合式;其次是在所確定的一種或者兩種通風方式中,再進行多方案的比選,選取較好的2-3種;最后對所初選的通風方案進行比較分析,給出推薦方案和比較方案,提供專家評審。然而,不管在哪一個階段,都必須從功能、技術(shù)、經(jīng)濟三方面考慮,逐步探入,認真研究,科學論證。
公路隧道通風方案的設(shè)計,除了要滿足交通運營通風外,還必須詳細研究火災(zāi)發(fā)生時的通風需求,即把正常運營通風和火災(zāi)時的通風看作是整個通風系統(tǒng)的兩種重要工況。由于隧道火災(zāi)的隨機性,通常很難提前預(yù)防。加之隧道環(huán)境封閉,滅火救災(zāi)困難,一旦發(fā)生火災(zāi),損失巨大?梢钥隙ǖ卣f,防火救災(zāi)是目前公路隧道通風的難點,而且是今后很長時間內(nèi)需要研究的課題。
4.3施工問題
4.3.1地質(zhì)超前預(yù)報業(yè)主應(yīng)該拿出工程概算的4.—6.作為地質(zhì)超前預(yù)報費用,由專業(yè)隊伍進行地質(zhì)超前預(yù)報。
4.3.2監(jiān)控量測施工單位必須認真做好監(jiān)控量測,并把監(jiān)控量測的數(shù)據(jù)立即反饋給設(shè)計單位,及時調(diào)整支護參數(shù)和施工方案。
4.3.3質(zhì)量控制交通部主管部門,或者通過業(yè)主、監(jiān)理、施工單位協(xié)商,必須制定一套貫穿隧道施工全過程所有工序的質(zhì)量檢測表格,給出詳細的檢測內(nèi)容、檢測方法和質(zhì)量評價指標。
4.3.4圍巖變更變更機構(gòu)由應(yīng)業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計代表、地質(zhì)超前預(yù)報代表組成,施工單位列席,按照制定的圍巖變更程序,給出具體的圍巖變更長度、批復時間。
4.4運營問題
4.4.1制定大型公路隧道運營管理手冊對于隧道運營過程中的車速、密度、交通量、超高運輸、超長運輸、危險品運輸、禮賓車隊、軍事車隊等,各個隧道管理部門要制定專門的運營手冊,交通部應(yīng)該制定公路隧道運營管理行業(yè)標準。
4.4.2安全等級隨著運營隧道的逐年增多和隧道長度的越來越長,公路隧道的安全等級問題日顯突出。由于已有的規(guī)范中關(guān)于公路隧道的安全問題涉及不多,特別是專門對公路隧道安全等級問題的研究系統(tǒng)深入不夠,使得設(shè)計人員在設(shè)計中,要么是安全設(shè)防過高,造成不必要的浪費,要么是雖然有設(shè)防,但標準又不夠,更有甚者是根本不設(shè)防,留下事故隱患。國內(nèi)外情況表明,在運營過程中,由于各種安全原因所引起的公路隧道交通事故屢見不鮮。如由于施工質(zhì)量不好,隧道內(nèi)支護塌落,造成交通阻斷;隧道漏引起路面濕滑或結(jié)冰,造成洞內(nèi)撞車;隧道內(nèi)發(fā)生火災(zāi),造成人員傷亡和財產(chǎn)損失等。而對這些安全問題的預(yù)防;雖然可通過設(shè)計、施工、運營各個環(huán)節(jié)來實現(xiàn),但是關(guān)于安全等級的研究必須事先進行。因此,盡快深入開展公路隧道安全等級的研究,不僅對正在運營的隧道很有幫助,而且對即將建設(shè)的公路隧道更有重大的社會和經(jīng)濟意義。
4.3.3防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案長大公路隧道的火災(zāi)不可能完全避免,只能是推遲或者減少。1999年3月25日,連接法國和意大利之間的勃朗峰隧道發(fā)生火災(zāi),死亡39人,燒傷數(shù)十人,燒毀車輛43輛,火災(zāi)燃燒53小時;同年5月29日奧地利陶恩隧道發(fā)生火災(zāi),死亡12人,燒傷49人,損毀車輛34輛;2001年瑞士圣哥達隧道發(fā)生火災(zāi),死亡13人,燒毀車輛128輛,直接損失1300萬瑞士法郎。我國的一些長隧道或者隧道群也屢有火災(zāi)事故發(fā)生。這些災(zāi)害,對人民的生命財產(chǎn)帶來了較大的經(jīng)濟損失,也對隧道管理部門的運營管理帶來了很大的壓力。
國外關(guān)于公路隧道運營管理和防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案妁研究起步較早,也經(jīng)歷了許多挫折,可以說每—次的重大火災(zāi),都對研究有一次大的推動。歐洲、美洲、日-本各國的一些特長隧道都有自己專門的運營管理手冊和防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案。特別是勃朗峰隧道、陶恩隧道和圣哥達隧道發(fā)生火災(zāi)后,改建了原來的隧道通風與防災(zāi)救災(zāi)系統(tǒng),并制定了比較完善的救災(zāi)預(yù)案。我國臺灣的八卦山隧道、坪林隧道、香港的海峽隧道也都有自己的防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案。
因此,對于長大公路隧道,必須認真開展防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案研究。研究必須從公路隧道的運營情況和通風方案的實際情況出發(fā),按照預(yù)防為主,防救結(jié)合的指導思想,研制‘套適合于各公路隧道的防災(zāi)救災(zāi)緊急預(yù)案。救災(zāi)的基本理念應(yīng)該是以救人為主,研究的方法可采用理論分析、歸納綜合;數(shù)值模擬、物理試驗、現(xiàn)場測試的方法。
5、小結(jié)
長大公路隧道建設(shè)越來越多,而其建設(shè)與運營管理過程中的問題也較多。希望通過本文能夠引起建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、質(zhì)監(jiān)單位和施工單位的重視。文章所涉及的問題較多,且僅給出了基本對策的原則,詳細的可操作方法還需要做大量深入的研究工作。
4大班次+考前模擬題 提升學習效果;
經(jīng)典班次組合 專家在線答疑!
特色通關(guān)班:當期考試結(jié)束后一周關(guān)閉
特色無憂班:報名或考試當期不過,第二年免費學
4大班次+考前模擬題+1套預(yù)測試題
智能交互課件 階段測試點評!
精品通關(guān)班:當期考試結(jié)束后一周關(guān)閉
精品無憂班:報名或考試當期不過,第二年免費學
考前模擬題+2套預(yù)測試題+考前沖關(guān)寶典
名師定期直播 一對一跟蹤教學
實驗通關(guān)班:當期考試結(jié)束后一周關(guān)閉
實驗無憂班:報名或考試當期不過,第二年免費學
考前模擬題+3套預(yù)測題+沖關(guān)寶典+考前重點
大數(shù)據(jù)分析小灶教學 私人定制服務(wù)!
定制通關(guān)班:當期考試結(jié)束后一周關(guān)閉
定制無憂班:報名或考試當期不過,第二年免費學
1、凡本網(wǎng)注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬建設(shè)工程教育網(wǎng)所有,未經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)不得轉(zhuǎn)載、鏈接、轉(zhuǎn)貼或以其他方式使用;已經(jīng)本網(wǎng)授權(quán)的,應(yīng)在授權(quán)范圍內(nèi)使用,且必須注明“來源:建設(shè)工程教育網(wǎng)”。違反上述聲明者,本網(wǎng)將追究其法律責任。
2、本網(wǎng)部分資料為網(wǎng)上搜集轉(zhuǎn)載,均盡力標明作者和出處。對于本網(wǎng)刊載作品涉及版權(quán)等問題的,請作者與本網(wǎng)站聯(lián)系,本網(wǎng)站核實確認后會盡快予以處理。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載之作品,并不意味著認同該作品的觀點或真實性。如其他媒體、網(wǎng)站或個人轉(zhuǎn)載使用,請與著作權(quán)人聯(lián)系,并自負法律責任。
3、聯(lián)系方式:010-82326699 / 400 810 5999。