高铁大断面长大隧道施工工效管理

【摘要】通过现有人员、机械配置情况和施工工效，通过总结分析找出影响施工工效的因素，反过来调整资源配置、加强管理，使整体工效最大化，达到降低施工成本，保证施工顺利实现的目的。

【关键词】大断面；隧道；工序；工效管理

中图分类号： U45文献标识码：A

1. 概述

传统的隧道施工通常因施工难度小、要求低、断面小等特点，鲜有比较系统和针对性地进行隧道施工工效管理，例如开挖、仰拱、二衬等班组各配备一个班组人员，机械设备也无富余，在这样的人员机械配备条件下，每天只能够保证1~1.5个作业循环，掌子面开挖进度慢，直接制约后续仰拱、二衬施工，使得整体施工工效低下。又如，对各种工序施工没有系统地跟踪记录和分析总结，没有找出影响施工工效的根本原因，导致施工效率不高。高铁大断面隧道特别的长大隧道因其施工难度大、要求高、工期风险大、大断面等特点，合理组织隧道施工，系统地进行施工工效管理十分必要和关键，其在降低隧道工期风险的同时也节省施工成本，提高经济效益和管理水平。

本文以某隧道为例，主要通过对隧道机械人员配备、施工方法、工序施工等的不断总结、优化，主要通过“人、机”的整合，使施工工效在有限的时间、空间范围和人员、机械的条件下达到最优状态，从而达到提高施工效率，加快施工进度，节约施工成本的目的。

2.施工工效优化

某隧道为全线重点控制性工程，隧道开挖断面面积146㎡。隧道洞身穿越区域以碳酸岩广泛分布为主要特征，隧区总体构造、褶皱发育，地下水发育，不良地质现象为岩溶及岩溶水、顺层偏压，特殊岩土为红粘土。

隧道按台阶法进行施工，上台阶开挖180°，下台阶分左右边墙错位开挖，仰拱一次开挖成型。按照相关安全步距要求，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩仰拱距离掌子面分别不大于90m、50m、40m，二衬距离掌子面分别不大于120m、90m、70m。主要施工难点有：地质差异较大，安全布距要求高，地下水发育等。施工工效优化步骤图1-1所示。

图1-1 施工工效优化步骤

掌子面开挖因其作业面有限，并且直接制约着后续下台阶开挖以及仰拱、二衬施工，对整个隧道工期风险的控制和施工工效起到决定性作用，是隧道各个工序施工的核心。也就是说，不管掌子面进度多快，后续下台阶、仰拱、二衬施工通过增加人员、机械等资源，经过合理组织，必定能与掌子面保持相对稳定的距离，达到安全步距的要求。因此，只有不断提高掌子面开挖、支护等工序的施工工效，才能在提高掌子面施工进度的同时，提高后续仰拱、二衬等工序的施工工效。

根据现有的机械、人员条件下提高掌子面施工工效后，还必须加快后续仰拱二衬施工，不可因安全步距等问题导致掌子面停工，并合理利用现有资源，组织好各种施工衔接，避免造成浪费而增加成本。

以该隧道出口为例，原有各工序人员、机械配置分别如表2-1、表2-2所示。

表2-1隧道初始人员配置表

表2-2 原始主要机械配置表

在以上的人员、机械配置情况下，通过现场24小时跟踪记录（如图2-1、图2-2），总结一个月得出以下施工工效表。

表2-3 原始施工工效表

通过原始记录及以上各表的分析，总结出影响工效因素主要有以下几方面。

1.掌子面因地下水发育，装药困难，加之工作环境差，作业人员积极性不高，责任心不强等，导致爆破效果较差、循环进尺段、补炮时间长，平均每循环需增加2h补炮时间。

2.各工序间隔时间长，没有有效衔接或进行平行作业。

3.资源配置不尽合理，人员劳动强度大，效率低，机械设备损坏率高，例如在进行上台阶出渣作业时下台阶无法出渣，出渣车辆、挖机等损坏即会增加出渣时间，工序时间缩短后作业人员劳动强度大，施工效率降低，当喷射砼、上台阶打钻同时作业时风压不足等。

4.因上台阶开挖慢，直接制约仰拱、二衬施工。仰拱、二衬施工工效平均可达到6m/天，上台阶工效3m/天，后续施工不能充分发挥其工效。

对原有人员、机械配置情况进行优化，主要有：

1.加强人员管理，并进行合理的爆破设计，实行炮孔定人定孔，并观测每人所负责炮孔施工的爆破效果，实行奖罚。如图2-1、表2-4所示。

图2-1 上台阶炮孔布置图

表2-4 炮孔布置定人施工一览表

2.通过总结，在循环开挖时间大量压缩时，通过增加作业人员及机械设备来提高工效。经过从原有的1个班组人员增加到一个半班组，再调整，最终增加到2个班组时施工效率最高，增加出渣车辆、挖机等设备提高施工效率，按照延米成本算，经济效益达到最佳。增加的人员、机械设备如表2-5、2-6所示。因仰拱、二衬施工人员施工效率较高，在掌子面施工进度提升后，仰拱、二衬能够及时跟进，无需增加人员。

表2-5调整后人员配置表

表2-6 调整后机械配置表

3.尽可能地进行平行作业，如在钢架安装时即开始施工锚杆，避免出现工序未衔接上的情况，减少工序衔接和施工时间。在围岩条件较好时利用前面开挖台车进行光面爆破作业，后面支护台车进行支护作业。

4.下台阶、仰拱一次开挖成型，缩短仰拱开挖时间，提高仰拱施工效率。

5.通过记录每循环工序施工时间，跟踪记录影响施工的因素，并详细记录在各种标识牌上，定期总结分析原因，进行定期调整优化。如图2-2、图2-3所示。

图2-2工序时间对比表图 2-3 主要机械设备动态表

通过以上措施，施工工效得到很大优化，调整后施工工效如表2-7所示。由表可知，调整后各工序工效有了明显提高，掌子面、仰拱、二衬月进尺分别从原来的98m、113m、156m提高到183m、216m、240m。表中仰拱、二衬施工工效是在掌子面施工不影响仰拱、二衬的前提下，即当仰拱、二衬距离掌子面达到一定距离后，由于仰拱、二衬施工快于掌子面，此后施工工效与掌子面一致，降低到180-190m/月。

表2-7 调整后施工工效一览表

3.总结

经过优化施工组织，施工工效得很大程度的提高，虽然相应增加人员、机械设备投入，但按照该工效施工至完工，不仅保证工期的顺利实现，施工成本相比调整前，节省成本约40-50万元。

作者简介：

陈勇(1987-6)男，本科，助理工程师

杨苹(1986-11)女，本科，助理工程师