大型隧道工程精益施工技术研究

摘要

本文以杭州钱塘江流域某大型越江隧道工程为例，结合盾构隧道精益施工理论，对大直径盾构隧道精益施工进行了分析研究，总结了优化施工和管理的方法，为大型盾构隧道工程寻求改善方法。

关键词

盾构施工；越江隧道；精益施工

1、引言

盾构作为具有高效、安全优点的盾构隧道施工方法，已经成功的运用于众多工程中，尤其是近年来隧道工程正朝着大直径、长距离、大埋设的方向发展。本文将在大型盾构隧道的建设中引入精益思想，建立盾构隧道精益施工理论，并结合钱江盾构隧道工程，分析在实际工程对盾构隧道的精益施工的运用，以便能够为大型盾构隧道工程寻求改善方法。

2、盾构隧道精益施工理论基础

从精益思想的基本原则和大型盾构隧道面临的施工特点、工程挑战出发，盾构隧道精益施工的定义为：在大型盾构隧道施工中有效融合精益思想，使隧道施工中的一切浪费得到有效减少，确保隧道盾构得到有效推进，使各工序的施工能够及时进行。

3、钱江隧道精益施工运用研究

3.1钱江隧道施工方法及特点

（1）工程施工方法根据主要技术标准及工程地质条件，经过多方研究及专家评审，钱江隧道采用一台德国海瑞克生产的Φ15.43m大直径泥水平衡盾构进行掘进施工。盾构隧道衬砌结构设计尺寸为内径13.7m，外径15m，衬砌厚0.65m，环宽2m。采用通用环管片（双楔形）错缝拼装。每环由10块管片构成，其中标准块7块，邻接块2块，封顶块1块。根据现场地形、地貌、环境条件和施工方法的不同，钱江隧道工程划分为三大施工段：1）江南段：包括江南暗埋段和引道段，还有附属的风塔、管理中心用房等。2）江中段：由于仅有一台盾构机可使用，工程先从江南掘进西线隧道至江北后调头，再沿东线掘进回江南。3）江北段：江北工作井、暗埋段、引道段和接线道路等。（2）施工特点钱江隧道工程的主要施工特点有：1）仅由一台15.43m大直径泥水平衡盾构往返进行总长超过8km的隧道施工，而钱江通道及接线工程是浙江省的重点工程，工期要求高。2）施工场地的限制：由于地理条件的限制，工程的大部分设施及盾构段的所有配套设施，如泥水系统、预制构件加工、施工场地等均只能布置在江南。江北仅考虑江北工作井、暗埋段、风塔及管理站的建设。3）材料运输距离长：由于主要的施工配套设施均布置在江南，东线隧道自江北向江南掘进时，泥水、管片以及各种原材料均需要从江南利用已建成的西线隧道运输到东线施工隧道，短运输距离约4.5km，随着东线隧道掘进，最长的运输距离将超过8km。

3.2隧道精益施工应用研究

（1）内部同步施工由于钱江隧道施工仅采用一台盾构，工期较为紧张，根据钱江隧道工程的具体情况，采用隧道内部结构和隧道掘进的同步施工方法。隧道完成内部施工后的隧道断面如图1，完成管片拼装后，放置预制口字件，然后浇筑两侧的压重块，再现浇牛腿，后浇筑路面板。一个断面上除了少数工序可以进行立体化同时施工以外，大部分工序均需按照一定的先后顺序来进行。只有同时不同断面的施工，形成不间断的价值流动才能避免工作不连贯造成的浪费。（2）现场规划管理由于江北条件的限制，钱江隧道的主要施工场地只能布置于江南，功能设置包括生活、办公、泥水处理、商品混凝土生产、钢筋处理、管片堆放等部分。结合江南现场的形状特点，遵循盾构隧道精益施工的原则.经过现场实地调查，发现钱江隧道的总体现场规划较为合理，在施工中显示出主要的优点突出表现在：1）不同功能区的合理位置安排使得现场未出现往返运输。2）道路规划合理，虽然施工现场有多种大型运输车辆，但在地面未发生运输冲突，即使在工程施工高峰时期，工地现场也未出现运输车辆堵塞、排队的现象。3）钢筋车间、构件生产场地和混凝土搅拌站位于场地西南角，形成构件生产的完整功能区，消除了对其他施工作业的干扰。4）推行盾构隧道精益施工钱江隧道内各种施工工具摆放整齐，随施工推进移动，减少占用道路的面积，创造了整洁、舒适的施工环境。（3）运输管理隧道施工期间的材料运输主要模式有：有轨运输和无轨运输。从供应链成本考虑，长距离运输采用有轨方式更加经济，但有轨运输灵活性较差，难以使内部结构同步施工。盾构隧道精益施工要求从隧道施工全局出发，采用无轨运输模式可同时满足隧道掘进和内部施工的要求。钱江隧道精益施工运输要求遵循以下原则：1）首选在盾构机维修保养时间段进行的是混凝土浇捣，混凝土搅拌车和管片车不可同时运行，根据内部施工需要其他小型车辆可随时运输。2）由于在混凝土初凝之前必须完成混凝土运输、浇筑，因此应优先让混凝土搅拌车通行；管片车和双头车在双向通行处等待，待混凝土搅拌车让出通道后再驶入。钱江隧道现场，混凝土搅拌站根据每天收到的内部施工计划进行生产，然后在同步施工队发出运输指令后，拉动混凝土搅拌车的运输；管片、同步注浆浆液及口字件的运输则由盾构推进控制室发出指令拉动进行，满足盾构隧道精益施工反映盾构掘进实时需求的思想。

4、小结

从钱江隧道工程的分析可以看到，盾构隧道工程的场地安排、施工方法选择等都受到各种因素的影响和制约，并不能都按照理想化的方式来安排。采用盾构隧道精益施工可大程度减轻各限制因素造成的影响，优化施工及管理，达到更好的社会、经济效益。

作者：汪涛 单位：上海康司逊建设管理有限公司