Harald Wagner

(泰国Harald Wagner博士咨询公司，泰国 10220)

0 引言

开发“地下工程”远不只是将要开发成隧道的地下结构绘成图纸那么简单。开发是对设计与施工进行管理，隧道开发商必须是包括施工管理在内的隧道项目管理者。通过对最近包括传统隧道施工法和机械隧道施工法在内的隧道承包合同的总结，对隧道事故进行分析，显示:财务状况是影响隧道开发的主要因素。本文将针对开发阶段、合同含义和项目组织进行详细说明。

1 合同模式

开挖完成前合同内容难以量化。因此，应制定允许合理修正合同条款的灵活的合同框架。隧道施工的理论依据是将隧道周围及上方的岩土视为载荷和承载体。结合隧道开挖引起的地层应力变化，系统地调整所需支护的类型和数量。在编制对地下工程有影响的各种合同条款时，必须体现类似的灵活性。

地下工程开发的基本要求有:1)根据具体工程要求;2)根据工程和施工的进展，分阶段进行详细设计，为后续施工提供指导;3)施工方法应适合采用标准的机械、设备和材料;4)通过地质监测对照检查前期的地质预报，并根据遇到的具体地质条件进行调整;5)制定采用灵活的合同模式，以便进行合理调整。

几十年以来，合理开发地下工程的需求不断增加。传统隧道施工法较适合复杂、多变的不良地质条件。主要是通过在设计和施工阶段选择最佳的开挖断面、开挖方法和衬砌，最大程度地降低施工成本。在隧道开挖期间，合同双方必须在预先规定的时限内共同做出决定，以便灵活应对变化的地质条件。

2 合同的主要构成

本文以下述各章节内容为基础，解决以下5个方面的问题:

1)针对伊朗山区机械化隧道施工法(TBM法)和传统隧道施工法(CTM法)的特性和风险，提供《岩土情况和技术依据的调查报告》;

2)根据《技术依据》，判断采用机械化隧道施工法(TBM法)还是采用机械化隧道施工法(TBM法)结合传统隧道施工法(CTM法);

3)提出《含有风险规避措施的风险管理计划》，以提高伊朗山区机械化隧道施工法(TBM法)和/或传统隧道施工法(CTM法)的应用效率;

4)针对正在进行的TBM和/或DBM(钻爆法)隧道施工，为完善其合同条款提出建议;

5)针对以后的TBM或CTM隧道施工，为完善其技术条款提出建议。

3 不良地质条件的应对措施

高山地区深埋隧道施工使TBM法隧道施工和传统钻爆法施工面临巨大挑战。如果未能在合同文件中充分考虑不良地质的应对措施，那么遇到不良地质情况时，将会出现一系列问题，并严重延误工期。

无论TBM法施工还是传统方法施工，在埋深较浅地段，遇到的地质问题均可顺利解决;但在深埋地段，由于地应力、围岩强度、涌水等因素，遇到的地质问题通常会带来灾难性的后果。

近年来，关于TBM法在深埋复杂地质条件下的适用性问题，业界一直在争论由于TBM法缺乏灵活性，在掘进过程中，由于地应力或断层破碎带的影响，容易造成TBM被困，或可能因岩爆、严重涌水等原因，造成TBM损坏，从而引发各种问题。因此，最近在欧洲穿越阿尔卑斯山的隧道工程中，已不再采用TBM法。

在这种情况下，传统钻爆法/新奥法(NATM)也面临着与现代TBM法同样的挑战，但人们常常忽略这一问题。钻爆法遇到不良地质情况时，所需的时间可能与采用适当的TBM法相当，甚至更长。最近，在全球范围内，除了一些特殊情况外，只有深埋隧道的风险较低时，才采用TBM法。

4 风险控制

由于TBM在高应力条件下容易被卡、被损坏，因此需要规避这方面的风险。制定完善的风险管控方案，是应对这种不利状况的最佳合同手段。图1和图2列出了地下工程设计和施工阶段的风险控制流程。

图1 设计阶段风险控制流程Fig.1 Flowchart——Design risk

为了避免因处理深埋隧道施工中(尤其是TBM法隧道施工中)遇到的不良地质而导致的工期延误问题，需要有完备的预案。这个预案包括对隧道掌子面前方地质情况的勘探、评价和评估。

图2 施工阶段风险控制流程Fig.2 Flowchart——Construction risk

对于深埋隧道可能遇到复杂的地质情况，只有通过超前地质预报，才能提前准备并采取有效的应对措施。因此，在工程研究中，必须加强深部地质和地质力学的研究。

5 施工前采取的措施

表1为施工准备阶段遇到的问题及其解决措施。由表1可知，为了更好地了解隧道埋深范围和沿线复杂的地质与应力条件之间的相互作用，此阶段的工程费用和工作重点应集中在现场勘察上。提前掌握工程的地质情况，是从本质上规避工程风险的唯一有效方法。隧道施工不能仅凭运气。极端不利的地质条件，是影响隧道施工的主要因素。因此，通常需要采用灵活的岩土工程解决方案。

表1 施工准备阶段遇到的问题及其解决措施Table 1 Project requirements related to preconstruction phase

在复杂地质条件下，若TBM及其隧道衬砌系统的设计不太灵活，可能会影响隧道施工。因此，在开工前进行详细的地质勘探显得尤为重要。硬岩TBM的设计正朝着复合式和通用型方向发展，即具有超前管棚支护、工作面加固、预注浆及地层处理等功能。

尽管TBM的设计取得了巨大进步，TBM的性能有了很大改进，但是，隧道工程地质勘探技术的进步却并不明显。隧道设计阶段的地质勘探技术以及隧道施工期间掌子面前方的地质预报技术，均未取得明显进步。

6 风险规避措施

在瑞士阿尔卑斯山隧道工程中，通过调整隧道线路，避开Piora断层带，降低了工程风险。通过调整隧道线路来降低风险，需要对方案进行认真调研和评估。如果隧道采用深埋、直线方案，则需穿越大的断层破碎带，需要采取预处理措施，排除大量涌水;如果对隧道线路进行调整，避开大的断层破碎带，可能会增加隧道长度，但是与原方案相比，可能会更经济，且工期更短。

山区深埋TBM法隧道和钻爆法(DBM)隧道施工经验显示，如果遇到未探明的不良地质条件，可能会出现重大坍塌，有时甚至会延误工期数年。

因此，建议:在合同中增加有关地质勘探的条款，以确保对深埋隧道进行详细的地质勘探;在合同中增加有关地层处理的条款，以保证能够对地层进行适当的处理。否则，各种工程事故，如严重的坍塌、工期延误、TBM被困等仍会发生。

7 勘探质量

很显然，即使不考虑以前发生过的TBM被困、TBM被废弃、钻爆法隧道意外坍塌等问题，世界上其他地方新上项目的勘探水平仍旧远远不够，仍低于瑞士阿尔卑斯山隧道所采用的最新技术水平。

通过对大量TBM法隧道施工过程中发生的事故进行经验总结，表明:对于山区TBM法隧道，如果未提前探明TBM前方的地层状况，往往会出现许多问题。

8 施工前及施工中进行的地质勘探

表2为施工阶段可能出现的问题及其解决方案。由于深埋隧道地质勘探困难，因此大多数深埋隧道沿线没有进行钻勘。建议合同中应强制规定，在隧道施工中，应从隧道内实施长距离钻孔取芯，以探明掌子面前方的地质情况;建议将施工前和施工中的地质勘探，列为合同的有关强制性条款。这些强制性条款有利于改进现场地质勘探方案和地质勘探方案的实施。

表2 施工阶段出现的问题及其解决措施Table 2 Project requirements related to construction phase

9 项目管理的作用

实施高效的项目管理、工程款支付和奖罚，其目的在于及时、有效地获取工程的相关数据，并对数据进行有效分析，以便在施工过程中能及时掌握TBM的工作状况，并能够及早制定预案，以解决TBM前方可能出现的不良地质情况。

隧道施工由各个作业团队完成，因此，每时每刻都要相互合作、协调一致，并且在隧道的全寿命期内都要保证其正常运营。项目经理要实现项目工期和预算目标，需要有整合各种资源，并保证项目成功实施的能力。

要不断提高管理效率，降低重点工程施工风险。需要实行良好的风险管理制度，降低与项目有关的风险，如工期、物资供应、进度的延误，资金和现金流的不到位、工程造价偏差的影响及突发事件对成本和进度的影响等。

必须提高项目规划水平，严格遵守进度计划，提高项目管理的准确性，以更低的造价、更优的质量、更快的速度交付工程。每个项目都需要改善工作流程和施工工艺，提高与项目相关的交流沟通能力，提高项目的透明度。

这样便可以避免一些不必要的分析表，提高信息的准确性，提高项目的透明度和生产效率，使项目及时交工程，进而形成更好的项目规划，提高项目的运行效率，并获得额外的资金支持。跟踪项目的现金流，并依据计划对实施情况进行监督，是十分重要的。

利用相关辅助工具，可准确预测项目完工日期和费用，进而在整个项目周期内及时做出战略性的调整，有把握地向业主做出承诺，并实现承诺。利用实时工程进展关键指标、工程量指标和财务指标，进行深层次的分析，可提前做出预警，进而降低工程费用超标和工期拖延及各种违约罚款的风险。

为了执行设计审查、文件控制、费用预算，使项目在规定工期和预算内按计划完成，在相关软件的帮助下，项目管理必须做到以下几点:

1)跟踪费用情况，深入分析变更指令和预测费用变更额度;

2)及时发现工期延误情况，并及时纠正;

3)遵守详细的施工进度计划;

4)及时解决变更问题，及时支付工程款，尽早采取措施，避免索赔。

另外，在分阶段管理过程中(可行性研究、投标设计、详细设计、运行和维护)，结合项目管理、质量保证和项目组织等多方面应用涉及的综合数据库，以及基于互联网的处理软件，可辅助进行智能规划、进度报告、地质报告解读、风险和索赔管理、预算和成本核算、文件管理以及工程控制系统的建立和维护。