摘 要:我國目前長(zhǎng)大公路隧道建設(shè)逐年增多,但是一系列管理、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、防災(zāi)救災(zāi)等方面的問題也日益凸現(xiàn),給竣工后的運(yùn)營管理埋下極大的隱患。本文分別論述了目前我國長(zhǎng)大公路隧道建設(shè)中存在的問題,分析了問題產(chǎn)生的原因,提出了相應(yīng)的對(duì)策。
關(guān)鍵詞:長(zhǎng)大隧道、管理、設(shè)計(jì)、施工、運(yùn)營、問題、對(duì)策。
1. 前言
近二十年來,隨著我國公路交通事業(yè)飛速發(fā)展,公路的等級(jí)不斷提高,通車?yán)锍讨鹉昱噬方ㄔO(shè)已成為拉動(dòng)國民經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的支柱產(chǎn)業(yè)和帶動(dòng)地方經(jīng)濟(jì)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?yán)锍蹋岣呔€型標(biāo)準(zhǔn)、保障運(yùn)營安全,保護(hù)生態(tài)環(huán)境等優(yōu)點(diǎn),得到普遍應(yīng)用,并且越修越長(zhǎng),規(guī)模越來越大。許多特長(zhǎng)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(jiān)持可持續(xù)發(fā)展,切實(shí)保護(hù)生態(tài)環(huán)境和有限的土地資源的戰(zhàn)略指導(dǎo)下,長(zhǎng)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(jì),截止2003年底我國已建成公路隧道2175座,總長(zhǎng)度1001km,其中特長(zhǎng)隧道27座,總長(zhǎng)度99.72km,長(zhǎng)隧道242座,長(zhǎng)度385.6km,中、短隧道746座,長(zhǎng)度38.7km。僅2002~2003年在建和已建的3000m以上的特長(zhǎng)隧道26座,1500m以上3車道隧道5座。目前在建的6公里長(zhǎng)以上隧道有5座,18.004公里的陜西省秦嶺終南山公路隧道、8.67公里的湖北省龍?zhí)端淼赖瓤⒐ひ院?,我國的隧道建設(shè)技術(shù)水平將有更大提高。
2. 公路隧道建設(shè)項(xiàng)目的特點(diǎn)
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(diǎn),建設(shè)管理較為復(fù)雜,難度更大。公路隧道的主要特點(diǎn)是:
(1)不可預(yù)見因素多
公路隧道屬于地下工程,圍巖地質(zhì)的變化對(duì)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(diǎn)。施工前往往不可能對(duì)地質(zhì)情況準(zhǔn)確掌握,對(duì)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。
(2)工程風(fēng)險(xiǎn)性大
由于隧道地質(zhì)的變化無法事先準(zhǔn)確預(yù)報(bào),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(fēng)險(xiǎn)性大。因此,國際隧道協(xié)會(huì)(ITA)曾經(jīng)有文件規(guī)定:地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)由業(yè)主承擔(dān),施工風(fēng)險(xiǎn)由承包商承擔(dān)。
(3)隱蔽工程多
隧道是地下工程,由于隧道結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)和工程的時(shí)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(jìn)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(bǔ)救。
(4)施工時(shí)效性強(qiáng)
由于隧道施工中圍巖多變,地質(zhì)水文條件復(fù)雜,并且大多不可預(yù)見。所以一旦出現(xiàn)意外情況,必須當(dāng)機(jī)立斷及時(shí)變更,進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)處治,工程時(shí)效性較強(qiáng)。
(5)施工空間狹小
隧道施工是在一個(gè)狹小的空間中進(jìn)行,開挖、支護(hù)、防排水、襯砌、附屬設(shè)施預(yù)埋件、路面等施工工序多,時(shí)效性強(qiáng)。施工過程中的水、風(fēng)、電、氣管線復(fù)雜,相互干擾大,施工管理難度較大。
(6)施工環(huán)境惡劣
由于隧道施工是在一個(gè)半封閉的空間內(nèi)進(jìn)行,開挖和施工過程的污染很大,加之施工危險(xiǎn)性大,所以施工環(huán)境比較惡劣。
3. 存在的問題
3.1建設(shè)管理問題
⑴大型公路隧道建設(shè)項(xiàng)目的前期論證不充分,工可研究不深入,考慮因素不周全。有的地方為了上項(xiàng)目,人為夸大交通量和經(jīng)濟(jì)指標(biāo);有的地方為爭(zhēng)建全國第一甚至亞洲第一長(zhǎng)隧道,不按實(shí)事求是的態(tài)度科學(xué)進(jìn)行工程可行性論證,強(qiáng)行上馬,給國家和地方的經(jīng)濟(jì)帶來極大的負(fù)擔(dān)。
⑵業(yè)主單位對(duì)工程前期建設(shè)投入不夠或者急促上馬,給后續(xù)的工程建設(shè)帶來很大的麻煩。
⑶隧道和公路同時(shí)開工,業(yè)主管理力不從心。
⑷項(xiàng)目總承包漏洞較多,國家和建設(shè)單位資金負(fù)擔(dān)加重。
⑸公路隧道建設(shè)項(xiàng)目招投標(biāo)過程中沒有真正貫徹“風(fēng)險(xiǎn)共擔(dān)”的原則,業(yè)主把本應(yīng)由自己承擔(dān)的地質(zhì)風(fēng)險(xiǎn)全部轉(zhuǎn)嫁給承包商,給日后的工程變更帶來困難。
⑹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(jì)階段沒有實(shí)行監(jiān)理制度,施工階段監(jiān)理工作也存在某些問題。
⑺不切實(shí)際地加快工程進(jìn)度。政府領(lǐng)導(dǎo)人對(duì)制定工期,行政干預(yù)較多。某些領(lǐng)導(dǎo)人以自己的任期來確定工程的工期,在一些地方比較嚴(yán)重,給工程的建設(shè)和管理特別是質(zhì)量造成無窮的后患。
⑻建設(shè)資金管理有漏洞,隧道工程款挪用現(xiàn)象比較嚴(yán)重。
3.2 技術(shù)問題
⑴由于時(shí)間緊,隧道設(shè)計(jì)形式上是新奧法,但并不深入仔細(xì)研究要設(shè)計(jì)隧道的圍巖地質(zhì)特點(diǎn),千篇一律憑經(jīng)驗(yàn)套圖設(shè)計(jì),致使開挖后出現(xiàn)施工方法不適應(yīng)或者變更較多。
⑵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(jì),邊勘察現(xiàn)象屢有發(fā)生,甚至出現(xiàn)無勘察資料盲目進(jìn)行初步設(shè)計(jì)的情況。
⑶對(duì)公路隧道建設(shè)中的關(guān)鍵技術(shù),如通風(fēng)細(xì)部參數(shù)、防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案、通風(fēng)井與施工進(jìn)度的關(guān)系、深豎井施工技術(shù)等研究系統(tǒng)深入程度不夠,造成后期工程建設(shè)管理的困難,甚至造成較大的浪費(fèi)。
3.3 施工問題
⑴承包商低價(jià)搶標(biāo),中標(biāo)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。
⑵承包商由于技術(shù)和經(jīng)濟(jì)利益的原因,不能嚴(yán)格按照新奧法的要求進(jìn)行施工,對(duì)隧道施工過程中的監(jiān)控量測(cè),通常在洞口段和出現(xiàn)問題時(shí)尚能認(rèn)真實(shí)施,但在洞內(nèi)和施工順利時(shí)則流于形式。設(shè)計(jì)單位由于技術(shù)和管理方面的原因,真正做到動(dòng)態(tài)反饋設(shè)計(jì)的很少。
⑶施工質(zhì)量檢測(cè)的內(nèi)容不系統(tǒng),方法不明確,質(zhì)量評(píng)價(jià)體系沒有完整建立。
⑷施工過程中圍巖變更爭(zhēng)議較大,沒有一套科學(xué)規(guī)范的管理辦法。
⑸隧道竣工驗(yàn)收內(nèi)容不齊全,檢測(cè)方法可操作性差,評(píng)價(jià)體系不科學(xué)。
3.4 運(yùn)營問題
⑴ 沒有系統(tǒng)規(guī)范的長(zhǎng)大隧道運(yùn)營管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn),甚至有的隧道沒有基本的管理手冊(cè)。
⑵主管部門重建設(shè),輕管理。
⑶隧道運(yùn)營管理粗放,不科學(xué),造成很大浪費(fèi)。
⑷沒有統(tǒng)一的長(zhǎng)大公路隧道安全等級(jí)。
⑸國內(nèi)許多長(zhǎng)大公路隧道沒有制定防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案。
⑹隧道運(yùn)營監(jiān)控的軟硬件接口存在問題,檢測(cè)元件的靈敏度、持久性不夠。
⑺沒有科學(xué)的管理費(fèi)用預(yù)算和劃撥辦法,管理部門為了利益,不按科學(xué)管理。
4. 對(duì)策探討
4.1管理問題
(1)管理模式
項(xiàng)目法人制度+FIDIC條款目前我國地下公路隧道建設(shè)項(xiàng)目管理的最有效模式。項(xiàng)目法人制度+FIDIC條款的管理模式的組織機(jī)構(gòu),由項(xiàng)目法人機(jī)構(gòu)和監(jiān)理機(jī)構(gòu)兩部分組成。如果特長(zhǎng)公路隧道的建設(shè)由獨(dú)立的法人機(jī)構(gòu)專門投資建設(shè),就應(yīng)設(shè)立獨(dú)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(xiàng)目法人公司下專門設(shè)立隧道建設(shè)項(xiàng)目指揮部,單獨(dú)進(jìn)行隧道工程的建設(shè)管理工作。
(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(jì)問題,而且必須考慮到建成以后的運(yùn)營服務(wù)水平。其中技術(shù)問題包括:隧道的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)、隧道的建設(shè)長(zhǎng)度、洞口兩端的接線、隧道的平縱線型、隧道進(jìn)出口與溝谷的相對(duì)關(guān)系、單雙洞方案、通風(fēng)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(fēng)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(xué)論證的基礎(chǔ)上,并且要有盡可能的量化指標(biāo)。技術(shù)人員在前期的工作過程中,要本著實(shí)事求是的態(tài)度,科學(xué)認(rèn)真的方法,扎實(shí)細(xì)致地做好論證工作,進(jìn)行多方案的比選,需要多長(zhǎng),就打多長(zhǎng)。因?yàn)?,隨著隧道長(zhǎng)度的增加,不僅投資規(guī)模大幅度上升,而且通風(fēng)系統(tǒng)更為復(fù)雜,災(zāi)害幾率必然增多,防災(zāi)救災(zāi)困難加大,運(yùn)營效益也明顯下降。決不能聽任某一領(lǐng)導(dǎo)人決定隧道的長(zhǎng)度和規(guī)模。工程的工期必須合理科學(xué),不能盲目的趕工期,給日后造成隱患。
(3)勘察設(shè)計(jì)招投標(biāo)與工程造價(jià)的控制
工程設(shè)計(jì)階段是隧道工程造價(jià)控制的關(guān)鍵階段。但是因?yàn)樵O(shè)計(jì)收費(fèi)是根據(jù)工程的投資規(guī)模按規(guī)定的費(fèi)率進(jìn)行計(jì)算的,工程造價(jià)越高設(shè)計(jì)單位的收費(fèi)越高,所以設(shè)計(jì)單位并沒有控制工程造價(jià)的客觀要求。因此,在大型公路隧道勘察設(shè)計(jì)招標(biāo)時(shí),就應(yīng)使設(shè)計(jì)單位的經(jīng)濟(jì)利益和工程造價(jià)的控制掛鉤,這可以從利益上驅(qū)使設(shè)計(jì)單位在設(shè)計(jì)階段主動(dòng)控制造價(jià)。為此可以從下面兩個(gè)方面做些探索。
①設(shè)計(jì)收費(fèi)和工程造價(jià)掛鉤
將勘察設(shè)計(jì)費(fèi)分為兩個(gè)部分:第一部分按照工程可行性研究投資估算分檔定額計(jì)算,作為保底基數(shù),科研報(bào)告可以委托兩家同時(shí)獨(dú)立進(jìn)行。第二部分以設(shè)計(jì)單位最終編制的概算與可研投資估算的差值為基數(shù)計(jì)算。若概算值突破估算值,設(shè)計(jì)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(jì)費(fèi)。如果設(shè)計(jì)單位通過采用新技術(shù)、新工藝進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)使設(shè)計(jì)概算顯著低于可研的投資估算,則應(yīng)按比例增加設(shè)計(jì)單位的設(shè)計(jì)費(fèi)。
②鼓勵(lì)設(shè)計(jì)單位和施工單位共同投標(biāo)
這實(shí)際上是以設(shè)計(jì)單位為主的總承包,設(shè)計(jì)費(fèi)包含在工程總報(bào)價(jià)中。投標(biāo)人在投標(biāo)前就必須作大量的工作,因?yàn)槿绻麍?bào)價(jià)過高可能就中不了標(biāo),如果報(bào)價(jià)太低中標(biāo)以后可能要虧本。
因此,承包商會(huì)選擇合適的投標(biāo)價(jià),中標(biāo)后會(huì)精心設(shè)計(jì)、精心施工,努力控制工程造價(jià),以期獲得盡可能高的利潤(rùn)。
(4)設(shè)計(jì)招標(biāo)
分階段招標(biāo)是將大型公路隧道的勘察設(shè)計(jì)分成初步設(shè)計(jì)和施工圖設(shè)計(jì)兩大階段分別進(jìn)行招標(biāo),而初步設(shè)計(jì)階段又分為三階段進(jìn)行招標(biāo)。
①大型公路隧道初步設(shè)計(jì)階段工程特性
初步設(shè)計(jì)是在批復(fù)的工程可行性報(bào)告的基礎(chǔ)上,確定隧道的具體走向、隧道長(zhǎng)度、提出推薦方案。該階段的工程估價(jià)為項(xiàng)目的控制限價(jià),其招標(biāo)工作對(duì)于將來的實(shí)際成本將起到?jīng)Q定性的影響,招標(biāo)的效益也最大。對(duì)于這一階段設(shè)計(jì)的招標(biāo),業(yè)主應(yīng)先制定出招標(biāo)的目的:確定路線布置、隧道位置、隧道結(jié)構(gòu)型式、通風(fēng)、監(jiān)控設(shè)施和工程最高投資。再根據(jù)目的確定招標(biāo)方式和評(píng)標(biāo)方式。
②初步設(shè)計(jì)招標(biāo)方式
由于初步設(shè)計(jì)階段不確定因素較多,如果采用初步設(shè)計(jì)一次到位的方式,投標(biāo)人均按初步設(shè)計(jì)深度設(shè)計(jì),最后采納的只有一個(gè)方案,會(huì)造成較大的人力、財(cái)力浪費(fèi)。我們認(rèn)為應(yīng)按招標(biāo)目的將初步設(shè)計(jì)階段分為三階段進(jìn)行。
第一階段:主要確定隧道的線位和長(zhǎng)度。這一階段采用邀請(qǐng)招標(biāo)或委托某一設(shè)計(jì)咨詢機(jī)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(zhǎng)度。除隧道方案外其他方面不作具體的設(shè)計(jì)、鉆探,這一階段的人力、物力投入較少。
第二階段:主要進(jìn)行隧道的地質(zhì)勘察。地質(zhì)勘察工作相對(duì)較簡(jiǎn)單,可采用公開招標(biāo)方式,和施工招標(biāo)類似,既可采用低價(jià)法,也可采用復(fù)合標(biāo)底法等。
第三階段:確定隧道的結(jié)構(gòu)型式、支護(hù)參數(shù)、照明、通風(fēng)、監(jiān)控設(shè)施等。采用公開招標(biāo)方式招標(biāo)。
(5)勘察設(shè)計(jì)監(jiān)理
大型公路隧道勘察設(shè)計(jì)監(jiān)理單位必須具有甲級(jí)資質(zhì)。大型公路隧道的勘察設(shè)計(jì)監(jiān)理機(jī)構(gòu)由總監(jiān)和各專業(yè)監(jiān)理工程師組成。其中測(cè)量監(jiān)理工程師和地質(zhì)監(jiān)理工程師主要負(fù)責(zé)隧道的測(cè)量和地質(zhì)勘察工作的監(jiān)理。結(jié)構(gòu)監(jiān)理工程師、機(jī)電監(jiān)理工程師主要負(fù)責(zé)設(shè)計(jì)工作的監(jiān)理。造價(jià)監(jiān)理工程師負(fù)責(zé)工程的概、預(yù)算編制工作的監(jiān)理。
4.2 技術(shù)問題
(1) 設(shè)計(jì)問題
目前,大型隧道的施工多采用新奧法。保護(hù)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(hù)復(fù)合式襯砌是新奧法的結(jié)構(gòu)形式,監(jiān)控量測(cè)是新奧法的重點(diǎn),動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)是新奧法的核心。為了真正按照新奧法的思想設(shè)計(jì)和施工,必須結(jié)合隧道的實(shí)際情況,針對(duì)隧道的圍巖類別,給出合理的隧道支護(hù)參數(shù)和施工方法,并認(rèn)真做好施工過程中的監(jiān)控量測(cè),根據(jù)監(jiān)控量測(cè)的結(jié)果做好動(dòng)態(tài)反饋設(shè)計(jì)。
(2) 通風(fēng)問題
大型公路隧道通風(fēng)方案的選擇,可以分三個(gè)層次展開。首先是確定通風(fēng)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(fēng)方式中,再進(jìn)行多方案的比選,選取較好的2~3種;最后對(duì)所初選的通風(fēng)方案進(jìn)行比較分析,給出推薦方案和比較方案,提供專家評(píng)審。然而,不管在哪一個(gè)階段,都必須從功能、技術(shù)、經(jīng)濟(jì)三方面考慮,逐步深入,認(rèn)真研究,科學(xué)論證。
公路隧道通風(fēng)方案的設(shè)計(jì),除了要滿足交通運(yùn)營通風(fēng)外,還必須詳細(xì)研究火災(zāi)發(fā)生時(shí)的通風(fēng)需求,即把正常運(yùn)營通風(fēng)和火災(zāi)時(shí)的通風(fēng)看作是整個(gè)通風(fēng)系統(tǒng)的兩種重要的工況。由于隧道火災(zāi)的隨機(jī)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。可以肯定地說,防火救災(zāi)是目前公路隧道通風(fēng)的難點(diǎn),而且是今后很長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)需要研究的課題。因而,在研究通風(fēng)方案時(shí),對(duì)于隧道防火區(qū)段的劃分、橫通道的設(shè)置、橫通道的開啟與關(guān)閉、煙流排出的路徑與速度、逃生通道的空氣補(bǔ)給、避難洞的新風(fēng)需求、隔溫安全段的長(zhǎng)度和降溫措施、排風(fēng)口的間隔和面積、火災(zāi)時(shí)的風(fēng)機(jī)控制、部分風(fēng)機(jī)損壞時(shí)的風(fēng)機(jī)調(diào)配等,都要逐一詳細(xì)研究。而在研究這些問題時(shí),又必須和隧道的正常通風(fēng)以及安全等級(jí)、防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案的制定綜合考慮,并在通風(fēng)方案的選擇階段和優(yōu)化階段,分層次進(jìn)行。研究的方法可以通過物理實(shí)驗(yàn)的方法和數(shù)值模擬的方法同時(shí)進(jìn)行。
通風(fēng)方案的優(yōu)化研究,可通過數(shù)值模擬和物理實(shí)驗(yàn)兩種方法實(shí)現(xiàn)。數(shù)值模擬可首先根據(jù)一元流理論,研究不同防火區(qū)段劃分、不同斜(豎)井?dāng)嗝妗⒉煌嚵鞴r、不同風(fēng)機(jī)配置時(shí),隧道內(nèi)的風(fēng)流方向、風(fēng)速變化、風(fēng)壓分布,給出該通風(fēng)方式的定性及定量描述。然后,再應(yīng)用CFD技術(shù),進(jìn)一步詳細(xì)研究上述相關(guān)問題以及細(xì)部結(jié)構(gòu)對(duì)通風(fēng)效果的影響,諸如斜(豎)井?dāng)嗝?、射流風(fēng)機(jī)效應(yīng)、分流和匯流局部損失系數(shù)、連通道和過渡端的阻力、軸流風(fēng)機(jī)進(jìn)出口段最佳長(zhǎng)度和角度、火災(zāi)時(shí)的煙霧分布規(guī)律、連通道在滅火排煙中的作用、兩洞口及送排風(fēng)塔相互影響、隧道污染物的擴(kuò)散等。
物理實(shí)驗(yàn)研究是借助物理模型,模擬所擬定的通風(fēng)方案在不同細(xì)部結(jié)構(gòu)、不同通風(fēng)工況、不同風(fēng)機(jī)配置時(shí)的通風(fēng)效果,觀測(cè)各個(gè)細(xì)部的流場(chǎng)分布,實(shí)測(cè)模型內(nèi)不同斷面的風(fēng)流、風(fēng)壓、風(fēng)速;實(shí)測(cè)壁面阻力系數(shù)和不同細(xì)部損失系數(shù)、研究各個(gè)細(xì)部的最佳幾何形狀;觀測(cè)火災(zāi)發(fā)生時(shí)的煙流分布,風(fēng)機(jī)的排煙效果,確定軸流風(fēng)機(jī)和射流風(fēng)機(jī)的最佳配置;研究不同風(fēng)機(jī)參數(shù)(軸流風(fēng)機(jī)的葉片角度、進(jìn)出口形狀、風(fēng)量控制方式;射流風(fēng)機(jī)類型)對(duì)風(fēng)場(chǎng)的影響等。
數(shù)值模擬和物理模擬目前也最存在一些問題,如建立更符合實(shí)際的計(jì)算模型、瞬態(tài)非線性以及紊流的計(jì)算方法、非相似物理實(shí)驗(yàn)?zāi)P?、足尺?shí)驗(yàn)等。但是無論怎樣,物理實(shí)驗(yàn)是優(yōu)化研究的基礎(chǔ),它不僅是對(duì)通風(fēng)方案的驗(yàn)證,而且更為重要的是通過實(shí)測(cè)為數(shù)值模擬提供計(jì)算參數(shù),修正和完善數(shù)值研究模型。因此,對(duì)于長(zhǎng)大及特長(zhǎng)公路隧道的通風(fēng)優(yōu)化,物理實(shí)驗(yàn)是最重要的必須手段,也是最直接和最基礎(chǔ)性的工作,決不能流于形式和淪落為對(duì)通風(fēng)方式單純的驗(yàn)正。
4.3 施工問題
(1)地質(zhì)超前預(yù)報(bào)
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(bào)費(fèi)用,又專業(yè)隊(duì)伍進(jìn)行地質(zhì)超前預(yù)報(bào)。
(2)監(jiān)控量測(cè)
施工單位必須認(rèn)真做好監(jiān)控量測(cè),并把監(jiān)控量測(cè)的數(shù)據(jù)立即反饋給設(shè)計(jì)單位,及時(shí)調(diào)整支護(hù)參數(shù)和施工方案。
(3) 質(zhì)量控制
業(yè)主、監(jiān)理、施工單位必須統(tǒng)一協(xié)商制定一套貫穿隧道施工全過程的質(zhì)量檢測(cè)表格,給出詳細(xì)的檢測(cè)內(nèi)容、檢測(cè)方法和質(zhì)量評(píng)價(jià)指標(biāo)。
(4)圍巖變更
制定一套圍巖變更的機(jī)構(gòu)和程序,變更機(jī)構(gòu)由業(yè)主、監(jiān)理、設(shè)計(jì)代表、地質(zhì)超前預(yù)報(bào)代表組成,施工單位列席。給出具體的圍巖變更長(zhǎng)度、批復(fù)時(shí)間。
4.4 運(yùn)營問題
(1)制定大型公路隧道的運(yùn)營管理手冊(cè),對(duì)于隧道運(yùn)營過程中的車速、密度、交通量、超高運(yùn)輸、超長(zhǎng)運(yùn)輸、危險(xiǎn)品運(yùn)輸、禮賓車隊(duì)、軍事車隊(duì)等,各個(gè)隧道管理部門要制定專門的運(yùn)營手冊(cè),幾天部應(yīng)該制定公路隧道運(yùn)營管理行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
(2)安全等級(jí)
隨著運(yùn)營隧道的逐年增多和隧道長(zhǎng)度的越來越長(zhǎng),公路隧道的安全等級(jí)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(duì)公路隧道安全等級(jí)問題的研究系統(tǒng)深入不夠,使得設(shè)計(jì)人員在設(shè)計(jì)中,要么是安全設(shè)防過高,造成不必要的浪費(fèi),要么是雖然有設(shè)防,但標(biāo)準(zhǔn)又不夠,更有甚者是根本不設(shè)防,留下事故隱患。國內(nèi)外的情況表明,在運(yùn)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(hù)塌落,造成交通阻斷;隧道漏水引起路面濕滑或結(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(cái)產(chǎn)損失等。而對(duì)這些安全問題的預(yù)防,雖然可通過設(shè)計(jì)﹑施工﹑運(yùn)營各個(gè)環(huán)節(jié)來實(shí)現(xiàn),但是關(guān)于安全等級(jí)的研究必須事先進(jìn)行。因此,盡快深入開展公路隧道安全等級(jí)的研究,不僅對(duì)正在運(yùn)營的隧道很有幫助,而且對(duì)即將建設(shè)的公路隧道更有重大的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)意義。
(3)防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案
國外的隧道火災(zāi)統(tǒng)計(jì)表明,公路隧道的火災(zāi)幾率是鐵路的30倍,長(zhǎng)大公路隧道的災(zāi)害不可能完全避免,特別是火災(zāi)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(shí);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(dá)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(zhǎng)隧道或者隧道群也屢有火災(zāi)事故發(fā)生。1991年上海延安東路隧道發(fā)生火災(zāi)事故,1998年7月7日福建盤陀山第二公路隧道因貨車在隧道內(nèi)起火發(fā)生火災(zāi),1999年浙江大溪嶺隧道發(fā)生火災(zāi),2002年1月10日,浙江貓貍嶺隧道因司機(jī)不慎點(diǎn)燃發(fā)動(dòng)機(jī)造成火災(zāi)事故,2001年吉林某隧道發(fā)生火災(zāi)。這些災(zāi)害,對(duì)人民的生命財(cái)產(chǎn)帶來了較大的經(jīng)濟(jì)損失,也對(duì)隧道管理部的運(yùn)營管理帶來了很大的壓力。
國外關(guān)于公路隧道運(yùn)營管理和防災(zāi)救災(zāi)預(yù)案的研究,起步較早,也經(jīng)歷了許多挫折,可以說每一次的重大火災(zāi),都對(duì)研究有一次大的推動(dòng)。歐洲、美洲、日本各國的國家的一些特長(zhǎng)隧道都有自己專門的運(yùn)營管理手冊(cè)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(dá)隧道發(fā)生火災(zāi)后,改建了原來的隧道通風(fēng)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(tái)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(duì)于長(zhǎng)大公路隧道,必須認(rèn)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(yùn)營情況和通風(fēng)方案的實(shí)際情況出發(fā),研制一套適合于各公路隧道防災(zāi)救災(zāi)緊急預(yù)案。研究的方法可采用分析理論分析、歸納綜合、數(shù)值模擬、物理試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的方法。