关键词:隧道 养护技术 从2001年至2013年,我国(不包括港澳台地区)公路隧道年均增长740公里,截至2013年,我国公路隧道已建成11359座/9605.6公里,表明我国已有1.1万座公路隧道进入养护期。又据国家规划预测,未来其规模仍将持续增加。可以预见,我国公路隧道将面临长期、繁重的养护任务。 但自1986年我国第一座现代化双洞公路隧道—福建鼓山隧道建成至今,也不足30年;而且,这段时间又正是公路建设的高峰期,人财物等优势资源多集中于建设领域。因此,我国至今尚未建立起完整成熟的公路隧道养护技术体系,在很多方面还不能适应或符合养护工作的实际要求。
从2001年至2013年,我国(不包括港澳台地区)公路隧道年均增长740公里,截至2013年,我国公路隧道已建成11359座/9605.6公里,表明我国已有1.1万座公路隧道进入养护期。又据国家规划预测,未来其规模仍将持续增加。可以预见,我国公路隧道将面临长期、繁重的养护任务。
但自1986年我国第一座现代化双洞公路隧道—福建鼓山隧道建成至今,也不足30年;而且,这段时间又正是公路建设的高峰期,人财物等优势资源多集中于建设领域。因此,我国至今尚未建立起完整成熟的公路隧道养护技术体系,在很多方面还不能适应或符合养护工作的实际要求。
为此,通过对国外公路隧道养护现状的全面调查,结合对我国公路隧道养护现状的分析,进而思考我国公路隧道养护技术的关键问题,这对理清我国公路隧道养护发展思路和方向,是十分必要和重要的。
国外公路隧道养护状况
什么是隧道养护,隧道养护管理要管什么,靠什么进行养护管理……围绕隧道养护管理的主体、客体和目的等管理活动的基本要素问题,PIARC(世界道路协会)开展了大量基础研究。事实上,对上述问题当前世界各国的规定和认识均不相同。
对于养护管理的目的,欧洲有几个国家将其定义为“隧道养护是维持或恢复隧道达到某一指定状态的一系列行动,或者采取措施提供某一确定的服务”,加拿大魁北克省则认为,“隧道养护目的就是保证隧道用户达到原设计时的规定的安全水平”。PIARC综合后认为,隧道养护的目标就是:通过保持隧道一直处于设计的安全标准,而确保驾乘公众的安全;对周边人员和养护工作人员无风险;无意义的减少投资收益。
对于养护管理的内容,2 0 0 5 年P I A RC对欧洲部分国家进行了调查(见表1),2012年又对欧洲31个国家进行了类似调查(见表2)。结果表明,对于交通监控和管理,绝大多数国家划为“运营”范畴;对于机电设施管理,部分划为“养护”范畴,部分划为“运营”范畴;
对于土建结构和隧道整修,绝大多数划为“养护”范畴。
它将隧道养护分为预防性养护和矫正性养护,其中预防性养护又分为周期性养护和状态性养护。预防性养护能使隧道设施处于好且安全的状态,或者避免更高成本的维修。根据不同养护检测结果进行评价,矫正性养护工作中一旦发现病害,则按暂缓维修和立即维修进行处理。养护工作按照技术水平分为6级:结构清洗,设备清洁,测试、校准、量测,计划性干预,非计划性干预,整修。
它还提出,应建立隧道管理系统,并应具有制定养护或运营工作计划、开展成本分析、优化养护工作和提供技术反馈等功能。
由于欧美日等国集中建设公路基础设施的时间均较早,其隧道运营已历时50年、甚至100年以上,积累了较为丰富的养护技术经验与研究成果,主要体现在以下方面:体制方面:多数国家对养护目的有清晰的定位,对养护工作各类机构及其人员的职责有清晰的界定,最终从体制上有效实行了“管、养、运”的分离。
理念方面:提倡预防性养护理念,部分国家在积累了多年历史数据、进而分析并掌握隧道各类设施使用寿命及劣化规律的基础上,制定了具体的措施。
评估方面:对于总体养护,建立分级养护的评估方法;对于土建结构,建立定性与定量指标相结合的技术状况评估方法;对于机电设施,建立多维度、多指标相结合的技术状况评估方法。
手段方面:普遍推行和实施机械化、快速化的检测手段,信息化、智能化的管理手段,标准化、规范化的工作手段等先进手段。
经济方面:正视养护收益与封洞作业的平衡,注重预防性养护与矫正性养护的平衡,重视养护投入与隧道安全的平衡,倡导基于寿命预测的科学养护计划下的成本控制。
隧道养护技术的关键问题
我国用20余年时间就完成了国外50年甚至更长时间的公路隧道建设工作,尽管取得了瞩目成就,但也形成了隧道建设周期短、工程质量堪忧的现实特点。部分隧道自建成就不可避免地存在诸多缺陷,不久就会进一步恶化形成病害,从而加剧了隧道养护难度。截至目前,我国公路隧道养护已经进行了一些探索和研究,在养护检测对象、方式、频率和手段等方面,基本形成了隧道养护检测方法体系;也形成了隧道土建结构的健康评价。但是,由于在人、财、物等方面长期资源不足,造成了隧道养护管理技术较为落后的被动局面:养护体制表现为政企不分、管养不分;
养护工作人员流动性大,技能匹配度低;
隧道养护经费紧张,资金缺口大;养护设备机械化、自动化程度低;养护数据记录堆砌无用,信息处理手段落后;养护管理停留在预防性养护的口号层面,无具体措施或可操作性差……
通过对比可知,我国公路隧道养护技术方面尚存在诸多关键问题亟待解决,可概括为“养护工程技术”和“养护管理技术”两大类。
养护工程技术
从工程技术的角度来看,决定公路隧道养护质量的关键技术问题主要包括检测技术、决策技术和维修技术。
对于检测技术,主要技术瓶颈在于如何更便捷、更全面地了解隧道土建结构和各型机电设备的技术状况;对于决策技术,主要技术瓶颈在于如何综合隧道实际状况、实际经济投入等制约因素,给出合理的技术状况评定等级,并制定科学的养护计划;对于维修技术,主要技术瓶颈在于如何根据隧道病害外观表象,由表及里,推定病害成因。
养护管理技术
从管理活动的基本四要素来看,决定公路隧道养护管理成效的关键技术问题主要包括管理体制、管理理念和管理手段。
对于管理体制,核心障碍在于如何对养护机构及人员进行定位,以及相应的管理措施;对于管理理念,核心障碍在于如何实施预防性养护的理念;对于管理手段,核心障碍在于如何高效、经济地确保管理活动的顺利进行。