Mountain Tunnel Construction · สาขาวิศวกรรม
การก่อสร้างอุโมงค์ในพื้นที่ภูเขา หมายถึงงานขุดเจาะและค้ำยันช่องทางใต้ดินที่ดำเนินการในเขตภูเขาหรือเนินเขา เพื่อทะลุผ่านอุปสรรคของเทือกเขา ลดระยะทางของเส้นทาง และปรับปรุงสภาพแนวเส้นทาง ลักษณะสำคัญคือ สภาพธรณีวิทยาที่ซับซ้อนและแปรผันสูง ความลึกที่มาก ความเค้นในดินสูง น้ำใต้ดินอุดมสมบูรณ์ และระยะทางการระบายอากาศและการขนย้ายเศษหินที่ยาว แตกต่างจากอุโมงค์รถไฟใต้ดินในเมือง อุโมงค์ในพื้นที่ภูเขามักตั้งอยู่ในพื้นที่ห่างไกล สภาพสิ่งอำนวยความสะดวกภายนอกเช่นการคมนาคม ไฟฟ้า และการสื่อสารไม่ดี ส่งผลให้ต้องการความสามารถในการพึ่งพาตนเองขององค์กรก่อสร้างสูงมาก
ในแง่ความเป็นมา การยกระดับความสามารถในการก่อสร้างอุโมงค์ในพื้นที่ภูเขาอย่างรวดเร็วมีความสัมพันธ์ใกล้ชิดกับนโยบาย "走出去" ของโครงสร้างพื้นฐานจีน ภายใต้การผลักดันของข้อริเริ่ม "一带一路" ผู้รับเหมาหลักของจีนได้รับโครงการอุโมงค์ยาวที่ทะลุผ่านภูเขาจำนวนมากในด้านรถไฟ ทางหลวง และชลประทาน โครงการเหล่านี้ส่วนใหญ่อยู่ในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้ เอเชียใต้ เอเชียกลาง แอฟริกา และอเมริกาใต้ สภาพธรณีวิทยาตามแนวเส้นทางมีความแตกต่างกันอย่างมาก และมักต้องปฏิบัติตามมาตรฐานจีน ระบบสัญญาของสหพันธ์วิศวกรที่ปรึกษานานาชาติ (FIDIC) และข้อกำหนดท้องถิ่นของประเทศเจ้าบ้านไปพร้อมกัน ดังนั้น การจัดระบบมิติสำคัญของการก่อสร้างอุโมงค์ในพื้นที่ภูเขาอย่างเป็นระบบ สำหรับผู้รับเหมาหลักในต่างประเทศแล้ว ไม่ใช่เพียงปัญหาทางเทคนิค แต่เป็นปัญหาด้านการปฏิบัติตามสัญญาและการควบคุมความเสี่ยง
ขอบเขตการใช้งานครอบคลุมถึง อุโมงค์รถไฟใหม่ อุโมงค์ทางหลวง อุโมงค์ส่งน้ำ อุโมงค์เหมืองแร่ และงานใต้ดินในภูเขาอื่นๆ ที่ใช้วิธีเจาะระเบิด วิธี TBM หรือวิธีshield รวมถึงการขยายอุโมงค์ที่มีอยู่ การแก้ไขปัญหาความเสียหาย และการปรับปรุงระบบระบายอากาศในการดำเนินงาน บทความนี้มุ่งเน้นการจัดระบบการก่อสร้างและการบูรณาการมาตรฐานของวิธีเจาะระเบิดและวิธี TBM ในอุโมงค์ภูเขาต่างประเทศ
หลักการแรกของการก่อสร้างอุโมงค์ในพื้นที่ภูเขาคือ "รู้ก่อนแล้วจึงลงมือ" โครงการต่างประเทศมักประสบปัญหาการเปลี่ยนแปลงทางธรณีวิทยาอย่างฉับพลันในขั้นตอนการก่อสร้าง เนื่องจากความลึกของการสำรวจในระยะเริ่มต้นไม่เพียงพอ ดังนั้นระบบการพยากรณ์ธรณีวิทยาล่วงหน้าจึงต้องดำเนินการก่อน
| วิธีการพยากรณ์ | สถานการณ์ที่เหมาะสม | ผลลัพธ์ที่ได้ |
|---|---|---|
| วิธีคลื่น seismic TSP/TSD | ระยะกลาง-ยาว (100~150m) | ตำแหน่งรอยเลื่อน เขตหินแตก |
| เรดาร์ธรณีวิทยา | ระยะสั้น (20~30m) | โครงสร้างที่มีน้ำ โพรง |
| การเจาะแนวนอนล่วงหน้า | ช่วงสำคัญ | ตัวอย่างหินโดยตรงและปริมาณน้ำไหล |
| การ素描หน้าผา | ทุกรอบ | การปรับแก้การจำแนกชั้นหินโดยรอบ |
การจำแนกชั้นหินโดยรอบเป็นพื้นฐานในการเลือกพารามิเตอร์การค้ำยัน โครงการต่างประเทศมักใช้การจำแนก BQ ตามมาตรฐานการออกแบบอุโมงค์รถไฟของจีนหรือมาตรฐานการออกแบบอุโมงค์ทางหลวง ขณะเดียวกันต้องเทียบเคียงกับระบบจำแนกมวลหินที่ระบุในสัญญา FIDIC (เช่น ระบบ RMR, Q) แนะนำให้จัดทำ "ตารางเทียบเคียงการจำแนกแบบสองราง" ก่อนเริ่มงาน เพื่อหลีกเลี่ยงการเรียกร้องค่าชดเชยจากการเปลี่ยนแปลงการค้ำยันอันเนื่องมาจากความแตกต่างของมาตรฐาน
วิธีเจาะระเบิดยังคงเป็นวิธีหลักของอุโมงค์ในพื้นที่ภูเขา โดยมีแก่นคือ "ระยะเจาะสั้น ระเบิดอ่อน ค้ำยันแข็งแรง ปิดเร็ว"
การเปรียบเทียบวิธีการขุดทั่วไป:
| วิธีการ | ชั้นหินที่เหมาะสม | ความก้าวหน้าต่อเดือน (อ้างอิง) | จุดควบคุมสำคัญ |
|---|---|---|---|
| วิธีหน้าตัดเต็ม | ระดับ I~III | 150~250m | การออกแบบระเบิด การระบายอากาศ |
| วิธีขั้นบันได | ระดับ III~IV | 80~150m | ความยาวขั้น หลักยึดล็อก |
| วิธีขุดวงแหวนเก็บแกนกลาง | ระดับ V | 40~80m | ความเสถียรของแกนกลาง |
| วิธีผนังกลาง (CD/CRD) | ระดับ V~VI | 30~60m | จังหวะการรื้อค้ำยันชั่วคราว |
โครงการต่างประเทศต้องให้ความสนใจเป็นพิเศษ: การจัดหาวัตถุระเบิดในท้องถิ่น ประเภทของเชื้อปะทุ และระบบใบอนุญาตระเบิดอาจแตกต่างจากในประเทศอย่างสิ้นเชิง แนะนำให้ล็อกซัพพลายเออร์วัตถุระเบิดพลเรือนล่วงหน้า และฝึกอบรมผู้จุดระเบิดในท้องถิ่น
การค้ำยันเบื้องต้นประกอบด้วยคอนกรีตพ่น หลักยึด โครงเหล็กรองรับ และตาข่ายเหล็กเป็นหลัก การบุผนังชั้นที่สองเป็นคอนกรีตหล่อในแบบ การป้องกัน-ระบายน้ำยึดหลัก "ป้องกัน ระบาย ตัด อุด ร่วมกัน ปรับตามสภาพพื้นที่"
รายการควบคุมสำคัญ:
ปัญหาที่พบบ่อยในโครงการต่างประเทศคือวัสดุท้องถิ่นไม่ตรงตามมาตรฐานการออกแบบ ตัวอย่างเช่น โครงการในเอเชียตะวันออกเฉียงใต้แห่งหนึ่งออกแบบโดยใช้แผ่นกันน้ำมาตรฐาน GB ของจีน แต่แผ่น HDPE ที่จัดหาท้องถิ่นมีความคลาดเคลื่อนความหนาเกินมาตรฐาน ทำให้อัตราความสำเร็จของรอยเชื่อมต่ำ แนะนำให้ดำเนินการ "การตรวจสอบความสอดคล้องมาตรฐาน" ก่อนจัดซื้อ
ยิ่งอุโมงค์ในพื้นที่ภูเขายาวขึ้น การระบายอากาศและการขนย้ายเศษหินก็ยิ่งเป็นคอขวดมากขึ้น การคำนวณการระบายอากาศต้องพิจารณา: การหายใจของบุคลากร การเจือจางควันระเบิด ไอเสียของอุปกรณ์เครื่องยนต์สันดาปภายใน และการลดอุณหภูมิจากความร้อนใต้ดิน
การเลือกวิธีการขนย้ายเศษหิน:
ความยากของการจัดระบบโลจิสติกส์ในโครงการต่างประเทศคือ: ระยะเวลาขนส่งชิ้นส่วนทางเรือที่ยาวนาน และความสามารถในการซ่อมแซมในท้องถิ่นที่อ่อนแอ แนะนำให้จัดทำ "รายการสต็อกขั้นต่ำของชิ้นส่วนสำคัญ" และลงนามข้อตกลงตอบสนองรวดเร็วกับซัพพลายเออร์ในประเทศ
| มิติ | วิธีเจาะระเบิด | วิธี TBM |
|---|---|---|
| ความสามารถปรับตัวทางธรณีวิทยา | สูง สามารถรับมือการเปลี่ยนแปลงฉับพลัน | ต่ำ กลัวรอยเลื่อน หินระเบิด |
| ความก้าวหน้าต่อเดือน | 80~250m | 300~800m |
| การลงทุนเริ่มต้น | ต่ำ | สูงมาก |
| ความเหมาะสมในต่างประเทศ | สูง สามารถแบ่งงานให้ท้องถิ่น | ต่ำ ต้องพึ่งทีมจากในประเทศ |
| ความเสี่ยงตามสัญญา | การเปลี่ยนแปลงธรณีวิทยาสามารถเรียกร้องได้ | สภาพธรณีวิทยามักถูกล็อกไว้ล่วงหน้า |
สำหรับอุโมงค์ภูเขาในต่างประเทศ นอกจากความยาวเกิน 10 กม. และธรณีวิทยาสม่ำเสมอแล้ว วิธีเจาะระเบิดยังคงเป็นตัวเลือกที่มั่นคงกว่า
| มิติการเปรียบเทียบ | มาตรฐานแห่งชาติ/มาตรฐานรถไฟจีน | มาตรฐานสากล (FIDIC/ยุโรป-อเมริกา) | มาตรฐานท้องถิ่น |
|---|---|---|---|
| การจำแนกชั้นหินโดยรอบ | การจำแนก BQ, การจำแนกชั้นหินโดยรอบอุโมงค์รถไฟ | RMR, ระบบ Q, GSI | ส่วนใหญ่ใช้ระบบยุคอาณานิคมหรือยุโรป-อเมริกา |
| การออกแบบค้ำยัน | การเปรียบเทียบงานวิศวกรรม+การคำนวณ | เน้นสูตรเชิงประจักษ์จากการจำแนกมวลหิน | มักต้องให้ที่ปรึกษาท้องถิ่นอนุมัติ |
| การป้องกัน-ระบายน้ำ | เน้นการระบาย ป้องกันร่วมระบาย | เน้นเป็นมิตรต่อสิ่งแวดล้อม จำกัดการระบาย | ขึ้นอยู่กับข้อกำหนดด้านสิ่งแวดล้อม |
| ความปลอดภัยในการระเบิด | กำหนดระยะปลอดภัยอย่างละเอียด | เน้นการประเมินความเสี่ยง | ส่วนใหญ่อ้างอิงยุโรป-อเมริกาหรือไม่มีข้อกำหนดชัดเจน |
| การตรวจรับ | การตรวจรับตามรายการงาน | การตรวจรับตามเหตุการณ์สำคัญ+การตัดสินของวิศวกร | การตรวจรับของรัฐบาล+การตรวจรับของเจ้าของ |
ความแตกต่างหลัก: มาตรฐานจีนเน้น "การควบคุมกระบวนการก่อสร้าง" มากกว่า มาตรฐานสากลเน้น "ความรับผิดชอบต่อผลลัพธ์และกระบวนการตามสัญญา" มากกว่า ผู้รับเหมาหลักในต่างประเทศต้องระบุ "ลำดับความสำคัญของมาตรฐานทางเทคนิค" ตั้งแต่ขั้นตอนการยื่นประมูล เพื่อหลีกเลี่ยงการถูกดึงไปมาตามมาตรฐานหลายฝ่ายในระหว่างการก่อสร้าง
สถานการณ์ที่หนึ่ง: อุโมงค์มิตรภาพทางรถไฟจีน-ลาว
ทางรถไฟจีน-ลาวผ่านภูเขาหม่าผานและอื่นๆ อุโมงค์มิตรภาพเป็นงานควบคุมสำคัญของทั้งสาย จากการรายงานสาธารณะ อุโมงค์นี้มีธรณีวิทยาที่ซับซ้อน ผ่านเขตหินแตกและช่วงที่มีน้ำอุดมสมบูรณ์ ในการก่อสร้างใช้มาตรการพยากรณ์ธรณีวิทยาล่วงหน้า การขุดแบบขั้นบันได และการเสริมค้ำยัน โครงการยังเผชิญปัญหาการประสานงานระหว่างมาตรฐานจีนกับข้อกำหนดท้องถิ่นของลาว ซึ่งแก้ไขผ่านกลไกการตรวจสอบทางเทคนิคร่วมระหว่างจีน-ลาว
สถานการณ์ที่สอง: กลุ่มอุโมงค์รถไฟความเร็วสูงจาการ์ตา-บันดุง
รถไฟความเร็วสูงจาการ์ตา-บันดุงมีอุโมงค์ภูเขาหลายแห่งตามแนวเส้นทาง ตั้งอยู่ในเขตหินภูเขาไฟและหินตะกอนสลับกันบนเกาะชวาของอินโดนีเซีย ข้อมูลสาธารณะระบุว่าในการก่อสร้างเผชิญความท้าทายเช่นชั้นหินอ่อนแอและน้ำใต้ดินอุดมสมบูรณ์ ใช้วิธีการผสมผสานระหว่างวิธีเจาะระเบิดกับการขุดด้วยเครื่องจักร และปรับสัดส่วนส่วนผสมคอนกรีตและระบบการบ่มให้เหมาะกับสภาพอากาศเขตร้อนท้องถิ่น
สถานการณ์ที่สาม: อุโมงค์ทางหลวง PKM ปากีสถาน
ทางหลวงเปชาวาร์-การาจี (PKM) ของปากีสถานบางช่วงผ่านภูเขา รายงานสาธารณะกล่าวถึงการก่อสร้างอุโมงค์ที่ต้องรับมือกับอุณหภูมิสูง ฝุ่น และการจัดหาวัสดุท้องถิ่นที่ไม่มั่นคง โครงการรับประกันความก้าวหน้าผ่านการจัดตั้งห้องปฏิบัติการภาคสนามและการสำรองวัสดุสำคัญล่วงหน้า
โครงการข้างต้นสามารถตรวจสอบได้จากรายงานสาธารณะ สำหรับพารามิเตอร์ทางเทคนิคเฉพาะโปรดดูเอกสารทางการของโครงการหรือข้อมูลที่เจ้าของเผยแพร่
Q1: อุโมงค์ภูเขาในต่างประเทศ ใช้มาตรฐานการออกแบบของจีนหรือยุโรป-อเมริกา?
A: ขึ้นอยู่กับสัญญา สัญญา FIDIC มักกำหนด "กฎหมายของประเทศเจ้าของ+มาตรฐานสากลที่ระบุ" แนะนำให้ระบุชัดเจนในขั้นตอนการชี้แจงการประมูล: หากใช้มาตรฐานจีน ต้องแนบฉบับภาษาอังกฤษและได้รับการอนุมัติจากวิศวกรของเจ้าของ ในทางปฏิบัติมักใช้รูปแบบผสม "มาตรฐานจีนเป็นหลัก ตัวชี้วัดสำคัญเทียบเคียงยุโรป-อเมริกา"
Q2: การเปลี่ยนแปลงธรณีวิทยาทำให้ต้องเปลี่ยนการค้ำยัน จะเรียกร้องค่าชดเชยอย่างไร?
A: ขั้นแรกเทียบเคียงกับข้อกำหนด "เส้นฐานธรณีวิทยา" ในสัญญา หากธรณีวิทยาจริงไม่ตรงกับข้อมูลธรณีวิทยาในเอกสารประกวดราคา และเป็นสถานการณ์ที่ผู้รับเหมาที่มีประสบการณ์ไม่สามารถคาดการณ์ได้อย่างสมเหตุสมผล สามารถเรียกร้องตามข้อ 4.12 ของ FIDIC หรือข้อกำหนดที่คล้ายกัน สิ่งสำคัญคือเก็บบันทึกการพยากรณ์ล่วงหน้า การ素描หน้าผา และใบยืนยันภาคสนามของวิศวกร
Q3: การจัดหาวัตถุระเบิดในท้องถิ่นไม่มั่นคงจะทำอย่างไร?
A: ศึกษาตลาดวัตถุระเบิดพลเรือนท้องถิ่นล่วงหน้า และยื่นขอใบอนุญาตนำเข้าหากจำเป็น ขณะเดียวกันอาจพิจารณาทางเลือกการขุดด้วยเครื่องจักร (เช่น เครื่องขุดแขนยื่น) สำหรับช่วงสำคัญ แนะนำให้ล็อกซัพพลายเออร์อย่างน้อยสองรายในขั้นตอนการวางแผนโครงการ
Q4: ทำไม TBM จึงมีกรณีล้มเหลวมากในอุโมงค์ภูเขาต่างประเทศ?
A: สาเหตุหลักคือความเสี่ยงทางธรณีวิทยาถูกล็อกไว้ล่วงหน้า สัญญา TBM มักกำหนดให้ผู้รับเหมารับความเสี่ยงทางธรณีวิทยา แต่การสำรวจเบื้องต้นในต่างประเทศมีความแม่นยำไม่เพียงพอ นอกจากนี้ ระยะเวลาขนส่งชิ้นส่วน TBM ทางเรือที่ยาวนานและความสามารถในการซ่อมแซมท้องถิ่นที่อ่อนแอ เมื่อเครื่องติดขัด ต้นทุนการจัดการสูงมาก
Q5: จะจัดการคุณภาพการก่อสร้างของผู้รับเหมาช่วงท้องถิ่นอย่างไร?
A: จัดตั้งระบบ "นำด้วยตัวอย่าง+ตรวจรับชิ้นงานแรก" สำหรับกระบวนการสำคัญเช่นหลักยึด คอนกรีตพ่น และการเชื่อมแผ่นกันน้ำ ให้ทำช่วงตัวอย่างก่อน หลังวิศวกรของเจ้าของตรวจรับแล้วจึงกำหนดเป็นมาตรฐานแล้วขยายทั่วทั้งโครงการ ขณะเดียวกันจัดหัวหน้างานชาวจีนควบคุมกะ เพื่อหลีกเลี่ยงการแทนที่การจัดการด้วยการเหมาช่วง
1. จัดทำ "เมทริกซ์ความแตกต่างมาตรฐาน" ในขั้นตอนการประมูล: เปรียบเทียบมาตรฐานจีน มาตรฐานสากล และมาตรฐานท้องถิ่นทีละรายการ ระบุจุดขัดแย้งและลำดับความสำคัญ เป็นเอกสารแนบของเอกสารชี้แจงทางเทคนิค
2. รวมการพยากรณ์ธรณีวิทยาล่วงหน้าเข้าในรอบการทำงาน: จัดตาราง TSP เรดาร์ธรณีวิทยา และการเจาะล่วงหน้าเข้าในตารางงานรอบ กำหนดเวลาคงที่ ผู้รับผิดชอบคงที่ หลีกเลี่ยง "เร่งความก้าวหน้าลืมพยากรณ์"
3. จัดตั้งระบบ "การจำแนกชั้นหินโดยรอบแบบสองราง": หลังการ素描หน้าผาทุกรอบ จำแนกตาม BQ จีนและระบบที่สัญญาระบุพร้อมกัน ใช้การออกแบบแบบ envelop ลดข้อโต้แย้งจากการเปลี่ยนแปลง
4. "การจัดซื้อสองแหล่ง" สำหรับชิ้นส่วนสำคัญ: สำหรับดอกสว่าน TBM อะไหล่เครื่องพ่นเปียก เครื่องเชื่อมแผ่นกันน้ำ ล็อกทั้งซัพพลายเออร์ในประเทศและตัวแทนท้องถิ่น เพื่อให้สามารถเรียกสินค้าได้ภายใน 48 ชั่วโมง
5. "การรับรองกระบวนการ" สำหรับพนักงานท้องถิ่น: สำหรับตำแหน่งสำคัญเช่นผู้จุดระเบิด ช่างเชื่อม ผู้พ่น ใช้การรับรองภายใน+การยอมรับของเจ้าของ ทำงานโดยมีใบรับรอง
6. "การปรับแบบพลวัต" ของแผนระบายอากาศ: เมื่อความก้าวหน้าของอุโมงค์เพิ่มขึ้น ตรวจสอบการคำนวณระบายอากาศทุก 500m เพิ่มพัดลม jet หรือปรับขนาดท่อลมทันที
7. "การยืนยันเป็นลายลักษณ์อักษร" ของเส้นฐานธรณีวิทยาตามสัญญา: ยืนยันเส้นฐานธรณีวิทยาร่วมกับวิศวกรของเจ้าของก่อนเริ่มงาน ทุกครั้งที่ธรณีวิทยาเปลี่ยนแปลงในระหว่างการก่อสร้างให้จัดทำบันทึกเป็นลายลักษณ์อักษร เพื่อเก็บหลักฐานสำหรับการเรียกร้องที่อาจเกิดขึ้น
8. สิ่งแวดล้อมและความสัมพันธ์กับชุมชนต้องมาก่อน: อุโมงค์ภูเขามักเกี่ยวข้องกับลานทิ้งเศษหิน การ保护แหล่งน้ำ และการร้องเรียนเรื่องเสียง แนะนำให้เสร็จสิ้นการประกาศผลการประเมินสิ่งแวดล้อมก่อนเริ่มงาน และสร้างกลไกการสื่อสารกับชุมชนท้องถิ่น
การก่อสร้างอุโมงค์ภูเขาในต่างประเทศ เทคนิคเป็นพื้นฐาน มาตรฐานเป็นภาษา สัญญาเป็นเส้นตาย การจัดระบบข้อมูลธรณีวิทยา วิธีการก่อสร้าง มาตรฐาน และสัญญาที่กระจัดกระจายให้เป็นระบบ จึงจะสามารถรักษาจังหวะ ควบคุมความเสี่ยง และรักษากำไรในสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อนได้