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摘 要：隧道地质条件的复杂性及信息的不对称性， 在其施工过程中的不可预见因素较多。特别是长大隧道，地质情况很难在设计时明确，由于围岩岩性、地质构造以及水文地质条件与原设计地质情况出入较大等因素常引起设计变更。隧道工程变更普遍围绕开挖方式、围岩类别、支护衬砌方式等内容进行。根据隧道工程变更索赔的原因及处理方法，分析总结了长大隧道变更管理的方法和经验教训。
关键词：铁路长大隧道 围岩 变更
随着我国铁路建设的不断发展，铁路路网规划的不断实施，在山岭重丘地区修建铁路不可避免地要修建隧道，隧道施工过程中的不可预见因素比较多，所处地质复杂多变，特别是长大隧道工期紧，任务重，多为线路的控制工程。由于前期勘察设计工作较难，勘察资料不够完善，围岩岩性、地质构造以及水文地质条件与原设计地质情况出入较大等，设计变更经常发生。为保证施工安全和维护施工单位利益。有必要对长大隧道的设计变更进行研究。本文结合某客专长大隧道施工中的实际经验谈谈工程变更控制。
一、隧道工程变更原因分析
长大隧道由于地貌状态的隐蔽性，隧道的埋置深度、围岩的力学性质、围岩的完整性差别都很大，造成了工程情况的千差万别，不管设计有多么完善，也难以攘括工程的实际情况，隧道建设管理是一项系统的工作，错综复杂，需要建设者不断修正工作，顺应具体的情况变化。
隧道工程变更的原因主要集中在以下几个方面：（1）地质情况与勘察报告有差异，需要对支护结构进行加固；（2）遇到溶洞、突泥、涌水、断层、大裂隙等意外地质情况；（3）施工过程中围岩变形量大于设计值，需要采取加强措施；（4）业主提出的新的结构措施或增加设备、提高标准等。
二、隧道变更的具体做法
施工过程中采用地质预测措施，比选最优的变更方案。具体做法如下：
1.及时进行变更提议。因地质情况很难在设计时明确，当现场围岩发生变化时，及时提议变更，以防因没有及时提出变更设计，出现工程事故。隧道施工应时刻牢记“岩变我变”，施工过程中暂且不要考虑将来会形成Ⅰ类变更还是Ⅱ类变更，实事求是，根据现场实际围岩情况。严格按照四方“会商纪要”组织施工，这样就确保了施工安全。
铁路项目的变更实行分类管理，总体上分为Ⅰ类变更、Ⅱ类变更，只有Ⅰ类变更、Ⅱa类变更才能予以调整合同价，而Ⅱb类变更，合同价不做调整，其工程量的增减在合同总价内消化（总承包风险费内解决），如何做好Ⅰ类变更、Ⅱa类变更就成为项目盈亏的一个重要方面。
2.确定合适的变更长度。围岩变更长度过短，会给设计及管理工作带来麻烦和不便。但变更长度过长，不仅不符合隧道“新奥法”的思想，而且损害施工单位的利益。甚至造成工程事故。所以，隧道围岩变更应该有一个比较合适的变更长度。根据国内目前各类围岩隧道的施工的日进尺量和一些单位变更的实际做法，一般情况下，隧道围岩变更每日不能超过两次，变更的长度，岩石隧道不应该小于10m，黄土软岩隧道不宜小于5m。但特殊地质地段不受此限制，应根据实际情况及时变更。
3.及时形成变更设计会商纪要。当掌子面围岩发生变化时，隧道主管工程师必须立即通知项目总工，总工邀请业主、设计、监理单位的变更负责人以最快的速度赶到施工现场，进行现场勘测，现场勘测完成后形成变更设计会商纪要，会商纪要必须反映三方面情况，一是原設计情况，二是变更原因，三是处理方案。四方会商纪要形成后，作为施工依据。
三、工程实例
**客专**标段隧道工程变更索赔事迹。
1.工程概况。ⅩⅩ隧道全长3420m，为大断面双线隧道（开挖面积156m2），隧道内最大埋深123m。原设计围岩有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩占全长85%。施工初期，为缓解工期压力，在距出口1km位置，增设斜井一座，长度400米，隧道清单造价为23239万元。
隧道施工过程中开挖揭示地层为薄层炭质页岩夹砂岩，具有明显的不均匀性，与原设计严重不符。现场确认围岩级别多以Ⅴ、Ⅵ级为主，且属于软岩大变形，导致开挖后初期支护出现喷射混凝土开裂掉块，钢架扭曲、剪断现象，因此造成多次换拱，对施工进度、质量安全影响非常大，造成施工成本大幅增加。必须对原设计地质情况及设计方案进行变更，方可挽回企业损失。
2.工程特点。
2.1现场条件：隧道内最大埋深223m， 围岩级别多以Ⅴ、Ⅵ级为主，且属于薄层炭质页岩夹砂岩，洞身位于全风化层中。经计算，隧道围岩塑性区半径较大，普遍达到5m以上。原设计的3.5m及后续经试验增加至4.0m长Φ42mm锁脚无法控制围岩变形，围岩自稳能力变差，洞内成环初支变形、开裂，初支侵限。
2.2工期因素：由于该段隧道为全线工期控制工程，施工工期异常紧张，受地质条件的影响，施工过程中时常出现初支变形、开裂，初支侵限、地表开裂的重大安全隐患，严重制约施工进度和工程质量。
2.3设计因素：当前的铁路建设项目，由于设计周期特短，在初步设计批复前，设计单位的地质钻探勘察孔间距过远，部分地段的工程地质（特别是隧道的围岩级别）是根据相关资料估计的，因此批复概算往往偏紧。
2.4合同因素：根据合同规定，只有纳入I 类变更设计，才能不占风险包干费用，才能增加投资，必须将该费用列入风险包干费用之外。但根据业主单位最新变更管理办法规定：I 类变更设计由设计单位编制概算报铁路总公司审批，超300万Ⅱa类变更由设计单位编制变更设计文件，建设单位组织审查，费用列基本预备费。所以将此变更按最新变更管理办法I类变更办理。
3.变更具体过程。
3.1施工初期，在按原设计方案施工的情况下，出现了混凝土开裂掉块，钢架扭曲、剪断现象，线路右侧严重侵限，经与设计沟通，按照Ⅴ级围岩加强的基础上又增加了一些措施，如：增加锁脚锚管的长度和数量，上、中台阶开挖时增加大拱脚，上、中台阶开挖时钢架纵向之间设置一排轻型工字钢加强纵向连接等，并设置30米试验段观察效果。试验过后，效果并不十分明显，项目经理部及时向业主及设计单位汇报，请业主组织专家现场进行论证。论证会上，专家定性围岩的性质，应按软岩大变形处理，施作双层支护，第一层钢架为I22b，第二层为I20a-I18，其他措施也做了相应调整，施作后效果明显，变更从此进入了实质性阶段。
3.2在专家论证会之后，设计方案主要调整为双层支护，虽然双层支护基本上控制了变形，但因双层支护施工进度较为缓慢，并且一旦局部地段控制不住围岩变形发生侵限，拆换钢拱架十分困难，严重制约工程进度。项目指挥部提出并经铁路总公司专家组现场踏勘开会研究后，改换单层I25b+洞身中管棚+Φ89长锁脚+自进式锚杆的支护措施，控制隧道大变形效果良好，加快了施工进度，降低了施工成本，更重要的是变更后的费用没有降低。
4.索赔成效。ⅩⅩ隧道先后完成了一类变更9项，变更长度共计2642m，其中变更Ⅵ围岩共计1923m，变更批复费用共计7971万元，变更索赔率达到77%，变更后每延米单价达到9万元，效益显著，扭转了前期施工的不利局面，而且按变更设计方案施工后几乎未出现换拱、侵限等现象，施工质量、安全和工期都得到了保证。
四、结语
隧道工程在施工过程中由于众多的不可预见因素，使施工与设计存在较大差异而引起设计变更。科学、合理、规范的进行工程变更，是保证建设顺利进行的必要措施：（1）由于我国工程地质的复杂性和多样性，在地形、地质条件复杂的铁路干线地质勘察工作中增加“前期地质加深工作”和专项地质工作，减少施工中出现意外的地质变化或灾害，使设计文件尽可能与实际地质情况相符；（2）在施工中运用超前地质预报与监控量测，密切注意围岩变化，杜绝“突发事故”的发生，并同时做好变更准备；（3）在施工过程中严格施工管理，特别是在黄土或者软岩隧道施工过程中，控制开挖进尺，及时支护成环，杜绝恶意变更。工程变更力争做到“提高经济效益、保证工程质量，照顾各方利益，控制工程造价”。
关键词：铁路长大隧道 围岩 变更
随着我国铁路建设的不断发展，铁路路网规划的不断实施，在山岭重丘地区修建铁路不可避免地要修建隧道，隧道施工过程中的不可预见因素比较多，所处地质复杂多变，特别是长大隧道工期紧，任务重，多为线路的控制工程。由于前期勘察设计工作较难，勘察资料不够完善，围岩岩性、地质构造以及水文地质条件与原设计地质情况出入较大等，设计变更经常发生。为保证施工安全和维护施工单位利益。有必要对长大隧道的设计变更进行研究。本文结合某客专长大隧道施工中的实际经验谈谈工程变更控制。
一、隧道工程变更原因分析
长大隧道由于地貌状态的隐蔽性，隧道的埋置深度、围岩的力学性质、围岩的完整性差别都很大，造成了工程情况的千差万别，不管设计有多么完善，也难以攘括工程的实际情况，隧道建设管理是一项系统的工作，错综复杂，需要建设者不断修正工作，顺应具体的情况变化。
隧道工程变更的原因主要集中在以下几个方面：（1）地质情况与勘察报告有差异，需要对支护结构进行加固；（2）遇到溶洞、突泥、涌水、断层、大裂隙等意外地质情况；（3）施工过程中围岩变形量大于设计值，需要采取加强措施；（4）业主提出的新的结构措施或增加设备、提高标准等。
二、隧道变更的具体做法
施工过程中采用地质预测措施，比选最优的变更方案。具体做法如下：
1.及时进行变更提议。因地质情况很难在设计时明确，当现场围岩发生变化时，及时提议变更，以防因没有及时提出变更设计，出现工程事故。隧道施工应时刻牢记“岩变我变”，施工过程中暂且不要考虑将来会形成Ⅰ类变更还是Ⅱ类变更，实事求是，根据现场实际围岩情况。严格按照四方“会商纪要”组织施工，这样就确保了施工安全。
铁路项目的变更实行分类管理，总体上分为Ⅰ类变更、Ⅱ类变更，只有Ⅰ类变更、Ⅱa类变更才能予以调整合同价，而Ⅱb类变更，合同价不做调整，其工程量的增减在合同总价内消化（总承包风险费内解决），如何做好Ⅰ类变更、Ⅱa类变更就成为项目盈亏的一个重要方面。
2.确定合适的变更长度。围岩变更长度过短，会给设计及管理工作带来麻烦和不便。但变更长度过长，不仅不符合隧道“新奥法”的思想，而且损害施工单位的利益。甚至造成工程事故。所以，隧道围岩变更应该有一个比较合适的变更长度。根据国内目前各类围岩隧道的施工的日进尺量和一些单位变更的实际做法，一般情况下，隧道围岩变更每日不能超过两次，变更的长度，岩石隧道不应该小于10m，黄土软岩隧道不宜小于5m。但特殊地质地段不受此限制，应根据实际情况及时变更。
3.及时形成变更设计会商纪要。当掌子面围岩发生变化时，隧道主管工程师必须立即通知项目总工，总工邀请业主、设计、监理单位的变更负责人以最快的速度赶到施工现场，进行现场勘测，现场勘测完成后形成变更设计会商纪要，会商纪要必须反映三方面情况，一是原設计情况，二是变更原因，三是处理方案。四方会商纪要形成后，作为施工依据。
三、工程实例
**客专**标段隧道工程变更索赔事迹。
1.工程概况。ⅩⅩ隧道全长3420m，为大断面双线隧道（开挖面积156m2），隧道内最大埋深123m。原设计围岩有Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ级围岩，Ⅳ、Ⅴ级围岩占全长85%。施工初期，为缓解工期压力，在距出口1km位置，增设斜井一座，长度400米，隧道清单造价为23239万元。
隧道施工过程中开挖揭示地层为薄层炭质页岩夹砂岩，具有明显的不均匀性，与原设计严重不符。现场确认围岩级别多以Ⅴ、Ⅵ级为主，且属于软岩大变形，导致开挖后初期支护出现喷射混凝土开裂掉块，钢架扭曲、剪断现象，因此造成多次换拱，对施工进度、质量安全影响非常大，造成施工成本大幅增加。必须对原设计地质情况及设计方案进行变更，方可挽回企业损失。
2.工程特点。
2.1现场条件：隧道内最大埋深223m， 围岩级别多以Ⅴ、Ⅵ级为主，且属于薄层炭质页岩夹砂岩，洞身位于全风化层中。经计算，隧道围岩塑性区半径较大，普遍达到5m以上。原设计的3.5m及后续经试验增加至4.0m长Φ42mm锁脚无法控制围岩变形，围岩自稳能力变差，洞内成环初支变形、开裂，初支侵限。
2.2工期因素：由于该段隧道为全线工期控制工程，施工工期异常紧张，受地质条件的影响，施工过程中时常出现初支变形、开裂，初支侵限、地表开裂的重大安全隐患，严重制约施工进度和工程质量。
2.3设计因素：当前的铁路建设项目，由于设计周期特短，在初步设计批复前，设计单位的地质钻探勘察孔间距过远，部分地段的工程地质（特别是隧道的围岩级别）是根据相关资料估计的，因此批复概算往往偏紧。
2.4合同因素：根据合同规定，只有纳入I 类变更设计，才能不占风险包干费用，才能增加投资，必须将该费用列入风险包干费用之外。但根据业主单位最新变更管理办法规定：I 类变更设计由设计单位编制概算报铁路总公司审批，超300万Ⅱa类变更由设计单位编制变更设计文件，建设单位组织审查，费用列基本预备费。所以将此变更按最新变更管理办法I类变更办理。
3.变更具体过程。
3.1施工初期，在按原设计方案施工的情况下，出现了混凝土开裂掉块，钢架扭曲、剪断现象，线路右侧严重侵限，经与设计沟通，按照Ⅴ级围岩加强的基础上又增加了一些措施，如：增加锁脚锚管的长度和数量，上、中台阶开挖时增加大拱脚，上、中台阶开挖时钢架纵向之间设置一排轻型工字钢加强纵向连接等，并设置30米试验段观察效果。试验过后，效果并不十分明显，项目经理部及时向业主及设计单位汇报，请业主组织专家现场进行论证。论证会上，专家定性围岩的性质，应按软岩大变形处理，施作双层支护，第一层钢架为I22b，第二层为I20a-I18，其他措施也做了相应调整，施作后效果明显，变更从此进入了实质性阶段。
3.2在专家论证会之后，设计方案主要调整为双层支护，虽然双层支护基本上控制了变形，但因双层支护施工进度较为缓慢，并且一旦局部地段控制不住围岩变形发生侵限，拆换钢拱架十分困难，严重制约工程进度。项目指挥部提出并经铁路总公司专家组现场踏勘开会研究后，改换单层I25b+洞身中管棚+Φ89长锁脚+自进式锚杆的支护措施，控制隧道大变形效果良好，加快了施工进度，降低了施工成本，更重要的是变更后的费用没有降低。
4.索赔成效。ⅩⅩ隧道先后完成了一类变更9项，变更长度共计2642m，其中变更Ⅵ围岩共计1923m，变更批复费用共计7971万元，变更索赔率达到77%，变更后每延米单价达到9万元，效益显著，扭转了前期施工的不利局面，而且按变更设计方案施工后几乎未出现换拱、侵限等现象，施工质量、安全和工期都得到了保证。
四、结语
隧道工程在施工过程中由于众多的不可预见因素，使施工与设计存在较大差异而引起设计变更。科学、合理、规范的进行工程变更，是保证建设顺利进行的必要措施：（1）由于我国工程地质的复杂性和多样性，在地形、地质条件复杂的铁路干线地质勘察工作中增加“前期地质加深工作”和专项地质工作，减少施工中出现意外的地质变化或灾害，使设计文件尽可能与实际地质情况相符；（2）在施工中运用超前地质预报与监控量测，密切注意围岩变化，杜绝“突发事故”的发生，并同时做好变更准备；（3）在施工过程中严格施工管理，特别是在黄土或者软岩隧道施工过程中，控制开挖进尺，及时支护成环，杜绝恶意变更。工程变更力争做到“提高经济效益、保证工程质量，照顾各方利益，控制工程造价”。