摘 要:為研究隧道工程質(zhì)量監(jiān)督工作,文章以天際嶺隧道為例,對隧道工程建設(shè)各個階段的關(guān)鍵問題進行了一系列研究。
關(guān)鍵詞:隧道工程質(zhì)量;監(jiān)督;研究
天際嶺隧道為湖南省首座大型城市隧道,具有跨度大(最大開挖寬度達17.28m),埋深淺(最淺埋深段只有1.9m),地質(zhì)情況復(fù)雜,隱蔽性大,施工難度大等特點,綜合難度位于國內(nèi)前列。為研究隧道工程質(zhì)量監(jiān)督工作,以天際嶺隧道為例,對隧道工程建設(shè)各個階段的關(guān)鍵問題進行研究,積累工程經(jīng)驗,十分有益。
1、施工前期的質(zhì)量監(jiān)督
根據(jù)隧道工程的特點,在施工過程中地質(zhì)條件是不斷變化的;其力學(xué)狀態(tài)也是不斷變化的,因此施工過程就不可能是一成不變的。我們在施工過程中采取的各種方法和技術(shù)都是為了適應(yīng)這種“狀態(tài)”變化的。因此,隧道施工的各種決策都要在時光階段的地質(zhì)技術(shù)、施工階段的量測技術(shù)和施工階段的質(zhì)量控制技術(shù)的基礎(chǔ)上進行管理。對天際嶺隧道,我們是按照動態(tài)的施工來進行嚴格、科學(xué)的施工管理與質(zhì)量監(jiān)督的。首先,認清工程地質(zhì)勘察對隧道工程的重要性。對地質(zhì)勘探報告進行了嚴格的審查,在施工過程中逐步完善和補充了工程地質(zhì)勘探資料。其次,對隧道施工方案制訂了預(yù)防措施,預(yù)防地質(zhì)條件的變化和突發(fā)的意外事件,根據(jù)地質(zhì)勘探資料和現(xiàn)場踏勘情況,進行了認真的分析,較準確地預(yù)測了前方的地質(zhì)條件,采取了相應(yīng)的對策。
按照對責任主體和有關(guān)機構(gòu)質(zhì)量行為的監(jiān)督規(guī)定,對施工隊伍的資質(zhì)及隊伍素質(zhì)進行了重點把關(guān),要求施工隊伍必須有隧道工程施工經(jīng)驗,隧道測量、試驗人員及特殊工種人員必須具有相應(yīng)的資格證書和崗位證書。對監(jiān)理單位資質(zhì),項目監(jiān)理機構(gòu)的人員資格,配備及到位情況進行了跟蹤檢查。特別是注重發(fā)揮隧道的監(jiān)控量測監(jiān)控作用。除對監(jiān)控量測單位的資質(zhì)進行嚴格審查外,特別強調(diào)將監(jiān)控量測項目列入施工組織設(shè)計,并在施工中認真監(jiān)督實施。隧道工程的建造程序不同于地面建筑工程,巖土工程的地質(zhì)條件復(fù)雜多變。根據(jù)天際嶺隧道的特點,要求監(jiān)控量測工作始終貫穿施工全過程。天際嶺隧道施工,尤其注重圍巖類別的準確判斷,圍巖類別判斷均由勘測、設(shè)計、監(jiān)控、監(jiān)理、施工單位共同確定,再根據(jù)開挖的地質(zhì)情況和監(jiān)控量測數(shù)據(jù),不斷地修改設(shè)計,選用較合理的施工方法和支護形式,進行信息化施工。監(jiān)控量測單位制定了嚴格的監(jiān)控量測和信息化設(shè)計施工的基本程序,明確監(jiān)控量測的目的和意義是監(jiān)視圍巖穩(wěn)定,判斷支護襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理,施工方法是否正確的一種手段,也是保證新奧法安全施工,提高經(jīng)濟效益的重要條件。
在施工前期通過組織建設(shè)各方重點審核施工組織設(shè)計,做好工程技術(shù)交底工作,做到了人人齊抓共管。
2、工程施工階段的主要質(zhì)監(jiān)工作研究
根據(jù)建設(shè)任務(wù)、施工管理特點,將隧道建設(shè)項目進行逐級劃分。天際嶺隧道屬于短隧道,可合并為一個單位工程。隧道的分部工程按照結(jié)構(gòu)部位、施工的特點及任務(wù)劃分為:隧道總體、洞身開挖、支護、防排水系統(tǒng)、二次襯砌、明洞、洞口、路基路面、通風、照明、附屬設(shè)施。根據(jù)隧道結(jié)構(gòu)特點和運營、養(yǎng)護要求,隧道的分部工程中,洞身開挖、支護、防排水、襯砌列為主要工程,嚴格控制其質(zhì)量。下面就隧道的幾個主要分部工程的質(zhì)監(jiān)要點進行質(zhì)量監(jiān)督。
2.1 洞口工程質(zhì)監(jiān)要點
按設(shè)計要求進行邊坡、仰坡放線,自上而下逐段開挖。在隧道開挖進洞前盡早完成洞口排水系統(tǒng),洞口基坑基礎(chǔ)必須置于設(shè)計要求的地基上。
洞門處的襯砌拱墻與洞內(nèi)襯砌拱墻應(yīng)整體施工。端墻的砌筑與回填,應(yīng)兩側(cè)同時進行以防偏壓。
2.2明洞工程質(zhì)監(jiān)要點
明洞邊墻基礎(chǔ)應(yīng)置于穩(wěn)固的地基上。
明洞開挖后復(fù)測中線及水平檢查開挖斷面尺寸滿足設(shè)計才可以綁扎鋼筋,支立模板注意預(yù)留施工誤差量,防止襯砌侵入隧道限介。
明洞分段施工結(jié)束后,立即對施工沉降縫處理并進行防水層施工。
2.3洞身工
止襯砌侵入隧道限介。
明洞分段施工結(jié)束后,立即對施工沉降縫處理并進行防水層施工。
2.3洞身工程質(zhì)監(jiān)要點
(1)洞內(nèi)測量質(zhì)量要點:
、賹(dǎo)線敷設(shè);
、趯(dǎo)線后定時復(fù)測;
、凼┕に疁蕼y量南北兩口需閉合;
、苁┕ぞ蜻M中要求在開挖斷面測量并劃出開挖輪廓線,防止超、欠挖。
。2)隧道的鉆爆:天際嶺隧道均采用爆破法掘進,采用光面爆破技術(shù),要求根據(jù)工程地質(zhì)條件、斷面尺寸、開控方法、掘進進尺、鉆具等因素綜合考慮,做出詳細的鉆爆設(shè)計,確定炮眼布置,深度、角度、裝藥量、裝藥結(jié)構(gòu)、爆破方法及順序等,當?shù)刭|(zhì)條件發(fā)生變化時應(yīng)及時修正鉆爆設(shè)計中采用的各種參數(shù),特別是周邊眼的位置,以達到理想的開挖效果。要求監(jiān)理重點審查爆破方案和檢查鉆眼質(zhì)量,嚴格按鉆爆設(shè)計要求鉆孔、裝藥、爆破。
。3)隧道開挖:開挖質(zhì)量的好壞直接影響著隧道的穩(wěn)定和工程造價:對于隧道開挖質(zhì)量的控制,一般包括開挖斷面規(guī)整程序和斷面尺寸及超欠控制兩個方面。
、偎淼篱_挖中,如發(fā)現(xiàn)圍巖性質(zhì)、地質(zhì)情況發(fā)生變化,應(yīng)及時對所用的掘進方法、支護方式作相應(yīng)調(diào)整。
、诤侠泶_定開挖循環(huán)進尺,保持各工序間互相相互配合,保證均衡安全施工。天際嶺隧道采取超短臺階全截面留核心土的方法,上、下臺階保持凈距3-7cm.
、奂訌娨蚤_挖面、未支護及未襯砌斷面圍巖情況的監(jiān)測和檢查。
。4)施工支護:按照新奧法理論,隧道開挖后要及時支護,限制圍巖的變形,以減小荷載并發(fā)揮其自承能力。天際嶺隧道設(shè)計與施工采取新奧法,要求超前鉆探,強支護、短開挖、多循環(huán)、弱爆破、少擾動、快襯砌、勤量測的原則。
、賴栏袷┕けO(jiān)控、量測。
、趪栏癜葱聤W法施工,做好初期支護。在新奧法施工過程中,應(yīng)根據(jù)圍巖量測的結(jié)果來確定支護時間及形式。新奧法施工其噴錨支護是把圍巖和支護作為一個體系,圍巖是承載的主體,支護是加固和穩(wěn)定圍巖的手段。本隧道初期支護為錨桿、型鋼、噴射砼支護。
對于鋼支撐的施工質(zhì)量要檢測其加工質(zhì)量與安裝質(zhì)量。加工質(zhì)量檢測包括加大尺寸、鋼支撐的強度、剛度以及焊接質(zhì)量。安裝質(zhì)量檢測包括安裝尺寸、標高和間距;安裝傾斜度等。
對于錨噴支護,應(yīng)檢測錨桿的加工質(zhì)量、安裝質(zhì)量及噴射砼的原材料質(zhì)量和噴射施工質(zhì)量。錨桿加工質(zhì)量檢驗包括錨桿材料質(zhì)量檢驗;錨桿規(guī)格,如直徑檢驗;錨桿安裝的檢驗有間距、排距、錨桿方向、錨桿長度、鉆孔深度、直徑、孔形的檢測等項目以及錨桿拉拔力測試、砂漿飽滿度測試等。其中,錨桿、安裝間排距,拉拔力測試及砂漿飽滿度測試是錨桿施工質(zhì)量控制的要點。
錨桿拉拔力試驗是按錨桿總數(shù)1%,且不少于3根做拉拔力試驗,其標準為28d抗拔力≥設(shè)計值,最小拉拔力應(yīng)≥0.9倍設(shè)計值,錨桿拉拔力經(jīng)試驗達不到設(shè)計要求的必須返工重做。
噴射砼施工質(zhì)量要點:
、賴娚漤抛鳂I(yè)前應(yīng)對受噴面清理,保證砼與受噴面結(jié)合良好;
②噴砼前對松動巖塊等予以清除;
、蹏娚漤潘貌牧腺|(zhì)量、規(guī)格必須合格。砼配比應(yīng)通過試驗確定,使拌制的砼滿足設(shè)計強度和噴射工藝要求。初噴層為增大砼與圍巖的粘結(jié)力,減少回彈量,水泥:砂:石應(yīng)取1:2:(1.5-2)。為減少回彈量,噴射砼應(yīng)分層施工并均勻進行,直至達到設(shè)計厚度。
④砼終凝2h后即噴水養(yǎng)生,養(yǎng)生不得少于7d;
⑤為防開控爆破對噴射砼的影響,施工中應(yīng)嚴格控制開挖爆破距噴射砼作業(yè)完成時間間隔不得少于4h;
、迲(yīng)按頻率要求認真檢查所噴砼的厚度:每10m檢查一個斷面,每2m檢查一個點;
、邔τ谑車娒娓叩筒黄剑鸱^大的,應(yīng)先對低洼處作噴混凝土找平處理,個別突出的應(yīng)予鑿除,鋼筋網(wǎng)噴射砼中鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)質(zhì)監(jiān)要點:⑴受噴面起伏過大,需對洼坑處用噴射砼予以找平處理,并對全部受噴面予以初噴;⑵鋼筋網(wǎng)應(yīng)與每一根錨桿牢固連結(jié),綁扎時鋼筋隨起伏而行,并使之與初噴面保持不大于3cm的間距。
支承鋼架制作質(zhì)監(jiān)要點:制作前應(yīng)根據(jù)設(shè)計開挖線(含預(yù)留沉落量、預(yù)留、拱度、加寬)準確放樣。型鋼鋼架應(yīng)使用專用機械設(shè)備彎曲成型,鋼板接頭應(yīng)先用螺栓正確對位后牢固焊接于型材上。
。5)襯砌的質(zhì)監(jiān)要點:隧道襯砌即為錨噴支護層。二次模筑砼的質(zhì)量檢測除了包括砼強度檢測,厚度檢測,墻面平整度檢測以及砼表面質(zhì)量、輪廓線順直程度等外觀檢測外,還應(yīng)檢測襯砌基礎(chǔ),保證地基承載力滿足要求。根據(jù)襯砌施工特點,需嚴把“四關(guān)”:
①原材料進場關(guān);②施工配合比配料關(guān);③砼攪拌輸送搗固關(guān);④澆水養(yǎng)生關(guān)。
初砌砼中拱架制作應(yīng)精確放樣,完成后應(yīng)檢查。
初砌施工應(yīng)按要求正確設(shè)置沉降縫、伸縮縫。工作縫應(yīng)盡量與沉降縫、伸縮縫位置一致,否則應(yīng)將拱圈斷面鑿毛,預(yù)留鋼筋接頭,使前后兩次施工的襯砌結(jié)合良好。
襯砌砼拆模后立即養(yǎng)護,養(yǎng)護時間不少于7d.
(6)隧道防排水質(zhì)監(jiān)要點:新奧法的基本原則是采用合理的支護手段,發(fā)揮圍巖和支護系統(tǒng)的共同作用,而這種共同作用只有與圍巖同支護系統(tǒng)緊密貼合時才能被充分利用。因此,對隧道防排水要求高:本隧道防排水系統(tǒng)采用夾在兩層襯砌之間的高分子防水卷材防水層和沿隧道環(huán)向、縱向、橫向設(shè)置的排水盲管,將滲水引排至縱向排水管集中排。
防水層的質(zhì)量檢驗分材料檢驗與施工安裝檢驗兩部分。防水層的安裝應(yīng)檢查防水層的接頭質(zhì)量與吊掛施工。接頭寬度應(yīng)符合要求,采用粘接或焊接,接頭應(yīng)牢固,強度不小于同質(zhì)材料,不得有氣泡,折皺及空隙。
排水管的質(zhì)量檢驗首先保證排水管的材料質(zhì)量與規(guī)范滿足設(shè)計要求。
洞外防排水:邊坡仰坡頂需開挖
挖截水溝及排水溝用片不護砌,引入側(cè)溝排出路外或引進下水道。洞內(nèi)外泄水流要疏導(dǎo),洞頂坑洼、深坑易積水的地段應(yīng)填平或開溝。
洞內(nèi)防排水:必須緊跟撐子面開挖排水溝,縱向人字形往兩洞口端順坡排水,施工用水及隧道地層滲水引入水溝排出洞外。
3、竣工驗收階段的質(zhì)監(jiān)工作研究
隧道工程竣工驗收是對隧道工程交付使用前的質(zhì)量檢驗和控制的最后一道關(guān)口,由于各方面的原因,我國目前對隧道運營前的檢測驗收工作還存在著種種不足,根據(jù)天際嶺隧道在竣工驗收準備階段的實際情況,目前國內(nèi)對隧道工程的竣工驗收工作普遍存在以下方面的問題,存在問題之一在于現(xiàn)行相關(guān)規(guī)范標準在一定程度上存在不足。
3.1目前,城市隧道竣工驗收的主要依據(jù)為《公路工程質(zhì)量檢驗評定標準》,其中對隧道工程的規(guī)定僅限于少量篇幅,對各項次的規(guī)定也不盡具體。
3.2已有的評定標準對分項、分部工程等的劃分也不盡具體。如評定標準中對公路隧道這一單位工程的分項、分部劃分如下表:以上劃分可以看出,此標準主要用于施工過程中的質(zhì)量控制與評定,因其中一些分項(分部)工程在竣工后屬隱蔽工程,竣工驗收中現(xiàn)有檢測手段無法觸及,只能抽查質(zhì)量保證資料予以彌補。
3.3質(zhì)量評定等級的確定要求相關(guān)規(guī)范繼續(xù)完善。例如,二次襯砌在整個隧道質(zhì)量評價體系中的份量不一定應(yīng)該高于其他項目。相反,某些嚴重影響隧道工程的服務(wù)水平或容易造成質(zhì)量和運營事故的項目卻應(yīng)該作為評定重點,諸如防排水、通風、照明、監(jiān)控、防災(zāi)救災(zāi)等。
竣工驗收過程中存在問題之二在于:檢測評分過程中相當一部分數(shù)據(jù)來源于竣工資料,雖然質(zhì)量保證資料也是隧道工程質(zhì)量控制中的一個關(guān)鍵環(huán)節(jié),竣工驗收應(yīng)以其進行檢驗評定。但值得探討和研究的是:竣工驗收工作中應(yīng)重點檢查質(zhì)量保證資料的有無和齊全與否,而不宜將其作為評價某些分部或分項工程的依據(jù)。
為此,天際嶺隧道的竣工驗收工作將作如下改進:在總體上將隧道工程竣工檢測劃分為兩部分:一是室外量測部分。主要集中于現(xiàn)有檢測方法或手段能夠觸及到的部分,分9個分部工程:
、俣纯诠こ;
②洞身襯砌;
、鬯淼纼艨眨
、芩淼缆访;
、莘琅潘到y(tǒng);
、尥L系統(tǒng);
、哒彰飨到y(tǒng);
、啾O(jiān)控系統(tǒng);
⑨應(yīng)急系統(tǒng)。在隧道工程最終得分中占有比例最大的部分。
二是室內(nèi)抽查部分。室內(nèi)抽查質(zhì)量保證資料則主要集中于檢查資料的有無和齊全與否。質(zhì)量保證資料包括以下九個方面:
、偎胁牧稀氤善泛统善焚|(zhì)量檢驗結(jié)果;
、诓牧吓浔、拌和加工檢驗和試驗數(shù)據(jù);
、劢(jīng)監(jiān)理工程師簽認的每道工序質(zhì)量檢驗表格;
、芨黜椯|(zhì)量控制指標的試驗記錄和質(zhì)量檢驗匯總表;
、菔┕ぶ杏龅降姆钦G闆r記錄對工程質(zhì)量的影響分析;
、奘┕ぶ邪l(fā)生質(zhì)量事故,經(jīng)處理補救后達到設(shè)計要求的認可證明文件;
、吖こ倘罩;
、嘀卮筚|(zhì)量事故處理記錄;
、崾┕ば〗Y(jié)等。
施工單位負責提交齊全、真實和系統(tǒng)的施工資料和圖表。監(jiān)理工程師負責提交齊全、系統(tǒng)的監(jiān)理資料。隱蔽工程項目,在施工過程中做過詳細系統(tǒng)的檢測評定的,其結(jié)果可參與竣工評定。