長(zhǎng)大隧道工程監(jiān)理控制消除缺陷研究

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摘要：隨著我國(guó)鐵路客運(yùn)專線的建設(shè)，隧道單位工程施工較多，長(zhǎng)大隧道工程具有工期長(zhǎng)，難度大和技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)要求較高等特點(diǎn)，監(jiān)理單位質(zhì)量管理控制上相對(duì)難度較大，特別是如何避免高鐵開通運(yùn)營(yíng)后因隧道質(zhì)量缺陷而影響安全使用的問(wèn)題，也成為監(jiān)理單位在過(guò)程控制具體目標(biāo)之一。本文以牡佳客專隧道建設(shè)施工為工程背景，運(yùn)用技術(shù)管理手段，在運(yùn)營(yíng)開通前監(jiān)理進(jìn)行質(zhì)量控制，消除質(zhì)量缺陷為內(nèi)容進(jìn)行論述。

關(guān)鍵詞：鐵路客專；隧道質(zhì)量；技術(shù)管理；過(guò)程控制

1前言

目前我國(guó)隧道質(zhì)量通病惡化隧道內(nèi)的運(yùn)營(yíng)環(huán)境，對(duì)隧道混凝土襯砌形成侵蝕破壞。襯砌是隧道結(jié)構(gòu)重要組成部分，直接影響隧道結(jié)構(gòu)安全性能，影響行車安全和隧道的正常使用。監(jiān)理工作就是在建設(shè)實(shí)施中，高標(biāo)準(zhǔn)落實(shí)施工圖設(shè)計(jì)，減少和消除隧道質(zhì)量通病，使高鐵在隧道中安全運(yùn)行。

2工程概況

牡佳客運(yùn)專線工程穿越長(zhǎng)白山張廣才嶺的西坡，隧道最大埋深144.83m，隧道地形起伏大，隧道進(jìn)口自然坡度約28～32°，出口自然坡度約15～25°，其中紅旗隧道DK167+185～DK167+215段穿越斷層。根據(jù)工程特點(diǎn)，防止客專隧道運(yùn)營(yíng)后出現(xiàn)襯砌厚度不足而造成通病，襯砌厚度不足的質(zhì)量缺陷是我們監(jiān)理質(zhì)量控制重點(diǎn)工作。牡佳客專五標(biāo)段共有隧道5座，隧道施工總長(zhǎng)度10702m，隧道概況詳見表1。

3隧道質(zhì)量缺陷調(diào)查分析

隧道襯砌局部厚度不足和襯砌發(fā)生質(zhì)量問(wèn)題的原因，主要是測(cè)量放線誤差或操作不當(dāng)引起侵限，如預(yù)留厚度幾何尺寸不足；開挖爆破過(guò)程效果控制不好，造成欠挖引起侵限；淺埋段沒有根據(jù)實(shí)際沉降變形數(shù)據(jù)進(jìn)行分析造成預(yù)留變形量不足引起侵限；施工工序銜接不緊密，作業(yè)進(jìn)度較慢，仰拱未及時(shí)成環(huán)導(dǎo)致初支累積變形侵限；由于施工工藝不到位噴射混凝土表面凹凸不平，并又經(jīng)過(guò)多次補(bǔ)噴控制不好引起侵限。

4監(jiān)理控制技術(shù)方案的實(shí)施

4.1隧道缺陷整治方案

4.1.1襯砌厚度不足整治方案襯砌局部厚度不足的缺陷，襯砌強(qiáng)度滿足設(shè)計(jì)要求時(shí)按如下原則處理：（1）襯砌厚度大于設(shè)計(jì)厚度的80%時(shí)可不處理；（2）襯砌厚度小于設(shè)計(jì)厚度的80%，但大于25cm時(shí)，邊墻部位可不處理，拱部部位結(jié)合實(shí)際情況采取補(bǔ)強(qiáng)或拆換處理，拆換范圍拱部150°。為保證安全，縱向一次拆換范圍不予小于3m，且縱向拆換范圍距離鄰近既有環(huán)向施工縫不應(yīng)小于3m，距離預(yù)留結(jié)構(gòu)物外緣不應(yīng)小于1m。（1）施工作業(yè)平臺(tái)施工作業(yè)平臺(tái)采用隧道洞內(nèi)養(yǎng)護(hù)臺(tái)車，臺(tái)車采用工字鋼、鋼管和鋼筋拼裝而成，臨空面設(shè)置護(hù)欄，確保施工安全。（2）徑向注漿結(jié)合第三方檢測(cè)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)打孔驗(yàn)證情況以及缺陷范圍附近的環(huán)向施工縫和預(yù)留結(jié)構(gòu)物位置等初步確定拆除混凝土環(huán)、縱向范圍；對(duì)拆換范圍的圍巖進(jìn)行徑向注漿處理，第一起到加固圍巖的作用；第二起到封堵地下水的作用；加固范圍為隧道開挖輪廓線外3m，注漿管間距1.5m，梅花型布置，注超細(xì)水泥漿，注漿壓力1.0～1.5MPa，注漿管采用φ42～3.5mm的鋼花管，單根長(zhǎng)度4m，沿徑向打入圍巖。最外緣注漿管距離未拆除段二次襯砌混凝土75cm，以避免破壞預(yù)留防水層。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況調(diào)整注漿參數(shù)，確保堵水有效。（3）拆除混凝土并檢查注漿效果結(jié)合第三方檢測(cè)報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)鉆孔驗(yàn)證情況以及缺陷范圍附近的環(huán)向施工縫和預(yù)留結(jié)構(gòu)物位置等初步確定拆除襯砌拆除范圍；施工單位結(jié)合自身施工水平，可采用機(jī)械切割及破碎錘等小型減震機(jī)械對(duì)二次襯砌混凝土進(jìn)行拆除，嚴(yán)禁爆破，避免對(duì)隧道支護(hù)及圍巖擾動(dòng)過(guò)大，拆除時(shí)應(yīng)跳槽拆除，每次拆除長(zhǎng)度縱向不得大于1m，拆除舊混凝土后，應(yīng)將新舊混凝土結(jié)合處鑿毛，鑿毛厚度為2cm，完成后采用高壓水沖洗干凈；拆除過(guò)程中還應(yīng)注意超出范圍端部（環(huán)向、縱向）的處理，保留不小于60cm的既有防水板寬度以貓族搭接要求（搭接寬度不小于15cm）；當(dāng)二次襯砌為鋼筋混凝土?xí)r，應(yīng)注意保留一定長(zhǎng)度的鋼筋以滿足搭接要求，保留的鋼筋應(yīng)清除表面握裹的混凝土；整個(gè)過(guò)程需要加強(qiáng)監(jiān)控量測(cè)，加設(shè)必要的臨時(shí)支撐。結(jié)合鉆孔取芯法及壓水實(shí)驗(yàn)法等對(duì)注漿效果進(jìn)行驗(yàn)證，嚴(yán)格確保注漿堵水措施可靠，達(dá)到初期支護(hù)表面不滲水的狀態(tài)，注漿效果未達(dá)到要求時(shí)應(yīng)及時(shí)進(jìn)行補(bǔ)充注漿。（4）圍巖欠挖部分鑿除對(duì)欠挖部分的初期支護(hù)及圍巖進(jìn)行機(jī)械鑿除至設(shè)計(jì)開挖輪廓線，機(jī)械鑿除可采用帶液壓破碎錘的挖掘機(jī)進(jìn)行，機(jī)械鑿除后應(yīng)采用人工風(fēng)鎬對(duì)輪廓線進(jìn)行修邊處理；對(duì)于欠挖部分有鋼架侵限的情況，應(yīng)結(jié)合欠挖部位及鋼架的節(jié)點(diǎn)布設(shè)情況進(jìn)行換拱處理，必要時(shí)加設(shè)臨時(shí)支撐，確保施工安全；欠挖處理完成后應(yīng)按原設(shè)計(jì)或變更設(shè)計(jì)對(duì)應(yīng)襯砌類型恢復(fù)初期支護(hù)。（5）圍巖欠挖部分鑿除拆除段落存在既有環(huán)向排水管，則拆除過(guò)程中應(yīng)盡量保留，否則重新布設(shè)，重新布設(shè)的環(huán)向排水管與既有環(huán)向排水管采用接頭連通；拆除段落未布置環(huán)向排水管，一般不在進(jìn)行增設(shè)。鋪設(shè)防水層（土工布加防水板），并與拆除混凝土?xí)r端部保留的既有防水搭接，搭接寬度不小于15cm；新增施工縫的防水：在舊混凝土位置鑿兩道遇水膨脹止水條，分別位于襯砌厚度的1/3與2/3處，槽寬2cm，深1.5cm，鋪設(shè)遇水膨脹止水條（2cm×3cm）；個(gè)別缺陷需原跨原環(huán)向施工縫進(jìn)行拆除，應(yīng)在原環(huán)向施工縫位置設(shè)置新的環(huán)向施工縫，并采用“中埋式橡膠止水帶+背貼式橡膠止水帶防水”；防排水系統(tǒng)恢復(fù)中采用的材料材質(zhì)、規(guī)格、尺寸及性能指標(biāo)等不得低于原施工圖要求。（6）安裝鋼筋拆除后恢復(fù)的二次襯砌均采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，鋼筋保護(hù)層厚度50mm；焊接時(shí)應(yīng)采取必要的防護(hù)措施，避免損傷背后的防水板。原襯砌為素混凝土?xí)r，既有襯砌植入單根長(zhǎng)為54cm的Φ18定位釬釘，深入原有襯砌內(nèi)27cm，與新增主筋可采用焊接連接，Φ18定位釬釘應(yīng)涂抹膠粘劑，粘結(jié)劑應(yīng)采用改性環(huán)氧類結(jié)構(gòu)膠結(jié)劑或改性乙烯基酯類結(jié)構(gòu)膠結(jié)劑，采用A級(jí)植筋膠。原襯砌為鋼筋混凝土?xí)r，拆除混凝土?xí)r接頭附近原襯砌鋼筋應(yīng)盡量保留一定的搭接長(zhǎng)度（L1、L2），新增主筋與保留的原鋼筋采用綁扎搭接；拆除混凝土?xí)r原原鋼筋未能按要求保留的，新增主筋采用直徑方式與既有混凝土錨固連接，粘結(jié)劑采用A級(jí)植筋膠，膠結(jié)劑應(yīng)進(jìn)行粘結(jié)抗剪強(qiáng)度檢驗(yàn)，其粘結(jié)抗剪強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，應(yīng)根據(jù)置信水平為0.9、保證率為95%的要求確定，膠結(jié)劑性能還用符合現(xiàn)行行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)規(guī)定?？v向鋼筋在端部設(shè)置直彎鉤，箍筋設(shè)置半圓彎鉤；主筋按9m分段考慮機(jī)械連接，施工中根據(jù)實(shí)際情況分段，相鄰連接位置因相互錯(cuò)開，同一區(qū)段內(nèi)鋼筋不大于全部鋼筋面積的50%，且連接位置不得位于拱頂。（7）安裝鋼筋澆筑混凝土強(qiáng)度等級(jí)不得低于C35，同時(shí)因根據(jù)具體工點(diǎn)情況采用相應(yīng)的混凝土強(qiáng)度標(biāo)號(hào)，以滿足結(jié)構(gòu)耐久性的要求；采用整體臺(tái)車進(jìn)行混凝土灌注，保證襯砌外觀質(zhì)量；跨縫缺陷應(yīng)在原環(huán)向施工縫位置分模澆筑混凝土，并設(shè)置端模以安裝中埋式橡膠止水帶及背貼式橡膠止水帶防水；拱部預(yù)留回填注漿孔，襯砌澆筑完成后及時(shí)進(jìn)行背后填充注漿，確保襯砌背后填充密實(shí)；施工中采取有效措施確保鋼筋保護(hù)層厚度和混凝土澆筑密實(shí)；拆除范圍存在接觸網(wǎng)槽道時(shí)，應(yīng)在原位置重新施作，避免遺漏；拆換完成后應(yīng)采用地質(zhì)雷達(dá)等無(wú)損檢測(cè)手段對(duì)拆換范圍進(jìn)行復(fù)檢，確保滿足設(shè)計(jì)要求。

4.1.2襯砌背后脫空整治方案（1）工藝流程檢測(cè)——鉆孔——注漿——復(fù)檢——噴涂防水涂料。（2）檢測(cè)施工前應(yīng)先根據(jù)檢測(cè)報(bào)告及加密檢測(cè)的方式詳細(xì)核實(shí)脫空缺陷范圍，必要時(shí)進(jìn)行鉆孔驗(yàn)證，并在整治前對(duì)脫空范圍進(jìn)行準(zhǔn)確定位，施工過(guò)程中對(duì)脫空范圍進(jìn)行核對(duì)、檢驗(yàn)。（3）鉆孔注漿孔的布置間距為1×1m，梅花形布置，施工過(guò)程中可根據(jù)實(shí)際脫空缺陷范圍對(duì)鉆孔布置進(jìn)行適當(dāng)調(diào)整，在保證填充密實(shí)的前提下盡量減少注漿孔。注漿鉆孔直徑為30mm。（4）注漿注漿材料采用M20微膨脹水泥砂漿或自流平水泥漿，并通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)進(jìn)行調(diào)整；注漿壓力宜控制在0.2MPa以內(nèi)，當(dāng)注漿壓力達(dá)到設(shè)計(jì)終壓并穩(wěn)定5min以上，吸漿量很少或者不吸漿時(shí)即可結(jié)束該孔注漿。注漿過(guò)程中，相鄰注漿孔應(yīng)設(shè)置排氣孔以及孔口塞以免跑漿。拱部襯砌背后注漿時(shí)隧道縱向應(yīng)由下坡方向向上坡方向進(jìn)行；橫向應(yīng)先注兩側(cè)，再注拱頂。應(yīng)對(duì)鉆孔進(jìn)行編號(hào)，鉆孔及注漿過(guò)程中應(yīng)對(duì)鉆孔、注漿壓力、注漿量等進(jìn)行詳細(xì)記錄，根據(jù)鉆孔情況確定注漿鋼管長(zhǎng)度。（5）復(fù)檢待注漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度后通過(guò)復(fù)檢進(jìn)行注漿效果檢查，必要時(shí)可進(jìn)行鉆孔檢查，注漿不密實(shí)或仍存在脫空缺陷應(yīng)補(bǔ)注漿，以確保襯砌背后空洞填充密實(shí)。（6）噴涂防水涂料注漿完成后，注漿孔內(nèi)水泥漿達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度并打磨平整后，襯砌表面噴涂水泥基滲透結(jié)晶型防水涂料，噴涂范圍應(yīng)至缺陷范圍外不小于1m，且四邊平整，確保美觀。水泥基滲透結(jié)晶型材料用量一般為1～2kg/㎡；若采用機(jī)械噴涂，其與水的比例為1:0.5，若采用人工刮涂，其與水的比例為1:0.3；噴涂或掛涂的厚度為1～2mm。水泥基滲透結(jié)晶型材料噴涂后，40分鐘開始初凝，8小時(shí)后開始固化，此時(shí)應(yīng)及時(shí)噴霧進(jìn)行養(yǎng)護(hù)，但嚴(yán)禁噴水沖刷以防止活性材料的流失。養(yǎng)護(hù)次數(shù)不得小于3～5次/d，養(yǎng)護(hù)時(shí)間為3～5天。噴涂水泥基滲透結(jié)晶型材料是采用機(jī)械噴涂方式，因困難地段也可采用人工刮涂方式；噴涂水泥基滲透結(jié)晶型材料前應(yīng)清潔二次襯砌混凝土表面，應(yīng)確?；炷帘砻娓蓛魸駶?rùn)，但不應(yīng)有明顯的水印。材料技術(shù)指標(biāo)應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)范規(guī)定及標(biāo)準(zhǔn)。

4.2過(guò)程控制隧道工程質(zhì)量長(zhǎng)效機(jī)制的措施

（1）制定和完善質(zhì)量管理規(guī)章制度和工藝標(biāo)準(zhǔn)，明確規(guī)定各部門、監(jiān)理人員的質(zhì)量管理內(nèi)容、職責(zé)、權(quán)限、獎(jiǎng)懲辦法，將工程質(zhì)量監(jiān)理納入制度化、規(guī)范化、程序化管理，推行標(biāo)準(zhǔn)化清單監(jiān)理工作制度，實(shí)行全員、全方位、全過(guò)程質(zhì)量監(jiān)理控制；建立質(zhì)量管控清單，對(duì)控制重點(diǎn)內(nèi)容的關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部位施工的具體參數(shù)、技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)建立清單化，要求每一工序施工前、中、后進(jìn)行“清單化”驗(yàn)收簽認(rèn)制度，不合格不許進(jìn)行下一工序施工。（2）加大對(duì)監(jiān)理技術(shù)人員的投入，具體的對(duì)工程測(cè)量的放線定位，施工方案的審核，材料進(jìn)場(chǎng)的實(shí)驗(yàn)檢驗(yàn)，混凝土拌合站現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，分部分項(xiàng)工程的驗(yàn)收，駐材料廠家監(jiān)造等均派有經(jīng)驗(yàn)的監(jiān)理技術(shù)人員，對(duì)關(guān)鍵工序、關(guān)鍵部位施工進(jìn)行旁站等措施。（3）監(jiān)理站建立嚴(yán)格的原材料、成品和半成品進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收制度，現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理工程師嚴(yán)格把好原材料訂貨、進(jìn)料關(guān)，做到試驗(yàn)合格后進(jìn)場(chǎng)，材料的出廠合格證、現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)報(bào)告單手續(xù)齊全，分區(qū)堆碼整齊，產(chǎn)品標(biāo)識(shí)明確，實(shí)現(xiàn)永久可追溯性。（4）建立監(jiān)理中心試驗(yàn)室儀器設(shè)備的檢定制度，測(cè)量?jī)x器、試驗(yàn)設(shè)備、各種儀器儀表、計(jì)量器具進(jìn)行定期或不定期的檢定，現(xiàn)場(chǎng)設(shè)專人負(fù)責(zé)計(jì)量工作，儀器設(shè)備指定專人管理。（5）樣板引路已被廣泛應(yīng)用到高鐵建設(shè)各專業(yè)的施工建設(shè)，成為有效的質(zhì)量管理工具和管理方法，針對(duì)隧道施工特點(diǎn)分別作出襯砌的樣板段和防水板鋪設(shè)安裝的樣板段，這樣解決了分部分項(xiàng)工程的施工工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)、細(xì)部設(shè)計(jì)方案選擇和效果等環(huán)節(jié)問(wèn)題提供標(biāo)準(zhǔn)化質(zhì)量控制的保障。

5結(jié)語(yǔ)

高速鐵路隧道質(zhì)量通病很多，使高鐵運(yùn)營(yíng)存在一定的安全風(fēng)險(xiǎn)，監(jiān)理工作主動(dòng)控制和事前控制的質(zhì)量行為，分析了通病危害和風(fēng)險(xiǎn)后，采取有針對(duì)性技術(shù)和管理措施，控制和糾正工程建設(shè)中質(zhì)量目標(biāo)產(chǎn)生的偏離和偏差帶來(lái)的危害，在建設(shè)施工過(guò)程中消除解決，力爭(zhēng)避免運(yùn)營(yíng)后投入更大的人力、財(cái)力去進(jìn)行整治和維修，實(shí)踐真正意義的優(yōu)質(zhì)工程。

作者：韓庶 單位：哈爾濱鐵路建設(shè)咨詢有限公司