有效控制公路橋梁和隧道質(zhì)量問題的試驗(yàn)檢測措施研究

鄭安寧

（青海省交通檢測有限公司，青海西寧 810000）

0 引言

在公路橋梁和隧道的建設(shè)過程中，縝密的建設(shè)方案以及規(guī)范的施工標(biāo)準(zhǔn)，是提高施工質(zhì)量的保障。為了確保橋梁和隧道的工程質(zhì)量，施工單位需要設(shè)計(jì)縝密的建設(shè)方案和施工標(biāo)準(zhǔn)，保障橋梁和隧道施工的順利進(jìn)行。然而，在實(shí)際的工程建設(shè)中，由于施工質(zhì)量問題而引發(fā)的工程事故依然存在，為經(jīng)濟(jì)帶來了一定的的損失。因此，必須進(jìn)一步提高橋梁和隧道的建設(shè)質(zhì)量，從工程的試驗(yàn)檢測工作入手，延長橋梁和隧道的使用壽命。如何增強(qiáng)試驗(yàn)檢測工作的效果，積極發(fā)揮試驗(yàn)檢測措施在控制公路橋梁和隧道質(zhì)量中的作用，是目前交通運(yùn)輸業(yè)發(fā)展的重中之重。

1 公路橋梁和隧道存在的質(zhì)量問題及形成原因

1.1 橋梁和隧道裂縫

橋梁和隧道裂縫會破壞建筑結(jié)構(gòu)，降低其承載能力，進(jìn)而導(dǎo)致整個橋梁和隧道的穩(wěn)定性發(fā)生變化，危及通行者的生命安全。我國的橋梁和隧道建設(shè)材料主要由混凝土構(gòu)成，混凝土橋梁和隧道裂縫主要分為結(jié)構(gòu)性裂縫和非結(jié)構(gòu)性裂縫兩種。橋梁的荷載能力是有限的，當(dāng)橋梁實(shí)際承受的荷載超過結(jié)構(gòu)本身的荷載強(qiáng)度時，便出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象。而非結(jié)構(gòu)性橋梁和隧道裂縫主要是由于大氣中的物理、化學(xué)物質(zhì)引起的，混凝土的組成材料在凝結(jié)、硬化的過程中，常常受大氣環(huán)境的影響改變物理和化學(xué)特性，致使橋梁和隧道內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生改變，進(jìn)而引發(fā)橋梁和隧道裂縫。施工人員的操作也會直接影響混凝土的質(zhì)量。部分施工人員不能識別混凝土的施工強(qiáng)度，而直接對混凝土進(jìn)行加工，導(dǎo)致混凝土長期暴露在空氣中，內(nèi)部結(jié)構(gòu)遭到破壞，致使混凝土的質(zhì)量嚴(yán)重下降。此外，如果施工人員的專業(yè)知識匱乏，不了解施工標(biāo)準(zhǔn)，難以進(jìn)行規(guī)范的操作，也會導(dǎo)致混凝土產(chǎn)生裂縫[1]。

1.2 橋頭跳車

由于路基路面的施工材料和橋梁建設(shè)材料的性能有所不同，容易使橋臺和橋臺背后填土產(chǎn)生沉降差異，進(jìn)而引發(fā)橋頭跳車的現(xiàn)象。當(dāng)兩種施工材料的質(zhì)量相差過大時，橋頭跳車的問題則更為嚴(yán)重。此外，橋梁伸縮縫遭到破壞后，也會使橋臺兩側(cè)產(chǎn)生高度差，導(dǎo)致車輛在通行過程中發(fā)生車輛跳躍。

1.3 隧道滲漏

為了滿足深度和長度的建設(shè)需求，大部分隧道通常選擇在地下進(jìn)行建造，從而導(dǎo)致隧道被地下水包圍。如果采用劣質(zhì)的防、排水材料建設(shè)隧道，隧道的防、排水性能就會降低。同時，由于隧道周圍的地下水豐富，還會引發(fā)隧道滲漏的問題。防、排水系統(tǒng)的完善程度還會影響隧道結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性，危及在隧道中通行的車輛、人員的安全。在地質(zhì)條件方面，地下水壓強(qiáng)度大的地段往往會產(chǎn)生隧道滲漏問題。此外，隧道中用于引流的盲管位置安設(shè)不當(dāng)，會造成隧道過度引流，在隧道防護(hù)性能較低的結(jié)構(gòu)部位發(fā)生滲漏。若隧道外部環(huán)境中的鈣質(zhì)較為豐富，則會直接堵塞引水盲管，造成水量積壓，加大隧道滲漏的概率。

1.4 襯砌厚度不足、背后空洞

襯砌厚度不足和背后空洞，常常會降低隧道工程的建設(shè)質(zhì)量。不足的襯砌厚度和背后空洞，會降低襯砌結(jié)構(gòu)的受力程度，降低襯砌的承載極限，進(jìn)而降低整個隧道結(jié)構(gòu)的安全性能。襯砌厚度不足常常是由于隧道欠挖造成的。同時，未嚴(yán)格按照建設(shè)計(jì)劃進(jìn)行施工，也會影響襯砌的厚度。如果襯砌澆筑時無法保證振搗的充分性、注漿材料的高性能，或無法控制混凝土的收縮徐變，也會造成襯砌背后空洞，威脅隧道工程的質(zhì)量[2]。

1.5 橋面鋪裝層受損

橋面鋪裝層受損會降低橋梁結(jié)構(gòu)的耐久性，影響橋梁的安全使用。在橋梁實(shí)際承載的力度過大的情況下，鋪裝層內(nèi)部的剪應(yīng)力也會相應(yīng)變大，致使鋪裝層面發(fā)生剪切變形。在進(jìn)入橋面鋪裝層施工環(huán)節(jié)前，若未能及時清除橋梁表面的砂石粒，則會導(dǎo)致鋪裝層與橋梁表面之間的黏聚效果下降，鋪裝層在受到通行車輛劇烈的沖擊下，極易出現(xiàn)裂縫，從而降低橋梁的安全性。

1.6 銹蝕和堿蝕

通過對混凝土受壓性能和鋼筋受拉性能的結(jié)合，能夠?qū)崿F(xiàn)橋梁和隧道建設(shè)結(jié)構(gòu)用材的高效利用，提升工程質(zhì)量。鋼筋是橋梁和隧道施工建設(shè)的重要材料，是承載能力較強(qiáng)的建設(shè)構(gòu)件，在一定程度上決定了橋梁和隧道的強(qiáng)度。然而在鋼筋的使用過程中，往往會出現(xiàn)鋼筋銹蝕的現(xiàn)象。正常情況下，橋梁的施工建設(shè)是在露天環(huán)境下開展的，施工環(huán)境、氣候的變化會影響橋梁結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。而地下隧道的空氣濕度大，隧道結(jié)構(gòu)容易和周圍的水汽接觸，產(chǎn)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致隧道銹蝕。此外，部分施工人員不重視對鋼筋進(jìn)行除銹管理，在后期未能充分振搗混凝土，導(dǎo)致鋼筋發(fā)生酸化反應(yīng)，引發(fā)鋼筋銹蝕。鋼筋的性能也是影響橋梁和隧道承載力的因素之一，若不能及時對發(fā)生銹蝕的鋼筋進(jìn)行處理，則易導(dǎo)致隧道發(fā)生破裂或坍塌，進(jìn)而危及橋梁和隧道的通行安全。

由于橋梁和隧道建設(shè)的自然環(huán)境復(fù)雜，環(huán)境間物理、化學(xué)特性的變化會造成橋梁和隧道產(chǎn)生堿蝕現(xiàn)象，從而影響混凝土的質(zhì)量。一般情況下，堿-集料之間的化學(xué)反應(yīng)和鹵素離子的侵蝕會降低混凝土的耐久性，從而縮短橋梁和隧道的使用壽命。因此，工程設(shè)計(jì)人員和施工建設(shè)人員應(yīng)高度重視橋梁和隧道的堿蝕問題，制定科學(xué)的施工方案和維護(hù)方案，避免橋梁和隧道由于堿蝕引發(fā)安全事故。

2 有效控制公路橋梁和隧道質(zhì)量問題的試驗(yàn)檢測措施

2.1 原材料試驗(yàn)檢測

原材料的質(zhì)量是公路橋梁和隧道建設(shè)中至關(guān)重要的質(zhì)量支撐。一般情況下，橋梁和隧道產(chǎn)生的質(zhì)量問題主要是原材料的質(zhì)量問題造成的。由此可見，對施工材料采取試驗(yàn)檢測措施，能夠從建設(shè)源頭減少橋梁和隧道的質(zhì)量問題?？梢酝ㄟ^嚴(yán)格限制原材料的采購?fù)緩?、正確選擇原材料的供應(yīng)商等方式，確保原材料的質(zhì)量。在橋梁和隧道的施工準(zhǔn)備階段，必須嚴(yán)格執(zhí)行原材料的采購標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格審核材料供應(yīng)商的營業(yè)資質(zhì)，要求生產(chǎn)商提供國家認(rèn)證的質(zhì)量合格證書，并對工程材料的性能進(jìn)行檢測。與此同時，在橋梁和隧道的建設(shè)過程中，必須定期對建設(shè)材料的性能進(jìn)行抽查，加強(qiáng)制度建設(shè)，對材料施行嚴(yán)格管控，及時替換低性能的建設(shè)材料，保障原材料的質(zhì)量。

2.2 橋梁和隧道結(jié)構(gòu)的實(shí)體檢測

2.2.1 加強(qiáng)對隱蔽工程建設(shè)中的實(shí)體檢測

一方面，需要加強(qiáng)橋梁的樁基檢測，保障樁基的質(zhì)量。由于樁基是承載橋梁自重力和外部荷載的重要結(jié)構(gòu)，樁基質(zhì)量的高低直接影響著整個橋梁結(jié)構(gòu)的安全。此外，橋梁樁基的返工難度大，一旦橋梁的樁基存在質(zhì)量缺陷，則會延緩整個建設(shè)工程的進(jìn)程。因此，在樁基的建設(shè)過程中，要嚴(yán)格加強(qiáng)樁基檢測，保障樁基的質(zhì)量，避免Ⅲ類樁和Ⅳ類樁出現(xiàn)在橋梁的施工過程中。

另一方面，若隧道的建設(shè)按照新奧法進(jìn)行施工，那么隧道的初期支護(hù)則是隧道承重結(jié)構(gòu)的主要部分。在建設(shè)初期支護(hù)的過程中，高質(zhì)量的混凝土噴漿、錨桿錨固和鋼構(gòu)件，能提高初期支護(hù)的效果。通過對混凝土噴漿、鋼構(gòu)件等施工程序開展質(zhì)量檢測，能夠大大提高初期支護(hù)的施工質(zhì)量。在檢測過程中，需要對錨桿和鋼拱架的數(shù)量、間距進(jìn)行嚴(yán)格篩查，避免檢測環(huán)節(jié)的疏忽導(dǎo)致錨桿的抗拔力低下，密實(shí)度和長度與支護(hù)建設(shè)不匹配，導(dǎo)致初期支護(hù)的質(zhì)量不高。同時，也要嚴(yán)格檢測混凝土的厚度和平整度，確保其達(dá)到最佳的噴射效果，滿足支護(hù)支撐部件對混凝土噴射的質(zhì)量要求[3]。

2.2.2 加強(qiáng)混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測

混凝土的質(zhì)量在一定程度上影響著橋梁的承載性和耐久性。在工程建設(shè)期間，需要對橋梁的梁、柱構(gòu)件方面的混凝土開展檢測，通過對混凝土的強(qiáng)度和保護(hù)層的厚度進(jìn)行嚴(yán)格檢測，評估橋梁的承載力，并以此為依據(jù)制定后期的橋梁維護(hù)方案。將混凝土結(jié)構(gòu)的質(zhì)量檢測工作安排在襯砌結(jié)構(gòu)施工環(huán)節(jié)后期，結(jié)合標(biāo)準(zhǔn)的檢測指標(biāo)對襯砌的厚度、平整度和強(qiáng)度進(jìn)行評估，使檢測數(shù)據(jù)成為隧道是否得以安全通行的重要參考條件。

2.2.3 加強(qiáng)橋梁荷載試驗(yàn)

橋梁的荷載能力是道路正常通車的關(guān)鍵。當(dāng)橋梁順利完工后，應(yīng)及時對橋梁的荷載能力開展檢測，借助動、靜載荷載試驗(yàn)，驗(yàn)證其荷載力是否符合橋梁的建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)?？茖W(xué)地設(shè)計(jì)橋梁荷載能力的試驗(yàn)方案，并通過收集、分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，對橋梁的承載能力作出準(zhǔn)確評估。

2.2.4 加強(qiáng)對橋梁和隧道運(yùn)行狀況的檢查力度

自然環(huán)境也是影響橋梁和隧道質(zhì)量的重要因素。在橋梁和隧道的運(yùn)行過程中，橋梁和隧道的承載強(qiáng)度和耐久性，會隨環(huán)境的變化而發(fā)生改變。因此，需要密切觀察橋梁和隧道周圍自然環(huán)境的變化，制定科學(xué)的維護(hù)方案，定期檢查橋梁和隧道的結(jié)構(gòu)外觀，及時發(fā)現(xiàn)橋梁和隧道的病害，并消除隱患，及時采取相應(yīng)的維護(hù)措施，避免橋梁和隧道環(huán)境的進(jìn)一步惡化。

2.3 完善試驗(yàn)檢測儀器、設(shè)備，優(yōu)化施工工藝

在開展試驗(yàn)檢測工作的過程中，先進(jìn)的儀器、設(shè)備能夠保障檢測的質(zhì)量，相反，傳統(tǒng)的檢測設(shè)備可能會遺漏部分檢測內(nèi)容，導(dǎo)致試驗(yàn)檢測工作缺乏科學(xué)性和全面性。通過將專業(yè)的檢測人員與先進(jìn)的檢測設(shè)備相結(jié)合，能夠進(jìn)一步提升檢測工作的準(zhǔn)確率。值得注意的是，通過檢測儀器獲得的數(shù)據(jù)可能與實(shí)際情況存在一定的誤差，進(jìn)而影響工程建設(shè)的質(zhì)量。

為了提高儀器的準(zhǔn)確性，應(yīng)定期檢查設(shè)備的使用情況，及時解決設(shè)備的問題，如果設(shè)備的檢測功能有所退化，通過維修無法提高其檢測質(zhì)量，則應(yīng)選取先進(jìn)的現(xiàn)代化設(shè)備替換原有設(shè)備，以提高檢測的準(zhǔn)確性和檢測質(zhì)量。同時，也要加強(qiáng)檢測隊(duì)伍的建設(shè)，實(shí)行統(tǒng)一的技能考核標(biāo)準(zhǔn)，提高檢測人員的職業(yè)素養(yǎng)、工作能力和檢測水平，從控制建設(shè)材料的源頭上提升工程建設(shè)的質(zhì)量。在對施工人員進(jìn)行培訓(xùn)的過程中，應(yīng)注重對施工人員開展現(xiàn)代化培訓(xùn)，幫助其了解并掌握現(xiàn)代化檢測設(shè)備的使用情況，進(jìn)一步提升檢測質(zhì)量[4]。

此外，先進(jìn)的施工工藝也會推動橋梁和隧道的建設(shè)質(zhì)量。在實(shí)際的建設(shè)過程中，施工人員需要提高自主創(chuàng)新能力，結(jié)合現(xiàn)代化的發(fā)展創(chuàng)新施工工藝，為工程的質(zhì)量建設(shè)提供先進(jìn)的技術(shù)保障。

2.4 制定科學(xué)的試驗(yàn)檢測方案

為了保證試驗(yàn)檢測工作的順利進(jìn)行，應(yīng)設(shè)計(jì)科學(xué)的試驗(yàn)檢測方案，完善檢測制度，規(guī)范橋梁和隧道檢測工作的流程和標(biāo)準(zhǔn)，提高檢測質(zhì)量。規(guī)范檢測標(biāo)準(zhǔn)，嚴(yán)格按照事先制定的檢測流程和檢測方法對施工材料和實(shí)體質(zhì)量進(jìn)行檢測，提高檢測效率；通過構(gòu)建完整的試驗(yàn)臺賬體系，及時記錄開展檢測的項(xiàng)目，以便檢測人員對檢測數(shù)據(jù)進(jìn)行研究、分析，并制定合理的維護(hù)方案；通過對施工材料的規(guī)格和種類的劃分，實(shí)施分類管理，提高材料的利用率，避免資源浪費(fèi)；不同施工環(huán)節(jié)的試驗(yàn)檢測工作，可以由對應(yīng)的施工部門進(jìn)行自檢。例如，混凝土拌制材料可以由混凝土拌和站自行開展檢測工作，既能提高檢測的準(zhǔn)確性，也可減輕整個施工團(tuán)隊(duì)的建設(shè)壓力，加快橋梁和隧道的施工進(jìn)度，提高建設(shè)效率。在施工部門進(jìn)行自我檢測的工程中，需要嚴(yán)格按照項(xiàng)目部的標(biāo)準(zhǔn)對施工材料進(jìn)行檢測，及時將檢測數(shù)據(jù)上報(bào)上級部門，獲得現(xiàn)場監(jiān)理工程師的批準(zhǔn)后，再進(jìn)行施工建設(shè)。

2.5 實(shí)行綜合監(jiān)督體系

公路橋梁和隧道的建設(shè)質(zhì)量管理，單單依靠施工單位是無法完成的，社會各界應(yīng)該主動參與到橋梁和隧道的維護(hù)工作中。目前，我國橋梁和隧道建設(shè)執(zhí)行三級質(zhì)量保障體系，通過政府監(jiān)管、社會監(jiān)理和企業(yè)的自我檢查相結(jié)合，保障施工質(zhì)量。在綜合監(jiān)督、管理的過程中，各監(jiān)管部門要先完成基礎(chǔ)工作，堅(jiān)持質(zhì)量第一的監(jiān)管理念，加強(qiáng)監(jiān)管效果，提升對橋梁和隧道建設(shè)質(zhì)量的監(jiān)管水平。同時，各部門也要主動溝通、交流，加強(qiáng)設(shè)計(jì)部門、施工部門和監(jiān)管部門之間各監(jiān)督環(huán)節(jié)的聯(lián)系，及時解決施工過程中發(fā)現(xiàn)的質(zhì)量缺陷，推動質(zhì)量監(jiān)管工作的正常開展[5]。

2.6 加強(qiáng)施工安全控制工作

首先，應(yīng)加強(qiáng)橋梁的施工安全控制工作。由于橋梁的建設(shè)一般是在露天環(huán)境下進(jìn)行的，施工現(xiàn)場的電氣設(shè)備應(yīng)該安裝防水措施，避免發(fā)生觸電事故。同時，還應(yīng)設(shè)立防觸電警示牌，提高施工人員的安全意識。其次，應(yīng)加強(qiáng)隧道施工環(huán)境的通風(fēng)保障工作。在隧道的建設(shè)過程中，需要充分考慮建設(shè)環(huán)境的供氧情況，科學(xué)地規(guī)劃通風(fēng)口的位置，為施工人員提供充足且新鮮的空氣，保障施工人員的身體健康。再次，應(yīng)加強(qiáng)橋梁和隧道的地質(zhì)環(huán)境控制工作。施工前，必須對施工的地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行勘探、考察，充分了解施工的地質(zhì)條件，及時發(fā)現(xiàn)環(huán)境中存在的安全隱患，實(shí)行合理、有效的防范措施。最后，應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)控系統(tǒng)的構(gòu)建。施工單位需要做好施工監(jiān)管工作，在每個施工環(huán)節(jié)安裝監(jiān)控設(shè)備，實(shí)現(xiàn)對施工過程的全面監(jiān)控，及時消除安全隱患。

3 結(jié)語

綜上所述，公路橋梁和隧道的建設(shè)中仍存在許多質(zhì)量問題，如橋梁和隧道裂縫、隧道滲漏、銹蝕和堿蝕等問題。施工單位應(yīng)充分探究問題產(chǎn)生的原因，重視試驗(yàn)檢測工作對提升施工質(zhì)量的幫助，提高現(xiàn)代化試驗(yàn)檢測水平，同時結(jié)合設(shè)計(jì)方案，加快構(gòu)建綜合監(jiān)督體系，保障施工安全，降低工程事故發(fā)生的概率，從施工源頭控制橋梁和隧道的建設(shè)質(zhì)量，推動我國交通運(yùn)輸業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展，增強(qiáng)我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的活力。