隧道二襯砌鋼筋保護(hù)層優(yōu)化研究

袁和芬

(云南功東高速公路建設(shè)指揮部，云南 昆明 650299)

1 工程概況

上關(guān)至鶴慶高速公路是國(guó)省道G348線(武漢—大理)的重要組成部分，是溝通大理州南北的一條主要連接線，連接大理、麗江兩座著名旅游城市。上鶴高速公路建設(shè)對(duì)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展、資源開發(fā)、方便群眾出行、增進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、鞏固國(guó)防安全具有十分重大的意義。在K3+780～K9+670段路線包含兩條長(zhǎng)隧道，共長(zhǎng)5 397 m，軍馬場(chǎng)隧道與大把關(guān)隧道為本項(xiàng)目重點(diǎn)性控制工程。

2 存在的問題及原因

2.1 存在的問題

選取軍馬場(chǎng)隧道鶴慶端左幅K4+912～+900和大把關(guān)隧道進(jìn)口端右幅K8+357～+369兩段為研究對(duì)象。在相關(guān)工序完成后，對(duì)二次襯砌鋼筋、混凝土強(qiáng)度、厚度等七個(gè)方面進(jìn)行了檢查，檢查情況如表1所示。

同時(shí)對(duì)鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其合格率只有75%。

表1 優(yōu)化前二次襯砌鋼筋混凝土澆筑檢查記錄表

2.2 問題原因

針對(duì)二次襯砌鋼筋保護(hù)層合格率偏低的問題，項(xiàng)目部組織施工管理人員召開專題會(huì)議，采用因果圖法對(duì)可能影響質(zhì)量的因素從五個(gè)方面進(jìn)行分析，即人、機(jī)、料、施工方法及管理環(huán)境五個(gè)方面，全面研究分析影響因素。

經(jīng)過原因分析，共確定7個(gè)末端因素，現(xiàn)通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和分析對(duì)這7個(gè)末端因素進(jìn)行要因確認(rèn)，并根據(jù)因果分析圖，從眾多的因素進(jìn)行仔細(xì)分析比對(duì)，其末端影響因素如表2所示。

表2 末端因素確認(rèn)表

通過現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和末端因素分析，確定了五個(gè)要因，分別為：施工人員質(zhì)量意識(shí)差；原材料質(zhì)量參差不齊，混凝土坍落度大；鋼筋定位不準(zhǔn)、測(cè)量不到位；鋼筋骨架剛度不足；模板支撐系統(tǒng)穩(wěn)定性較差。

3 問題分析及優(yōu)化措施

3.1 施工人員質(zhì)量意識(shí)差

在各分項(xiàng)工程施工前，一般要求召集技術(shù)、施工人員，對(duì)分項(xiàng)工程進(jìn)行技術(shù)交底。在之前完成的二襯段落中，由于施工人員流動(dòng)性較大，技術(shù)人員疏于管理且大部分作業(yè)人員責(zé)任心不足，導(dǎo)致成品質(zhì)量不穩(wěn)定。對(duì)此，項(xiàng)目部對(duì)二襯施工重新進(jìn)行了詳細(xì)的技術(shù)交底，重申施工過程的控制重點(diǎn)及工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，特別是關(guān)鍵工序的相關(guān)要求；加強(qiáng)技術(shù)管理人員和施工人員的品質(zhì)意識(shí)和責(zé)任意識(shí)，實(shí)行績(jī)效工資制，強(qiáng)調(diào)成品質(zhì)量與績(jī)效工資掛鉤。施工過程中加強(qiáng)檢查，嚴(yán)格執(zhí)行監(jiān)理報(bào)驗(yàn)程序及“三檢制度”，相關(guān)要求不達(dá)標(biāo)堅(jiān)決不允許進(jìn)入下道工序施工。通過交底、檢查等相關(guān)整改措施，施工人員的質(zhì)量意識(shí)、品質(zhì)意識(shí)及責(zé)任心均取得了一定的進(jìn)步、提高。

3.2 原材料質(zhì)量參差不齊，混凝土坍落度大

混凝土是由水泥、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑、水等按一定比例配制而成的建筑材料，為了得到較好的混凝土施工質(zhì)量，首先要使原材料的質(zhì)量得到保證，才能配制出質(zhì)量好的混凝土。因此混凝土工程質(zhì)量首先就要從原材料質(zhì)量進(jìn)行控制。原材料的質(zhì)量控制是影響混凝土質(zhì)量的一個(gè)非常重要及繁瑣的環(huán)節(jié)，對(duì)混凝土質(zhì)量有著極大的影響。所以在施工過程中，現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)管理人員要嚴(yán)格控制現(xiàn)場(chǎng)原材料的使用，加強(qiáng)生產(chǎn)過程中各個(gè)細(xì)節(jié)的監(jiān)督，及時(shí)記錄、分析各種因素。水泥品種選擇時(shí)，仔細(xì)審閱施工圖紙，必須滿足圖紙上明確提出的水泥品種或質(zhì)量要求，水泥強(qiáng)度等級(jí)應(yīng)與混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度等級(jí)相適應(yīng)；細(xì)骨料控制砂的細(xì)度，盡可能使用中砂，混凝土拌制應(yīng)堅(jiān)持先檢查后使用的原則，嚴(yán)禁使用含泥量超標(biāo)的砂，對(duì)含石量大的，應(yīng)進(jìn)行過篩處理；粗骨料選擇時(shí)，對(duì)針片狀顆粒多的碎石不得使用，應(yīng)使用連續(xù)級(jí)配的碎石，將孔隙率控制在40%以下；外加劑采購(gòu)時(shí)，應(yīng)明確外加劑的質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)，堅(jiān)持逐批檢查原則，對(duì)達(dá)不到標(biāo)準(zhǔn)要求的，堅(jiān)決不使用。另一方面，混凝土澆筑時(shí)坍落度也會(huì)影響到混凝土的成品質(zhì)量。在澆筑過程中，工人為了方便施工操作，隨意加水(調(diào)整水灰比)，直接影響到混凝土的澆筑質(zhì)量。對(duì)此，在混凝土拌合澆筑過程中配置試驗(yàn)人員盯守，嚴(yán)格控制水灰比，對(duì)混凝土進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，保證混凝土坍落度合格[11]。

3.3 鋼筋定位不準(zhǔn)、測(cè)量不到位

在二襯澆筑過程中，鋼筋定位措施、設(shè)施不到位是造成混凝土保護(hù)層合格率偏低的直接因素。因此，有效的提升二襯鋼筋定位準(zhǔn)確度及效果是提高混凝土保護(hù)層合格率的核心所在，采取相關(guān)措施為：在澆筑前，嚴(yán)格按設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行下料，控制鋼筋的尺寸，對(duì)鋼筋位置、間距進(jìn)行測(cè)量定位；保護(hù)層墊塊呈梅花形布置，保證澆筑時(shí)鋼筋保護(hù)層度；墊塊綁扎、定位鋼筋焊接要充分的準(zhǔn)確、牢固，避免澆筑時(shí)鋼筋晃動(dòng)、位移[12]。

3.4 鋼筋骨架剛度不足

實(shí)際施工過程中，由于保護(hù)層墊塊與定位鋼筋的布設(shè)頻次、距離畢竟有限，鋼筋骨架剛度不足也很容易造成保護(hù)層合格率偏低。對(duì)此，項(xiàng)目部組織技術(shù)人員及施工人員在鋼筋制安完成后、模板安裝前對(duì)鋼筋進(jìn)行全面檢查，適當(dāng)加密度保護(hù)層墊塊及層間定位鋼筋，確保合模時(shí)鋼筋與模板的間距不再產(chǎn)生變化，混凝土澆筑時(shí)也不因振動(dòng)或其他荷載導(dǎo)致保護(hù)層超出目標(biāo)控制范圍。

3.5 模板支撐系統(tǒng)穩(wěn)定性較差

本隧道二襯模板臺(tái)車采用液壓支撐系統(tǒng)，經(jīng)分析，在之前施工作業(yè)時(shí)，存在少許模板變形、支撐系統(tǒng)穩(wěn)定性下降的情況，在一定程度上影響了混凝土成品保護(hù)層合格率。針對(duì)該情況，相關(guān)負(fù)責(zé)部門、人員組織技術(shù)人員及管理人員對(duì)模板系統(tǒng)進(jìn)行了系統(tǒng)排查，更換變形的模板及失效的液壓支撐模塊，保證澆筑時(shí)模板穩(wěn)固。

4 優(yōu)化結(jié)果

優(yōu)化措施全部實(shí)施后，對(duì)軍馬場(chǎng)隧道左幅K4+900～+912段二次襯砌進(jìn)行了檢查，其優(yōu)化后各項(xiàng)目的檢查結(jié)果如表3所示。

表3 優(yōu)化后二次襯砌鋼筋混凝土澆筑檢查記錄表

將優(yōu)化前后二次襯砌鋼筋混凝土澆筑檢查記錄表進(jìn)行對(duì)比，可以看出優(yōu)化前對(duì)二次襯砌鋼筋、混凝土強(qiáng)度、厚度等七個(gè)方面的檢測(cè)中只有混凝土強(qiáng)度與襯砌厚度的合格率達(dá)到100%，其他檢測(cè)項(xiàng)目的合格率只有90%。而對(duì)其優(yōu)化后，所選取的七個(gè)檢測(cè)項(xiàng)目的合格率均能達(dá)到100%。說明所采取的優(yōu)化措施合理，對(duì)隧道二襯鋼筋保護(hù)層有很好的改善效果。

為了進(jìn)一步研究所采用的優(yōu)化措施的效果，選取鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢測(cè)。對(duì)優(yōu)化前后完成澆筑的混凝土按照特定的時(shí)間間隔復(fù)測(cè)。結(jié)束二襯混凝土澆筑拆模后選取拱頂，左右拱墻，左右拱腰這五條測(cè)線，檢測(cè)其鋼筋保護(hù)層厚度，同時(shí)還要完成筑模的鋼筋混凝土厚度數(shù)據(jù)(以下簡(jiǎn)稱數(shù)據(jù))對(duì)比，如圖1，圖2所示的是優(yōu)化前后量測(cè)數(shù)據(jù)，該圖中兩條水平線為保護(hù)層厚度臨界值。

設(shè)計(jì)圖紙要求受力鋼筋的保護(hù)層厚度不低于45 mm，不大于75 mm。分析優(yōu)化前后檢測(cè)結(jié)果，可以明顯看出優(yōu)化前隧道二襯鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度分布不穩(wěn)定，分布范圍波動(dòng)較大，且其中有相當(dāng)一部分測(cè)點(diǎn)分布在要求范圍之外；優(yōu)化后隧道二襯鋼筋混凝土保護(hù)層的厚度分布相對(duì)穩(wěn)定，基本位于45～75 mm之間，只有少部分測(cè)點(diǎn)的二襯鋼筋混凝土保護(hù)層厚度在要求范圍之外。對(duì)鋼筋混凝土保護(hù)層厚度的合格率進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，將二襯鋼筋混凝土保護(hù)層厚度位于要求范圍之內(nèi)的測(cè)點(diǎn)除以總測(cè)點(diǎn)，發(fā)現(xiàn)優(yōu)化前其合格率僅為75%，優(yōu)化后合格率為90%，其合格率提高了15%，說明采用的優(yōu)化措施能提供很好的優(yōu)化效果。

圖1 優(yōu)化前隧道二襯鋼筋混泥土保護(hù)層厚度

圖2 優(yōu)化后隧道二襯鋼筋混泥土保護(hù)層厚度

5 結(jié) 論

以上關(guān)至鶴慶高速公路軍馬場(chǎng)隧道為依托，對(duì)隧道二襯鋼筋保護(hù)層厚度進(jìn)行檢查，發(fā)現(xiàn)其合格率較低。施工人員采用因果圖法對(duì)可能影響質(zhì)量的因素進(jìn)行分析，確認(rèn)了造成這些的主要原因有：施工人員質(zhì)量意識(shí)差；混凝土坍落度大；鋼筋定位不準(zhǔn)、測(cè)量不到位。針對(duì)存在的問題，經(jīng)過分析研究，制定切實(shí)可行的保護(hù)層改善措施：重新進(jìn)行施工技術(shù)交底；加強(qiáng)施工工藝的檢查和控制，詳細(xì)記錄相關(guān)數(shù)據(jù)，及時(shí)糾正不規(guī)范的施工工藝；不斷完善質(zhì)量管理措施，實(shí)行成品與工資掛鉤的績(jī)效制度，形成有效的質(zhì)量管理系統(tǒng)。通過相關(guān)優(yōu)化改善措施，隧道鋼筋保護(hù)層厚度合格率由優(yōu)化前的75%提高到優(yōu)化后的90%，有效提升了二襯施工質(zhì)量。希望本文能夠?qū)ο嚓P(guān)工程起到借鑒作用。