鐵路隧道工程漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿監(jiān)理質(zhì)量控制分析

張翔健

（中國(guó)國(guó)家鐵路集團(tuán)有限公司工程質(zhì)量監(jiān)督管理局，北京 100844）

0 引言

目前，已有文獻(xiàn)中對(duì)漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿（以下簡(jiǎn)稱“YE 錨桿”）多是從施工工藝、工法改進(jìn)、受力模型計(jì)算、理論分析、試驗(yàn)分析等方面進(jìn)行研究，為指導(dǎo)和改進(jìn)工程設(shè)計(jì)、施工提供參考依據(jù)，而缺少對(duì)監(jiān)理如何做好 YE 錨桿質(zhì)量控制的分析論述。本文從監(jiān)理工作角度系統(tǒng)性闡述在 YE 錨桿施工質(zhì)量控制中監(jiān)理巡視、檢查、驗(yàn)收及影像資料留存的重點(diǎn)工作及注意事項(xiàng)。

1 施工圖審閱與核對(duì)

在施工前監(jiān)理應(yīng)對(duì) YE 錨桿設(shè)計(jì)圖紙進(jìn)行審閱、核對(duì)，如發(fā)現(xiàn)圖紙中技術(shù)指標(biāo)不明確、有遺漏或存在不符合規(guī)范要求等問題應(yīng)及時(shí)向建設(shè)單位報(bào)告。

1.1 規(guī)格型號(hào)

核對(duì)標(biāo)記樣式是否符合圖 1 所示。

圖1 漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿標(biāo)記規(guī)定

審閱施工圖紙中采用的錨桿型號(hào)及設(shè)計(jì)長(zhǎng)度、安裝角度、中空桿體材質(zhì)等技術(shù)要求是否齊全。核對(duì)墊板材質(zhì)，可采用熱軋鋼板或鑄鋼，不得采用鑄鐵，施工圖紙未標(biāo)明墊板牌號(hào)的，可采用 45 號(hào)或 Q335 號(hào)材質(zhì)。墊板幾何尺寸是否符合規(guī)范要求。

核對(duì)中空桿體的屈服力、斷后伸長(zhǎng)率、極限拉力等力學(xué)性能指標(biāo)。如未注明，應(yīng)說明依據(jù)的規(guī)范名稱及標(biāo)準(zhǔn)號(hào)，且應(yīng)為現(xiàn)行有效版本。

1.2 錨桿布置

審閱錨桿布置形式，錨桿間距應(yīng)≤錨桿長(zhǎng)度的1/2。對(duì)于 Ⅳ、V 級(jí)圍巖中的錨桿間距宜為 0.50～1.00 m，并不得大于 1.25m［1］。對(duì)洞室開挖尺寸較大、特殊結(jié)構(gòu)部位、圍巖較差地段、不良地質(zhì)段應(yīng)有加強(qiáng)措施。

1.3 防腐措施

審閱施工圖紙是否根據(jù)使用年限及地層環(huán)境作用等級(jí)，注明錨桿采取的防腐措施，H3、H4化學(xué)侵蝕環(huán)境應(yīng)按Ⅰ級(jí)防腐保護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)，H1、H2化學(xué)侵蝕環(huán)境應(yīng)按Ⅱ級(jí)防腐保護(hù)構(gòu)造設(shè)計(jì)。

1.4 注漿體強(qiáng)度

核對(duì)設(shè)計(jì)文件中對(duì)注漿體抗壓強(qiáng)度等級(jí)的要求，應(yīng)不小于 M20［2］。

2 施工方案審查

YE 錨桿一般作為初期支護(hù)專項(xiàng)施工方案的重要組成部分，建議重點(diǎn)審查以下內(nèi)容。

2.1 審查編制依據(jù)、適用范圍

重點(diǎn)檢查編制依據(jù)是否齊全、嚴(yán)謹(jǐn)，是否為現(xiàn)行有效文件。施工方案是否明確 YE 錨桿使用部位、適用圍巖級(jí)別及具體里程范圍，并與設(shè)計(jì)文件一致。

2.2 審查施工安排

檢查 YE 錨桿施工順序及各道工序的銜接是否合理，工作流程應(yīng)具有針對(duì)性，能夠指導(dǎo)施工，并符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。方案中應(yīng)有工期計(jì)劃及各區(qū)段施工進(jìn)度安排，明確施工循環(huán)作業(yè)持續(xù)時(shí)間。宜對(duì)單根錨桿各道工序用時(shí)進(jìn)行分解，根據(jù)工藝試驗(yàn)進(jìn)行優(yōu)化，縮短作業(yè)持續(xù)時(shí)間。宜采用大型鑿巖臺(tái)車等機(jī)械化施工，降低勞動(dòng)強(qiáng)度，提高作業(yè)效率。

2.3 審查施工工藝及技術(shù)要求

檢查施工方案中各類材料的力學(xué)性能、物理指標(biāo)、布置形式、鉆孔參數(shù)、注漿參數(shù)、錨固預(yù)應(yīng)力等各項(xiàng)技術(shù)參數(shù)是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

1）鉆孔。檢查鉆孔孔徑與錨桿型號(hào)是否匹配，保證桿體注漿漿體保護(hù)層厚度≥10 mm，并符合設(shè)計(jì)要求。鉆孔深度、間距與設(shè)計(jì)要求一致。

2）注漿。核對(duì)施工方案中注漿材料及注漿壓力控制值是否和工藝試驗(yàn)結(jié)論一致，并符合設(shè)計(jì)要求，如采用水泥砂漿，砂直徑應(yīng)≤2 mm。

2.4 檢查施工方法及質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)

1）鉆孔。應(yīng)有孔位測(cè)量定位、標(biāo)識(shí)技術(shù)措施，以保證孔位準(zhǔn)確。檢查是否有清孔措施，以保證孔道暢通，便于錨桿安裝。

2）錨桿安裝。檢查方案采用的漲殼錨固頭形式，以及確定漲殼錨固頭漲開的判定方式，并應(yīng)有漲殼無法漲開或中途卡住無法插入孔底的處理措施。漲殼錨固頭的錨固力應(yīng)大于等于中空桿體設(shè)計(jì)預(yù)張拉力值的 1.4 倍［3］。施工作業(yè)平臺(tái)宜選用機(jī)械化施工，盡量降低單根錨桿安裝施工作業(yè)持續(xù)時(shí)間。錨桿的規(guī)格、長(zhǎng)度、安裝數(shù)量應(yīng)符合設(shè)計(jì)要求。

3）附件安裝。檢查保證墊板與基面密貼的技術(shù)措施是否合理，是否有保證桿體孔道位置居中措施。

4）預(yù)應(yīng)力張拉。檢查預(yù)張拉值是否符合設(shè)計(jì)要求，同時(shí)符合規(guī)范要求，應(yīng)有檢驗(yàn)校核預(yù)應(yīng)力施加值措施。檢查超張拉力控制值，確保不大于預(yù)張拉值的 1.2 倍。

5）注漿。施工方案針對(duì)錨桿安裝不同位置應(yīng)采用不同的注漿工藝。錨桿安裝在拱部時(shí)（向上安裝），應(yīng)采用注漿管注漿，中空桿體作為排氣管方式注漿；錨桿平行或向下安裝采用中空桿體注漿，排氣管排氣方式。方案中應(yīng)明確注漿設(shè)備型號(hào)及施工工藝，標(biāo)明注漿壓力及水灰比，注漿體抗壓強(qiáng)度符合設(shè)計(jì)要求并不小于 M20。

2.5 審查施工質(zhì)量驗(yàn)收

檢查方案中質(zhì)量驗(yàn)收項(xiàng)目、質(zhì)量檢驗(yàn)、驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)及驗(yàn)收程序是否符合規(guī)范要求，宜包含原材料及產(chǎn)品質(zhì)量、鉆孔質(zhì)量、錨桿安裝質(zhì)量、預(yù)應(yīng)力張拉質(zhì)量、注漿及錨固質(zhì)量檢驗(yàn)以及相應(yīng)的驗(yàn)收試驗(yàn)檢驗(yàn)等內(nèi)容。

3 錨桿原材料進(jìn)場(chǎng)質(zhì)量控制

3.1 檢查產(chǎn)品質(zhì)量證明文件

監(jiān)理工程師應(yīng)審查質(zhì)量證明文件原件，確保真實(shí)有效、符合要求，重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容。

1）是否加蓋生產(chǎn)企業(yè)質(zhì)量檢驗(yàn)章并應(yīng)有出廠質(zhì)量證明結(jié)論，項(xiàng)目填寫齊全。錨桿中空桿體交貨狀態(tài)應(yīng)為熱軋、正火熱處理或正火加回火熱處理，其它狀態(tài)則不允許使用。

2）核對(duì)產(chǎn)品材質(zhì)、規(guī)格、牌號(hào)、化學(xué)成分、力學(xué)性能、物理指標(biāo)、材料防腐是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。檢查錨桿連接套筒設(shè)計(jì)抗拉力是否與桿體力學(xué)性能匹配。核對(duì)進(jìn)貨數(shù)量是否超出質(zhì)量證明文件代表數(shù)量。

3）材料進(jìn)場(chǎng)日期與質(zhì)量證明文件生產(chǎn)日期是否符合時(shí)間邏輯。合格證應(yīng)記錄生產(chǎn)廠家、批號(hào)、規(guī)格、數(shù)量、制造日期等信息。生產(chǎn)、檢驗(yàn)及交貨標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)依據(jù)合同約定及規(guī)范要求。

3.2 檢查進(jìn)場(chǎng)檢驗(yàn)試驗(yàn)報(bào)告

檢查進(jìn)場(chǎng)材料力學(xué)性能、物理指標(biāo)抽樣檢測(cè)試驗(yàn)報(bào)告。

1）檢測(cè)機(jī)構(gòu)應(yīng)有相應(yīng)的試驗(yàn)資質(zhì)。

2）試驗(yàn)報(bào)告代表材料數(shù)量、規(guī)格、生產(chǎn)批號(hào)是否與材料質(zhì)量證明文件一致。

3）核查檢驗(yàn)項(xiàng)目是否齊全，應(yīng)包含外形尺寸、錨桿體長(zhǎng)度、力學(xué)性能、承載能力、表面質(zhì)量、質(zhì)量等，檢測(cè)結(jié)果及判定結(jié)論應(yīng)明確且符合規(guī)范要求［4］。

4）復(fù)核檢驗(yàn)數(shù)量是否滿足要求，同一批號(hào)、同一規(guī)格不超過 10 000 套為一個(gè)檢驗(yàn)批，力學(xué)性能、承載能力每批次抽檢 2 套；外形尺寸、錨桿體長(zhǎng)度、表面質(zhì)量、質(zhì)量按 2 % 抽查。

3.3 檢查產(chǎn)品外觀、抽查外形尺寸

材料進(jìn)場(chǎng)后，監(jiān)理工程師應(yīng)首先對(duì)材料表面質(zhì)量進(jìn)行檢查，尺量相關(guān)物理指標(biāo)，重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容。

1）中空桿體、墊板的表面不應(yīng)有開裂、明顯彎曲、折痕、分層、結(jié)疤和嚴(yán)重銹蝕等質(zhì)量缺陷，并應(yīng)清除油污等污染。錨桿體端部剪切應(yīng)正直，不能出現(xiàn)曲面或斜面等。

2）檢查錨桿桿體生產(chǎn)標(biāo)志，廠家、批號(hào)、錨桿標(biāo)記、使用項(xiàng)目等信息是否齊全一致。

3）對(duì)中空桿體、墊板、螺母、墊圈等進(jìn)行外形尺寸抽查量測(cè)，檢查錨桿直徑、壁厚，墊板尺寸、厚度，螺母幾何尺寸等是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，中空桿體內(nèi)徑應(yīng)≥14 mm。

4）材料存放地是否干燥潔凈，不得露天存放。材料防腐是否符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

4 施工過程質(zhì)量控制重點(diǎn)

監(jiān)理工程師應(yīng)采用多種監(jiān)理工作手段，加強(qiáng) YE錨桿施工過程的質(zhì)量控制，嚴(yán)格把控工序質(zhì)量的驗(yàn)收，加強(qiáng)巡視檢查，以督促施工單位按照批準(zhǔn)的施工方案組織施工為基礎(chǔ)，做好施工記錄及隱蔽工程影像資料留存工作。

4.1 鉆孔

1）測(cè)量定位。檢查、核對(duì)孔位測(cè)量放樣位置，查看孔位標(biāo)記，間距、數(shù)量是否符合設(shè)計(jì)要求。

2）鉆孔。檢查鉆孔施工記錄是否齊全、完整，表格樣式應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范要求。檢查鉆頭型號(hào)，應(yīng)與孔徑相匹配，使用十字鉆頭或球齒鉆頭，不得使用一字鉆頭，尺量鉆桿長(zhǎng)度，復(fù)核鉆桿標(biāo)記位置是否滿足孔深要求。鉆孔位置偏差控制在 ±100 mm 允許范圍；孔口距允許偏差為 ±150 mm；孔徑偏差，設(shè)計(jì)值＜60mm 時(shí)控制±5 mm、設(shè)計(jì)值＞60 mm 時(shí)控制 ±10 mm；孔深不小于設(shè)計(jì)長(zhǎng)度，偏差控制值 +50 mm。

鉆孔角度與開挖面垂直，并結(jié)合地質(zhì)巖層條件，適當(dāng)調(diào)整鉆孔角度，與巖層層面成大角度方向，以充分發(fā)揮錨桿錨固作用。

3）清孔。錨桿安裝前，檢查施工單位是否按照施工方案中措施進(jìn)行清孔，保證孔道通暢。重點(diǎn)檢查拱腰以下部位向下傾斜或水平鉆孔。如遇塌孔，應(yīng)使用鉆桿反復(fù)抽插，并使用高壓風(fēng)配合清孔，清孔完成后及時(shí)安裝錨桿。

4）驗(yàn)孔。檢查鉆孔施工記錄，復(fù)核鉆孔數(shù)量，確保無孔位漏鉆。檢查施工單位自檢合格記錄，實(shí)測(cè)實(shí)量孔徑（高速鐵路隧道不做為驗(yàn)收項(xiàng)目）、孔深、孔口距符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求，每一循環(huán)檢查設(shè)計(jì)數(shù)量的 10 %，且不少于 3 根。

4.2 錨桿安裝

1）督促現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員在鉆孔完成后及時(shí)安裝錨桿，減少裸孔暴露時(shí)間。復(fù)核錨桿規(guī)格、種類、長(zhǎng)度是否符合設(shè)計(jì)要求，每一開挖循環(huán)至少檢查 3 根，并留存影像資料（高速鐵路隧道工程不做要求）。

2）運(yùn)抵施工現(xiàn)場(chǎng)的錨桿材料，防腐層破損、表面銹蝕、油漬附著、變形等不滿足質(zhì)量要求的，應(yīng)要求施工單位將不合格材料退場(chǎng)，不得使用。檢查錨桿裝配情況，注漿、排氣通道是否暢通，漲殼頭是否能順利漲開。

3）測(cè)量計(jì)算桿體插入孔內(nèi)長(zhǎng)度，不應(yīng)小于設(shè)計(jì)值的 97 %。錨桿未安裝到位中途卡住的，應(yīng)要求施工單位按照批準(zhǔn)的方案進(jìn)行處理。

4）附件安裝。檢查桿體就位后外露絲扣長(zhǎng)度，確保附件安裝完成后外露螺母長(zhǎng)度，并保證外露長(zhǎng)度小于桿體直徑，防止外露過長(zhǎng)影響無紡布、防水板鋪設(shè)施工。觀察墊板與基面密貼質(zhì)量控制情況，督促施工單位按方案落實(shí)保證措施。注漿或排氣管長(zhǎng)度、外露長(zhǎng)度應(yīng)符合施工方案，檢查排氣管直徑應(yīng)大于 6 mm，注漿管直徑大于 12 mm，核對(duì)是否下傾孔安裝排氣管，仰斜孔安裝注漿管。檢查仰斜孔是否按照方案在孔口安裝止?jié){器（塞）。

5）計(jì)數(shù)檢查驗(yàn)收錨桿安裝數(shù)量，逐孔檢查，確保不漏孔。驗(yàn)收過程應(yīng)留存隱蔽工程影像資料。

6）錨桿安裝完成至注漿漿體固化前，應(yīng)警示作業(yè)人員嚴(yán)禁機(jī)械觸碰或人為晃動(dòng)桿體。

4.3 預(yù)應(yīng)力張拉

1）復(fù)查墊板與基面是否密貼，如不符合要求應(yīng)督促施工單位按照施工方案中措施或采用早強(qiáng)砂漿進(jìn)行處理。

2）檢查施加預(yù)應(yīng)力用力矩扳手功率及扭矩值是否符合方案并滿足預(yù)張拉值達(dá)到設(shè)計(jì)要求。核對(duì)檢驗(yàn)校核用力矩扳手是否率定合格并完成進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收。因施工過程中扭力扳手損壞率較高，建議督促施工單位每周進(jìn)行一次率定，以保證張拉精度值。

3）檢查是否按照方案采取措施，以保證錨桿軸向受力。張拉力施加及穩(wěn)壓應(yīng)嚴(yán)格按批準(zhǔn)的施工方案實(shí)施，檢查張拉鎖定荷載是否達(dá)到設(shè)計(jì)預(yù)張拉值，偏差應(yīng)控制在 ±10 %。

4.4 注漿

1）檢查現(xiàn)場(chǎng)是否配備稱量器具，宜配置標(biāo)準(zhǔn)容量量具，減少稱量時(shí)間，便于快速按配合比完成水泥漿液的調(diào)配。檢查注漿參數(shù)是否符合要求，注漿參數(shù)應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求并通過試驗(yàn)確定，建議注漿水灰比在0.32～0.38 之間為宜、注漿壓力不宜大于 0.5 MPa［5，6］。注漿設(shè)備宜配有流量計(jì)，便于記錄注漿量。攪拌水泥漿時(shí)，檢查并要求施工人員先加水，后加水泥，以保證攪拌均勻。

2）檢查施工注漿記錄，對(duì)注漿壓力、每孔注漿量、注漿時(shí)間等記錄齊全，表格樣式應(yīng)符合技術(shù)規(guī)范要求。

3）檢查注漿方式是否根據(jù)下斜孔、仰斜孔按照方案施工。采用中空錨桿注漿時(shí)，注漿管宜采用與錨桿桿體螺紋配套的快速連接接頭，采用注漿管注漿時(shí)，宜在注漿管設(shè)置快速連接接頭，可以有效減少注漿時(shí)間。以漿液由排氣管或中空桿體持續(xù)溢出判定注漿完成，督促施工人員及時(shí)封堵，避免漿液外流。

4）提示技術(shù)人員及施工作業(yè)人員在注漿體強(qiáng)度達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的 70 % 前，不得敲擊、碰撞或拉拔錨桿，以保證中空桿體與漿體錨固效果及保護(hù)層厚度，防止被腐蝕破壞。

5 結(jié)語

在日常監(jiān)督檢查中，監(jiān)理企業(yè)會(huì)因錨桿安裝長(zhǎng)度、數(shù)量不足、注漿不飽滿、隱蔽工程影像資料未按規(guī)定留存等問題被認(rèn)定不良行為，影響信用評(píng)價(jià)?？偙O(jiān)應(yīng)組織現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)理人員熟悉掌握國(guó)家及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)漲殼式預(yù)應(yīng)力中空錨桿質(zhì)量控制的技術(shù)要求，從施工圖審閱核對(duì)、施工方案審查、原材料質(zhì)量控制、施工過程質(zhì)量控制及驗(yàn)收等方面，嚴(yán)格履行監(jiān)理質(zhì)量控制職責(zé)，形成質(zhì)量控制記錄，避免因履職不到位受到處罰。Q