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摘 要:本文作者結合工程實例,分析介紹了隧洞施工質量管理的控制要點,供同行參考。
關鍵詞:隧洞,施工,質量管理,初探
“短進尺,強支護,勤量測”是隧洞施工的一大特點,由于參建各方注重質量管理,將每道工序質量檢查驗收標準在現行規范要求的基礎上加以細化,嚴格要求落實,從而使工程質量達到優良標準。但從工程建設初期直至結束,雖然所有參建單位管理人員都建言獻策,力爭設計出可以簡化驗收程序、減少內業資料的實用性單元工程質量驗收評定表格,但最終未能有效解決。驗收任務的繁瑣及內業資料的推進式返工給工程技術人員造成了極大的體力消耗和心理負擔,這與企業倡導的“人性化管理”是相違背的,因此,怎樣合理配置技術力量、簡化軟巖隧洞施工中隱蔽工程的質檢程序,提高質檢效率,仍值得施工單位去探索。
1 各工序施工質量控制簡述
1.1 開挖工程
1.1.1 開挖工序及流程
由于某隧洞巖性系第三系始-漸新統半膠結狀態砂礫巖和強膨脹泥巖,巖性極不穩定,巖石單軸飽和抗壓強度小于 0.5Mpa,平均埋深 60m,從安全角度考慮,全洞采用“超短正臺階法”開挖。石渣由 1.5T 翻斗車運至井底料斗,卷揚機提升至井外,由井外出渣車運至渣場。開挖時,首先進行測量放線,然后進行頂拱 180°范圍內超前錨桿施工,超前錨桿與巖面的交角不得大于 15°,而且必須從三角形斷面鋼筋格柵內穿過,尾部與其點焊加固。超前錨桿施工結束后,經檢驗合格,方可進行上臺階即圓弧段開挖,并預留核心土,下部直墻段以 3m~5m 的滯后距離跟進,而且左右邊墻錯開 1~2 榀格柵的距離。上臺階和直墻段每開挖一個循環后,都要進行一次報驗,檢驗合格后,方可進行格柵架立,掛鋼筋網等后續工序的施工。斷面如圖 1。
1.1.2 貫通質量控制
為了確保洞室精確貫通,施工單位還在每兩條豎井之間加設一個小導井,以便于將測量控制點引至井下,減小控制測量誤差在橫向及豎向貫通面上的影響。小導井還可兼作施工期通風散煙豎井及永久襯砌的下料通道。
1.2 一次支護工程
由于受豎井尺寸限制,鋼筋格柵分成四部分制作,即兩條支腿及兩個四分之一圓弧段,制作完成后用卷揚機由豎井運至掌子面進行拼接。格柵現場拼接完成并用連接筋與上一榀格柵連接后,進行掛網,網片與開挖巖面之間不得有任何松動巖塊和人為回填石塊,網片安裝完成后,進行本循環系統錨桿及鎖腳錨桿的施打,直段格柵基腳處還須留有 0.5m×0.5m×0.5m 的基坑(見上圖),以保證格柵的整體穩定性。噴護結束后,即可進行下一循環超前錨桿的施打(直墻段無此步驟)。
某隧洞由于地質條件的特殊性,全洞采用土質錨桿支護。在含水率適中的情況下,一根二米長的超前錨桿,約四至五分鐘即可施打完成。以上連續作業按業主要求必須分工序報驗,施工技術人員及監理人員須駐守施工井隊,而且實行“喊班制”(即駐守施工一線,報驗時隨叫隨到的工作制度),才能滿足如此高頻度的驗收工作。某隧洞一次支護不僅給后續永久襯砌提供了安全的作業環境,而且從監測標測得的監測結果來看,在永久砼襯砌結束后,一次噴護砼仍承受著約 20%的圍巖壓力。
1.3 永久襯砌工程
及早進行永久襯砌,雖然可以保證施工安全,但永久襯砌將承擔絕大部分圍巖壓力,對永久運行不利。從永久襯砌受到小的圍巖壓力,結構安全的角度考慮,永久襯砌應在圍巖變形全部完成后施做較為有利。此時結構的整體性處理也比較容易,但這樣會加大臨時支護的造價。根據某隧洞的施工經驗,開挖與臨時支護完成 30 天,開挖工作面距襯砌工作面 40m~50m 進行永久襯砌較為合適。此時圍巖與臨時支護的變形已完成 80%~90%,襯砌所承受的圍巖壓力為 20%~10%。
這與設計考慮的襯砌承受 20%的圍巖荷載是一致的。永久襯砌應在保證掌子面工作空間的前提下,應盡量緊跟一次支護進行,以遏制由于泥巖膨脹帶來的安全隱患。
2 不良地質段質量控制
加強監測,及時預報是不良地質條件洞段施工質量得以保證的前提。某隧洞Ⅲ標為安全監測標,負責隧洞及豎井施工期間混凝土內部鋼筋應力計及單點位移計、多點位移計的埋設,數據收集、分析等任務。強膨脹泥巖段為某隧洞地質結構最不利的部位,主要為強膨脹泥巖和灰白色粉細砂巖。泥巖呈黃褐色,膨脹裂隙特別發育,裂隙面光滑,有擦痕,泥巖呈不規則小塊體狀,遇水膨脹(膨脹率約為 80%)、液化,易崩解。洞室開挖過程中,圍巖的變形過程符合下圖的基本規律。按照這一規律,圍巖的收斂變形是在距洞室開挖掌子面–0.5D 的位置就開始發生了,當洞室開挖至掌子面時,圍巖收斂變形已完成全部變形的 20%左右。收斂計埋設距開挖面越遠,丟失的變形越多,為此要求收斂儀測點位置盡可能靠近掌子面,這樣可以保證測到較為真實的收斂變形值,且丟失的變形少。
在軟巖和極軟巖洞段修建地下洞室,經常遇到變形超限的問題,特別是在膨脹巖體中,由于圍巖和臨時支護變形特大,侵占了永久襯砌斷面。一般情況下是鑿除,當面積較大,侵占較多時就要采取置換格柵拱架的處理措施。拆除時一定要先將變形的圍巖用滿堂鋼管腳手架支撐,然后用“跳空法”逐個將擠壓變形的格柵用矩形斷面鋼筋格柵或工字鋼格柵置換,重新噴射早強混凝土。
3 單元工程質量檢查與驗收
開挖與支護的質量檢查,應包括施工單位自檢、監理單位抽檢和重要隱蔽工程的聯合檢查。重要隱蔽工程的質量檢查應由監理單位組織,由建設單位、施工單位、設計單位(含地質)和監理單位組成的聯合檢查組共同完成,其檢查結果應作為工程驗收的必備資料。隧洞開挖的質量檢查,必須在每開挖循環完成之后,臨時支護施做之前進行,內容與所需提供的資料為:
3.1 質量檢查內容
①洞室軸向方向及其偏差;
②軸線位置、高程及其偏差;
③壁面開挖輪廓線尺寸及其偏差;
④每循環進尺;
⑤軟弱結構面的處理及是否存在松動巖塊。
3.2 應提交的資料
①實測開挖圖;
②地質展示圖與地質素描;
③檢測結果記錄表;
④壁面平均起伏差;
⑤單元工程完成后應提供單元工程質量評定表。
臨時支護的質量檢查,應在每個循環的施工工序完成后及時進行,如果實行分部開挖時,應在每分部的施工工序完成后進行,其檢查的主要內容與需提交的檢查資料為:
3.2.1 質量檢查內容:
①噴射混凝土強度、厚度、均勻性、密實性和噴層的整體性以及滲水部位處理結果;
②錨桿長度、位置、方向、數量、拉拔力;
③鋼筋網格尺寸、搭接長度;
④拱架支撐的間距、聯接方式、支腳處理,連接筋直徑、數量、間距;
⑤其它支護措施的質量。
3.2.2 應提供的檢查資料:
①支護竣工圖;
②臨時支護完成后洞室斷面圖;
③各種支護質量檢查記錄表;
④單元工程完成后,應提供單元工程質量評定表。永久襯砌檢查項目同巖石洞室襯砌,可參閱相關規范,本文不再列出。
從以上列出的質檢項目來看,絕大多數檢查內容在開挖支護參數相同的隧洞段是單一重復的,而且未必都需要一一定量檢測,填表,千篇一律的質檢項目和驗收評定表格給從業人員帶來了極大的不便。筆者認為:軟巖人工開挖長距離隧洞掌子面應該合理布置數字多媒體監控系統,加強施工過程監測,精簡驗收程序及內業資料,只有這樣,才能真正提高質量管理效率。
參考文獻:
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