常衛(wèi)中
一、 前言
我國(guó)客運(yùn)專線鐵路建設(shè)方興未艾,大規(guī)??瓦\(yùn)專線的建設(shè),必然伴隨著大量隧道工程的出現(xiàn),僅目前正在施工的隧道工程就有約8000公里長(zhǎng)。隧道二次襯砌是隧道工程中的一項(xiàng)重要環(huán)節(jié),襯砌質(zhì)量的好壞對(duì)隧道的使用壽命、使用功能和隧道的外觀等都有重要影響。因此,在二次襯砌施工時(shí)就必須加強(qiáng)質(zhì)量控制,以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下面,結(jié)合某客專隧道二次襯砌施工的實(shí)例,對(duì)客運(yùn)專線鐵路隧道二次襯砌施工的質(zhì)量控制要點(diǎn)進(jìn)行探討。
二、 工程概況
該隧道位于大巴山區(qū)陜西省勉縣和寧強(qiáng)縣境內(nèi),全長(zhǎng)12406m。設(shè)計(jì)采用復(fù)合式襯砌,其中Ⅱ級(jí)圍巖采用曲墻式加底板的形式,Ⅲ~Ⅴ級(jí)圍巖采用曲墻有仰拱的形式。Ⅳ級(jí)、Ⅴ級(jí)、抗震設(shè)防、國(guó)防設(shè)防段、斷層破碎帶采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu),其余地段采用素混凝土襯砌?;炷翗?biāo)號(hào)為C30或C35。
襯砌結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用年限級(jí)別為一級(jí),設(shè)計(jì)使用年限為100年。襯砌混凝土原材料品質(zhì)、配合比參數(shù)限制、耐久性指標(biāo)、施工控制要求及其監(jiān)測(cè)、養(yǎng)護(hù)、維修均按《鐵路混凝土結(jié)構(gòu)耐久性設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10005-2010)及鐵建設(shè)函【2007】1212號(hào)文等要求進(jìn)行耐久性設(shè)計(jì);施工驗(yàn)收按《高速鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TB10753-2010 J1149-2011)、《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)》(TB10424-2010 J1155-2011)等規(guī)范、規(guī)程的相關(guān)條款辦理。
三、 影響二次襯砌施工質(zhì)量的主要因素
(一) 施工工藝或現(xiàn)場(chǎng)操作不規(guī)范
1. 隧道開(kāi)挖成型差,襯砌混凝土厚度不均勻;欠挖或初期支護(hù)侵入襯砌限界,造成襯砌混凝土厚度不足;隧道襯砌混凝土背后存在脫空現(xiàn)象。
2. 混凝土生產(chǎn)時(shí)原材料計(jì)量誤差大,尤其外加劑的摻加隨意性大;沒(méi)有根據(jù)砂、石料的實(shí)際含水率及時(shí)調(diào)整施工用水量,造成混凝土水膠比增大;在混凝土運(yùn)輸及泵送過(guò)程中隨意加水。
3. 襯砌臺(tái)車就位不牢固,出現(xiàn)錯(cuò)臺(tái)和跑模現(xiàn)象;模板刷洗不凈,造成混凝土局部出現(xiàn)麻面現(xiàn)象。
4. 襯砌臺(tái)車支撐剛度不夠,在混凝土壓力作用下致使臺(tái)車模板向內(nèi)收斂變形,造成襯砌板縫錯(cuò)臺(tái)。
5. 盲目追求施工進(jìn)度,隨意提前脫模時(shí)間,使低強(qiáng)度混凝土過(guò)量承受荷載,破壞了混凝土結(jié)構(gòu)。
6. 夏季施工時(shí)砂、石料露天堆放,無(wú)切實(shí)有效的降溫措施,混凝土入模溫度高;冬季施工時(shí)采取的防寒保溫措施不力。
7. 投料布料方式不規(guī)范,造成混凝土離析。一是未從二襯模板臺(tái)車投料窗口自下而上進(jìn)行投料,而是為了減少移動(dòng)泵管次數(shù),直接從上部窗口進(jìn)行投料,從而造成了混凝土澆筑落差大。二是澆筑人員配備不足,依賴振搗設(shè)備移動(dòng)混凝土造成局部振搗過(guò)度,形成離析。
8. 混凝土澆筑過(guò)程中振搗不到位。一是振搗設(shè)備配備不足;二是班組出于經(jīng)濟(jì)核算,澆筑人員配備不足,增加了澆筑過(guò)程中個(gè)人的勞動(dòng)強(qiáng)度,使作業(yè)人員不自覺(jué)地簡(jiǎn)化了振搗過(guò)程。
9. 混凝土養(yǎng)護(hù)不到位。一是沒(méi)有設(shè)置養(yǎng)護(hù)臺(tái)車;二是對(duì)養(yǎng)護(hù)工作不重視。
(二) 原材料質(zhì)量差、配合比設(shè)計(jì)不合理
一是水泥品種選擇不當(dāng),安定性不良;二是碎石、砂級(jí)配差,含泥量超標(biāo),碎石中石粉含量大,針、片狀物過(guò)多,影響了水泥與骨料的凝結(jié);三是進(jìn)行配合比設(shè)計(jì)時(shí),忽視水泥用量增多對(duì)混凝土性能的負(fù)面影響;四是對(duì)摻合料和外加劑的選用缺乏專業(yè)技術(shù)人員的指導(dǎo),往往達(dá)不到預(yù)期的效果。
(三) 管理方面的原因
1. 現(xiàn)場(chǎng)施工管控不到位。跟班作業(yè)人員責(zé)任心不強(qiáng),不能有效規(guī)范和管控施工過(guò)程,使不規(guī)范行為在施工過(guò)程存在。
2. 監(jiān)理單位管控職責(zé)履行不到位。一是監(jiān)理人員旁站職責(zé)履行不到位,不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)和糾正施工過(guò)程中存在的問(wèn)題;二是個(gè)別監(jiān)理人員責(zé)任心不強(qiáng),對(duì)存在的問(wèn)題熟視無(wú)睹、漠然視之,驗(yàn)收把關(guān)不嚴(yán)。
四、 二次襯砌混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
(一) 凈空檢查
1. 在二次襯砌施工前,應(yīng)對(duì)隧道凈空進(jìn)行檢查,以確保二次襯砌厚度。對(duì)于侵入二次襯砌的初期支護(hù)應(yīng)視其大小進(jìn)行處理。拱腳和墻腳以上1m內(nèi)斷面嚴(yán)禁欠挖。
2. 襯砌施工前,由監(jiān)理按隱蔽檢查要求對(duì)初支背后進(jìn)行檢查確認(rèn),合格后方可進(jìn)行二襯施工。
(二) 襯砌模板
1. 本隧道襯砌臺(tái)車為液壓自動(dòng)收模,電動(dòng)行走式,模板臺(tái)車長(zhǎng)度12m。臺(tái)車斷面按設(shè)計(jì)尺寸加大50mm作為施工預(yù)留,工作縫、預(yù)留洞室和預(yù)埋管線等在臺(tái)車就位前提前施工。模板臺(tái)車側(cè)壁作業(yè)窗分層布置,每層設(shè)置3~4個(gè)工作窗口。
2. 臺(tái)車就位調(diào)整:臺(tái)車行走位置要準(zhǔn)確,標(biāo)高、中線、凈空尺寸檢查合格后要鎖緊模板,臺(tái)車端部應(yīng)與已完成襯砌表面密貼,一般二次襯砌縱向施工循環(huán)搭接長(zhǎng)度為10cm,搭接錯(cuò)臺(tái)小于2mm。
3. 臺(tái)車就位前應(yīng)對(duì)臺(tái)車面板進(jìn)行仔細(xì)打磨,涂刷脫模劑,防止造成砼粘模、色差或麻面等。
4. 擋頭模安裝:擋頭模在臺(tái)車就位調(diào)整后安裝,采用鋼模+木模;鋼模板應(yīng)根據(jù)臺(tái)車輪廓進(jìn)行安裝,且安裝要牢固,木模板應(yīng)緊頂基面,以防因受力過(guò)大引起跑模、漏漿現(xiàn)象。
5. 加強(qiáng)臺(tái)車支撐,增加支撐絲杠個(gè)數(shù),且應(yīng)全部支撐緊固到位,保證臺(tái)車整體受力?;炷翝仓^(guò)程中要隨時(shí)檢查襯砌臺(tái)車是否變形,如果變形,應(yīng)及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。
(三) 混凝土施工工藝
1. 砼自模板窗口灌入,應(yīng)由下向上,對(duì)稱分層,傾落自由高度不超過(guò)2m。在砼澆筑過(guò)程中,觀察模板、支架、鋼筋、預(yù)埋件和預(yù)留孔洞的情況,當(dāng)發(fā)現(xiàn)有變形、移位時(shí),應(yīng)及時(shí)采取加固措施。施工中如發(fā)現(xiàn)泵送砼坍落度不足時(shí),不得擅自加水,應(yīng)當(dāng)在實(shí)驗(yàn)人員的指導(dǎo)下解決。
2. 用插入式振動(dòng)棒平拖驅(qū)趕下料口處堆積的拌和物將其推向遠(yuǎn)處。每一振點(diǎn)的搗固延續(xù)時(shí)間宜為20~30s,以混凝土不再沉落、不出現(xiàn)氣泡、表面呈現(xiàn)浮漿為度,防止過(guò)振、漏振。振搗器的移動(dòng)間距不大于振搗器作用半徑的1.5倍,且插入下層混凝土內(nèi)的深度宜為50~100mm,與側(cè)模應(yīng)保持50~100mm的距離,并避免碰撞鋼筋、模板、預(yù)埋件等。
3. 在澆筑混凝土?xí)r,應(yīng)經(jīng)常觀察,當(dāng)發(fā)現(xiàn)混凝土有不密實(shí)等現(xiàn)象,應(yīng)立即采取措施予以糾正。
4. 混凝土澆筑應(yīng)連續(xù)進(jìn)行,當(dāng)因故間歇時(shí),其間歇時(shí)間應(yīng)小于前層混凝土的初凝時(shí)間或能重塑的時(shí)間。當(dāng)超過(guò)允許間歇時(shí)間時(shí),按接縫處理。
5. 混凝土澆筑分層厚度(指搗實(shí)后厚度)宜為振搗器作用部分長(zhǎng)度的1.25倍,但最大攤鋪厚度不宜大于600mm。
6. 脫模及養(yǎng)護(hù)時(shí)間。二次襯砌在初期支護(hù)變形穩(wěn)定前施工的,拆模時(shí)的混凝土應(yīng)達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的100%;在初期支護(hù)變形穩(wěn)定后施工的,拆模時(shí)的強(qiáng)度應(yīng)達(dá)到8MPa,拆模后應(yīng)及時(shí)進(jìn)行保溫保濕養(yǎng)護(hù)。
7. 其它方面。比如外加劑及摻合料的選擇應(yīng)確保質(zhì)量,合理采用雙摻技術(shù)(摻粉煤灰和抗裂防水劑等)是降低水化熱和防滲防裂的有效措施,同時(shí)增大坍落度及混凝土黏度,保持混凝土不泌水。
(四) 防排水施工
1. 防排水施工前,要徹底清除基面各種異物及各類尖銳凸出物體。
2. 縱、環(huán)向透水盲管的施工,重點(diǎn)要控制好其安裝的位置。
3. 防水板焊縫要進(jìn)行沖氣檢查,不合格處要重新用熱風(fēng)焊槍或電烙鐵等補(bǔ)焊。
4. 中埋式止水帶的定位安裝應(yīng)準(zhǔn)確,其中間空心圓環(huán)應(yīng)與施工縫重合。止水帶固定在擋頭模板上,先安裝一端,澆筑混凝土?xí)r另一端應(yīng)用附加鋼筋固定,以防止止水帶偏移,影響止水效果。
五、 結(jié)束語(yǔ)
在隧道二次襯砌混凝土施工過(guò)程中,只要能合理選用襯砌材料、混凝土配合比及施工方法,并不斷地總結(jié)施工經(jīng)驗(yàn)和提高相關(guān)人員質(zhì)量意識(shí),就可以控制混凝土的缺陷,保證工程質(zhì)量,從而取得良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。