朱全斐

(臨汾地方煤礦建設(shè)工程質(zhì)量監(jiān)督站,山西 臨汾 041000)

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)快速發(fā)展，煤炭需求量逐年攀升,新建、改擴(kuò)建等礦建工程增多,礦建工程質(zhì)量問(wèn)題頻發(fā)[1]。由于礦建工程的施工工藝和環(huán)境特殊,其事故率和安全問(wèn)題往往更大更嚴(yán)重。在礦建工程中,勘察、設(shè)計(jì)、施工等方面存在的質(zhì)量缺陷都會(huì)引發(fā)工程結(jié)構(gòu)強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性降低,損害構(gòu)筑物外觀及影響使用功能,如地基下沉、煤倉(cāng)墻體開(kāi)裂、巷道坍塌等質(zhì)量事故,這些問(wèn)題不僅影響工程正常使用,還會(huì)給國(guó)家、煤炭企業(yè)和人民帶來(lái)重大生命財(cái)產(chǎn)損失。因此,找出礦建工程中易出現(xiàn)質(zhì)量缺陷的部位并分析其形成機(jī)理、提前制定有針對(duì)性的預(yù)防控制措施具有很強(qiáng)的實(shí)用價(jià)值,對(duì)保障煤炭企業(yè)安全高效生產(chǎn)有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 礦建工程質(zhì)量缺陷分類

根據(jù)具體的施工地點(diǎn)、作業(yè)環(huán)境和使用功能,礦建工程可被劃分為井下開(kāi)拓工程、地面生產(chǎn)生活設(shè)施工程和井上、井下安裝工程三大類。地面工業(yè)廣場(chǎng)的井塔和井架是最具有代表性的礦建工程,是煤炭領(lǐng)域特有的生產(chǎn)作業(yè)平臺(tái),如果此類工程存在質(zhì)量缺陷,將直接制約煤炭生產(chǎn)企業(yè)的井下采掘作業(yè)環(huán)節(jié)?；炷潦堑V建工程的主要構(gòu)筑材料,鋼筋混凝土問(wèn)題是出現(xiàn)最多的質(zhì)量缺陷,如混凝土配比不合適可在構(gòu)筑物表面或內(nèi)部產(chǎn)生裂紋,鋼筋位置偏差可導(dǎo)致構(gòu)筑物位置、尺寸與設(shè)計(jì)不符等質(zhì)量缺陷。

1.1 井塔、井架基礎(chǔ)質(zhì)量缺陷

礦建工程主要在地下,占用地面地基較少,只有工業(yè)廣場(chǎng)的井塔和井架占用地面地基。地基是任何建(構(gòu))筑物的主要承載受力結(jié)構(gòu),井塔和井架使用功能的發(fā)揮主要受地基強(qiáng)度、剛度和穩(wěn)定性的影響。井塔和井架質(zhì)量缺陷主要表現(xiàn)為地基沉降過(guò)大或下沉不均勻,導(dǎo)致局部基礎(chǔ)塌陷。礦建工程的設(shè)計(jì)和施工環(huán)節(jié)存在錯(cuò)誤或不合格均可引發(fā)井塔、井架基礎(chǔ)強(qiáng)度、剛度不足,承載力偏低等質(zhì)量缺陷。

井塔和井架地基沉降過(guò)大或下沉不均勻的客觀原因是地基下部土質(zhì)松動(dòng),其下降變形程度主要取決于地基土的類別和結(jié)構(gòu)上部荷載的大小。引起井塔和井架基礎(chǔ)局部塌陷缺陷的主觀因素有:1)鄰近建筑的深基坑開(kāi)挖；2)基礎(chǔ)距邊坡太近；3)地基下部或周?chē)嬖诳碧缴形窗l(fā)現(xiàn)的孔洞穴等。

1.2 煤倉(cāng)、井筒質(zhì)量缺陷

煤倉(cāng)和井筒的主要構(gòu)筑材料是混凝土,其質(zhì)量缺陷的具體表現(xiàn)形式是墻壁面裂縫,如混凝土塑性沉降或收縮裂縫、溫度應(yīng)力裂縫、水化收縮及干縮等裂縫[3]。由于煤倉(cāng)和井筒是煤炭企業(yè)組織生產(chǎn)必須使用的兩個(gè)重要構(gòu)筑物,如果其墻壁面出現(xiàn)裂縫缺陷而不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理,則井下采掘生產(chǎn)作業(yè)面臨巨大的安全隱患。地層中的流沙可從墻壁面裂縫進(jìn)入井筒,使井筒墻壁面因側(cè)壓過(guò)大而坍塌,嚴(yán)重的可造成整個(gè)井筒被掩埋的災(zāi)難性后果。

拌制好的混凝土是具有一定稠度的膠結(jié)漿體,石子等骨料顆粒懸浮于其中?；炷翝仓?當(dāng)骨料的沉降運(yùn)動(dòng)受到阻礙或水分上升至鋼筋及大骨料的底部時(shí)形成結(jié)構(gòu)內(nèi)部軟弱連接點(diǎn),當(dāng)混凝土干后會(huì)在表面及內(nèi)部產(chǎn)生塑性沉降裂縫缺陷?；炷琉B(yǎng)護(hù)期間,因周?chē)h(huán)境溫度較高或?yàn)⑺蛔愣節(jié){體中的水分在短時(shí)間內(nèi)蒸發(fā)可導(dǎo)致塑性收縮裂縫缺陷;如果積聚在混凝土內(nèi)部的水泥水化熱不易散發(fā),結(jié)構(gòu)內(nèi)部持續(xù)升溫,因結(jié)構(gòu)內(nèi)部與表面存在較大的溫度差值而使構(gòu)筑物在內(nèi)部壓應(yīng)力、表面拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生溫度應(yīng)力裂縫缺陷。為滿足流動(dòng)性要求,混凝土的水灰比一般較低,在硬化過(guò)程中水分不斷蒸發(fā),如果在混凝土結(jié)構(gòu)終凝前飽水養(yǎng)護(hù)不足,在煤倉(cāng)和井筒內(nèi)部及表面極易產(chǎn)生干縮裂縫。

2 礦建工程質(zhì)量缺陷形成原因分析

分析礦建工程中出現(xiàn)的各種質(zhì)量缺陷可知,引發(fā)礦建工程質(zhì)量缺陷的因素非常多,可分類概括為技術(shù)因素、地質(zhì)氣候條件因素、管理和人的因素。引發(fā)礦建工程質(zhì)量缺陷的技術(shù)因素一般是指設(shè)計(jì)、施工等環(huán)節(jié)的技術(shù)組織措施,嚴(yán)格根據(jù)技術(shù)規(guī)范進(jìn)行施工操作是避免因技術(shù)因素而導(dǎo)致礦建工程質(zhì)量缺陷的關(guān)鍵。

不管是地面還是井下,煤炭企業(yè)生產(chǎn)條件復(fù)雜,受地質(zhì)氣候條件因素影響較大容易出現(xiàn)礦建工程質(zhì)量缺陷。如鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)工程工序多且復(fù)雜,完全凝結(jié)硬化成形時(shí)間長(zhǎng),易受環(huán)境氣候因素影響。井下的氣溫和空氣濕度較高,澆筑的鋼筋混凝土因長(zhǎng)時(shí)間受此不利因素影響往往會(huì)產(chǎn)生裂縫,導(dǎo)致構(gòu)件承載力降低等嚴(yán)重的工程質(zhì)量缺陷。

為確保礦建工程在安全的前提下能夠按質(zhì)保量完成,管理礦建工程需要同時(shí)具備技術(shù)與管理技能。管理因素貫穿整個(gè)礦建工程的各個(gè)環(huán)節(jié),制定方案、組織人員、準(zhǔn)備材料、現(xiàn)場(chǎng)施工及質(zhì)量監(jiān)督都需要提出科學(xué)合理且具體可行的管理措施。具體的技術(shù)與管理措施最終要落實(shí)到人的實(shí)施,礦建工程施工應(yīng)強(qiáng)化組織管理,以人為中心,提高所有參與人員的素質(zhì)與質(zhì)量意識(shí)。礦建工程的責(zé)任主體、決策者、管理者和實(shí)施者都是人,而人具有能動(dòng)性、開(kāi)創(chuàng)性和不穩(wěn)定性,礦建工程質(zhì)量直接受人的影響,因此人是引發(fā)礦建工程質(zhì)量缺陷的首要因素[4]。

礦建工程的提出、設(shè)計(jì)、施工和使用涉及到設(shè)計(jì)單位、施工單位、質(zhì)量監(jiān)督單位和建設(shè)單位[5]。礦建工程實(shí)施前,設(shè)計(jì)單位需做出合理的指導(dǎo)方案,方案有誤或不完整都可引發(fā)后續(xù)的質(zhì)量缺陷。如煤層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不對(duì)稱而造成使用過(guò)程中受力不均勻；前期地質(zhì)勘探不充分而將井塔和井架基礎(chǔ)置于未經(jīng)處理的松軟土層；煤倉(cāng)結(jié)構(gòu)尺寸大而未按技術(shù)要求設(shè)置伸縮縫等。

3 礦建工程質(zhì)量缺陷控制措施研究

礦建工程涉及環(huán)節(jié)及準(zhǔn)備工作比較多,有時(shí)不同種類的工程平行或交叉作業(yè)，因此,前期準(zhǔn)備工作對(duì)礦建工程質(zhì)量控制至關(guān)重要。在礦建工程施工前,應(yīng)對(duì)各環(huán)節(jié)各階段的工作有一個(gè)總體把握,并作出周密計(jì)劃和詳盡安排,針對(duì)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及早制定對(duì)策進(jìn)行預(yù)防控制。眾所周知,任何問(wèn)題出現(xiàn)前都會(huì)表現(xiàn)出異常征兆,即出現(xiàn)礦建工程質(zhì)量缺陷前也會(huì)表現(xiàn)出一定的前期征兆。如果能及早識(shí)別質(zhì)量缺陷前期征兆并準(zhǔn)確找出誘發(fā)因素,采取相應(yīng)的控制措施阻止問(wèn)題繼續(xù)擴(kuò)大,不但可保障安全施工,而且還能節(jié)省很多不必要的財(cái)力、物力和人力投入。

3.1 前期質(zhì)量缺陷控制措施研究

礦建工程龐大且復(fù)雜,各項(xiàng)工作涉及面廣,工程結(jié)構(gòu)類型及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)多且施工方法不同,建設(shè)周期長(zhǎng),受自然地質(zhì)條件影響大,前期質(zhì)量控制難度大。因此,礦建工程前期質(zhì)量缺陷控制措施應(yīng)從辯證統(tǒng)一的前期準(zhǔn)備、投資保障和安全管理三個(gè)角度深入。圖1為礦建工程質(zhì)量缺陷前期控制措施的辯證統(tǒng)一關(guān)系。

圖1 礦建工程質(zhì)量缺陷前期控制措施辯證統(tǒng)一關(guān)系圖Fig.1 Dialectical unity of preliminary control for quality defects in mine construction projects

只有在充分的前期準(zhǔn)備工作保障下,礦建工程施工過(guò)程才能有序而不顧此失彼[6]。投資到位可在施工過(guò)程中控制建設(shè)方不能隨意更改資金計(jì)劃,整個(gè)礦建工程不會(huì)因?yàn)橥顿Y變化而引發(fā)質(zhì)量缺陷。任何生產(chǎn)活動(dòng)都應(yīng)把安全放在首位,施工人員在良好的安全措施保障下才能全身心投入礦建工程施工中,減少因精神不集中而造成的質(zhì)量缺陷。

3.2 施工階段質(zhì)量缺陷監(jiān)督管理控制措施研究

施工階段是礦建工程質(zhì)量缺陷的形成期,這一時(shí)期的工程管理和監(jiān)督對(duì)控制工程質(zhì)量至關(guān)重要。如果施工過(guò)程中構(gòu)筑井筒、煤倉(cāng)等特殊工程的混凝土配比不合適,結(jié)構(gòu)形成后，強(qiáng)度、剛度不符合功能要求,不僅返工浪費(fèi)材料,增加成本,嚴(yán)重的還可能導(dǎo)致井筒、煤倉(cāng)報(bào)廢或人員傷亡。因此,質(zhì)量監(jiān)督單位擔(dān)當(dāng)著重要的質(zhì)量監(jiān)督角色,必須認(rèn)真負(fù)責(zé)地對(duì)材料設(shè)備供應(yīng)、現(xiàn)場(chǎng)施工單位及人員做好質(zhì)量監(jiān)督工作,防止出現(xiàn)質(zhì)量缺陷,保證工程實(shí)體質(zhì)量。

我國(guó)有嚴(yán)格的礦建工程質(zhì)量監(jiān)督管理制度,礦建工程驗(yàn)收投入使用前,政府質(zhì)量監(jiān)督管理機(jī)構(gòu)要進(jìn)行檢驗(yàn)與核查,對(duì)于檢查出的不合格工程,需要在保證結(jié)構(gòu)安全和使用功能的前提下返修,直至檢驗(yàn)合格。返工不僅消耗人力、物力和財(cái)力,增加成本,延誤工期,而且有些無(wú)法修復(fù)的工程存在使用上的功能及安全隱患。礦建工程完工后,可能因?yàn)闄z測(cè)設(shè)備功能限制而使部分隱蔽性工程無(wú)法檢測(cè),留下質(zhì)量隱患影響正常使用。施工階段質(zhì)量缺陷監(jiān)督管理控制措施見(jiàn)圖2。

圖2 施工階段質(zhì)量缺陷監(jiān)督管理控制措施簡(jiǎn)圖Fig.2 Supervision, management and control of quality defects in the construction stage

4 結(jié)束語(yǔ)

礦建工程質(zhì)量缺陷是人、技術(shù)、地質(zhì)條件和管理等多方面因素相互作用及影響的結(jié)果,只強(qiáng)調(diào)某一單個(gè)因素而忽視其他多方面因素都不能控制好質(zhì)量缺陷。分析礦建工程質(zhì)量缺陷出現(xiàn)的原因及研究對(duì)應(yīng)的控制措施能夠有效預(yù)防礦建工程質(zhì)量缺陷,對(duì)促進(jìn)我國(guó)煤炭行業(yè)安全生產(chǎn)具有一定的積極推動(dòng)作用。