毗河供水一期工程東禪支渠小斷面隧洞鋼筋混凝土襯砌施工質量控制

胡 洪 鑫， 劉 金 平， 林 偉 明， 張 鵬

(中國水利水電第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

四川省都江堰灌區毗河供水一期工程東禪支渠共有隧洞9個，總長1 525.41 m(Ⅳ類圍巖1 230.57 m，Ⅴ類圍巖294.84 m)，其中最長隧洞為369.55 m，最短隧洞為73.35 m。各隧洞為統一城門洞型標準斷面，設計流量2 m3/s，設計坡降1/1 000，設計水深1.03 m，最大凈寬1.5 m，最大凈高1.8 m。Ⅳ、Ⅴ類圍巖鋼筋混凝土襯砌形式一致，邊墻和底板均為30 cm厚W4F50C20鋼筋混凝土，其斷面形式見圖1。

相較于中、大斷面隧洞，東禪支渠小斷面引水隧洞具有其自身特點，主要體現在以下三個方面：

洞內環境方面：隧洞斷面小，在工序不變的情況下，施工中各工序間相互影響更大；另外，因小隧洞本身投資造價低，為降低施工成本必須加快速度，如何在確保質量的前提下進行是一大難題。

圖1 東禪支渠小斷面隧洞典型斷面圖

作業人員方面：小斷面引水隧洞空間有限(斷面積不足10 m2)，大型機械設備無法進入，造成洞內施工作業人員勞動強度高且更易產生疲勞，容易存在“重生產輕質量”的不良現象。

質量管理方面：小斷面隧洞單位長度的鋼筋及混凝土等成品工程量小，投資造價低，造成施工利潤薄，施工作業人員積極性低的局面，因此，在質量管理方面易出現懈怠。

對于引水工程，混凝土襯砌質量控制是關鍵。為確保施工質量受控，需要在隧洞鋼筋混凝土襯砌過程中對各工序質量予以重點關注和控制。

2 總體質量控制

東禪支渠小斷面引水隧洞的特點決定了鋼筋混凝土襯砌質量管控存在較大難度。為保證隧洞鋼筋混凝土襯砌的施工質量，項目部采取了以下措施進行質量控制：

一是嚴格控制主要工序施工，做好工序統籌，盡量減少交叉影響。該渠道隧洞主要加強了對鋼筋安裝、混凝土澆筑兩道工序的控制，重點協調解決了以下問題：多倉號同時作業的情況下，基礎清理與鋼筋安裝之間的交叉、鋼筋安裝與其他倉號混凝土澆筑之間的交叉等，合理安排相應工序的人員數量成為其中的關鍵。

二是優化施工方案，盡量減少作業人員的高強度體力勞動，為襯砌質量提供人員及技術保障。該渠道隧洞進行的方案優化主要有：將鋼筋、模板、泵管等材料由原來的人工搬運優化為特別定制小型運輸設備轉運；將長度超300 m的隧洞由單頭澆筑優化為雙頭澆筑；通常，底板、邊頂拱的鋼筋安裝采取分別安裝方式，但由于隧洞斷面小，分別安裝對后期邊頂拱鋼筋材料的運輸影響嚴重，材料損耗較大，優化后對底板、邊頂拱鋼筋采取了整體安裝方式等。通過優化，節省了大量人力，不僅加快了工程進度，更有利于質量保障。

三是建立健全了質量管理體系，明確了各方職責，加強了施工過程中的監控。該工程結合項目的實際情況，建立健全了質量管理組織，制定了相應的質量管理制度，對質量管理進行了獎懲控制；進場的原材料及中間產品經復測合格、上報監理復核同意后方可使用；對于檢測不合格的材料堅決予以清場；嚴格執行“三檢”制，真實、準確、完整記錄現場驗收過程，從工序上把好質量關。

3 各工序施工質量控制

東禪支渠小斷面引水隧洞混凝土襯砌的施工工序包括基礎清理、鋼筋制安、模板支撐、止水帶安裝、混凝土制備、混凝土澆筑和混凝土養護等。

3.1 基礎清理施工質量的控制

該支渠隧洞巖性主要為砂巖，隧洞基巖面由人工撬鑿松動塊石并清運浮渣，用風水槍聯合沖洗巖面至干凈且保持巖面濕潤直至混凝土開倉。

3.2 鋼筋制安施工質量的控制

因小斷面隧洞空間相對狹小，施工工序繁瑣，洞內操作難度大，導致施工效率較低，易產生質量控制懈怠，因此，鋼筋制安的質量控制極為重要。

鋼筋制作：在加工廠進行。加工鋼筋以澆筑倉號為單元，依據施工圖紙及《水工混凝土鋼筋施工規范》DL/T 5169-2013編制鋼筋加工下料單，復核后進行制作；依據下料單選取原材料進行加工制作；成品經質檢員驗收合格后轉入成品區分類堆放、標識。成品出廠前，依據下料單逐項清點，確認無誤后，用小型運輸車運至現場安裝。

鋼筋安裝：先放出中線、高程等控制點，根據控制點，利用預埋的錨筋布設鋼筋網骨架，最后在骨架上鋪設分布鋼筋。鋼筋由人工綁扎，綁扎時用扎絲梅花形間隔扎結，鋼筋保護層調整好后墊設預制混凝土塊，用電焊加固骨架并確保牢固[1]。

鋼筋驗收：制安完成后，實行“三檢制”驗收，驗收時用全站儀對底板鋼筋高程進行校對，并按照圖紙要求對保護層進行驗收。

3.3 模板支撐施工質量的控制

因隧洞斷面小，施工時不建議使用鋼模臺車，而使用簡易組合型鋼模。組合鋼模的特點是輕便、小巧、運輸簡單。施工過程中其安裝質量的好壞是決定混凝土襯砌外觀質量的關鍵。

在進行鋼模組合前，應對鋼模上存在的混凝土殘渣進行處理、打磨并噴灑脫模劑，防止脫模后出現蜂窩麻面及混凝土粘結脫皮。

在底板襯砌完成后，采用人工或小型運輸設備將組合型鋼模搬移至隧洞中央分倉接頭處。模板安裝前，在洞內由測量人員放出襯砌斷面的準確位置，用型鋼進行臨時支撐，特別注意加強模板內撐，防止跑模后出現錯臺等質量缺陷。

3.4 止水帶安裝質量的控制

隧洞采用651型橡膠止水帶，止水的結構形式、尺寸應符合工程設計圖紙的規定。止水帶安裝時應固定在擋頭模板上，先安裝一端并用專用夾具固定和保護，以防止混凝土施工時變形和撕裂[2]。止水帶安裝位置應準確，其中心應與伸縮縫重合。橡膠接頭粘結前，先對接頭表面進行清刷、打毛，粘結采用專用粘結膠。

3.5 混凝土制備施工質量的控制

因隧洞斷面小，部分短隧洞混凝土需求量小，加之施工道路因素影響，施工現場使用的混凝土分別為外購商品混凝土和現場自拌混凝土。

3.5.1 商品混凝土質量控制

選擇商品混凝土供應商時應由專業人員對供應商進行考察。考察時不要只局限于價格、供應等方面，應根據實際情況選擇信譽好、資質高的供應商，并考慮地理位置是否能保證運輸期間的混凝土質量。應深入其攪拌基地、攪拌站試驗室對原材料控制、使用及配合比設計、試配、成型、養護、試壓等一系列控制條件和手段進行考察，看其能力是否滿足工程對商品混凝土使用的控制要求。

3.5.2 自拌混凝土質量控制

把好原材料的進貨檢驗關，包括原材料送檢、分類堆放及掛牌標識，以避免混淆誤用。同時采用對骨料堆存場地進行硬化、分倉隔離堆放等措施防止骨料混倉。

嚴格按試驗室開具、經監理工程師批準的混凝土配料單進行配料；用水量應根據混凝土運輸距離、氣溫變化、砂石料含水量等因素的變化進行調整，確保混凝土坍落度滿足設計要求；對稱量系統進行定期檢查、校正，將其誤差控制在規范允許的范圍內；保證混凝土拌和時間滿足規范要求[2]。

3.5.3 入倉前混凝土質量控制

混凝土到場后應進行嚴格的驗收，混凝土出廠至卸貨期間不能出現離析現象，不得添加其他成分，特別需要注意避免出現駕駛員隨意往混凝土運輸車內加水的現象。

3.6 混凝土入倉施工質量的控制

因隧洞斷面狹小、操作空間有限，現場采用先襯砌隧洞底板，然后襯砌隧洞邊頂拱的施工順序。

洞口架設HBT60型混凝土輸送泵，對于不超過300 m長的隧洞可在隧洞一側一次性襯砌完成；對于超過300 m長的隧洞采用從隧洞兩側分兩次完成襯砌的方式。每次輸送混凝土前，應先輸送1∶1或1∶2的水泥砂漿潤管，潤管的同時關注輸送泵工作是否正常。

底板襯砌：采用后退法，每12 m分倉。混凝土入倉后采用人工鋪攤，鋪料厚度不大于60 cm。止水部位的混凝土應充分振搗密實，以保證其完整地嵌入混凝土中，達到止水的目的。

邊頂拱襯砌：仍為每12 m一倉。混凝土澆筑時，洞內應留專門人員時刻關注泵管和模板的工作情況并做出現場同步實施記錄。若出現堵管、跑模、漏漿情況，應立即通知洞外人員停止澆筑。兩側混凝土應均衡上升，兩側混凝土的上升高度差不得超過50 cm。嚴格控制混凝土的塌落度，在拌和時可加入適量的泵送劑以保證混凝土的入倉能力。控制泵管出口距澆筑工作面的高度，防止高差過大而使混凝土產生骨料分離[3]。在澆筑過程中，將檢查管埋設于實際開挖高程的最高處，待檢查管有漿液流出時即可。

混凝土澆筑應保持連續性。不準在倉號加水，不準不合格的混凝土入倉。

3.7 混凝土振搗施工質量的控制

小斷面隧洞混凝土襯砌過程中的混凝土振搗是決定混凝土內在質量好壞的關鍵點和難點。為保證振搗質量，同時避免在振搗時模架出現偏移，現場需采取多層兩側同時振搗的方法。振搗時，單側振搗厚度不超過50 cm，插入振搗棒的深度與分層厚度一致，做到振搗棒快插慢抽，一般情況下振動時間為20～30 s，最短絕不允許少于10 s[4]。對每一振搗部位，必須振動到密實為止。振搗時，振搗人員需注意掌握好振搗尺度，不宜超振或欠振，欠振將產生氣泡，超振會使混凝土析水，容易產生水漬和出現混凝土表面含砂量過大的現象。在振搗過程中，應指派專人負責模板、鋼筋及其他預制埋件的維護，防止模板變形、鋼筋和預制埋件移位。

3.8 模板拆除施工質量的控制

當混凝土達到拆模強度時，先拆除兩頭的擋頭模板，然后拆除側墻模板和頂模。模板拆除后，應檢查其外觀，若出現氣泡、蜂窩、麻面、裂縫和錯臺等質量缺陷，在監理工程師同意的條件下應立即進行修復。

3.9 混凝土養護施工質量的控制

模板拆除后，應由專人定期對成型混凝土進行灑水養護，養護時間不少于14 d并對養護過程作詳細記錄。

3.10 混凝土缺陷修補施工質量的控制

(1)外漏鋼筋頭的處理。使用電動手持砂輪機將超出混凝土表面的鋼筋切除并打磨到混凝土內1～2 mm處，然后用清水沖洗干凈，最后使用干硬性混凝土填實并壓實！

(2)表面麻面、蜂窩、氣泡的處理。處理前，應將混凝土表面松動的碎塊、殘渣等由人工清除至母體密實面，鑿毛呈斜坡狀，然后使用高壓水槍對其進行清洗，再用丙乳水泥漿(丙乳∶水泥=1∶1.5)涂底，要求涂刷薄且均勻，不得出現漏涂和超涂，用手觸摸感覺有粘性后，采用與母體顏色相近的丙乳砂漿收面處理[5](該丙乳砂漿配合比應由現場專業人員比對母體進行多次調整，直至其顏色與母體混凝土顏色一致后方可使用)。

(3)錯臺、掛簾的處理。對于拆模后出現的錯臺、掛簾現象，應由人工進行打磨處理，打磨時注意由下而上將其打磨成微傾斜面并檢查模板、分析錯臺出現的原因，防止下倉出現類似的情況。

4 結 語

現階段，我國仍處于南北方水資源嚴重失調的狀態，引水工程項目必定會是水電行業的發展趨勢。在灌溉引水工程中，小斷面隧洞不可避免。我們應當結合當地的實際情況，深入了解小斷面隧洞施工的特點和難點，克服因斷面小而造成的施工質量控制困擾。筆者認為：通過以上小斷面隧洞各工序質量控制措施，能夠將隧洞鋼筋混凝土襯砌質量提高一個臺階，對工程質量管控起到關鍵作用。