關(guān)于隧道襯砌單元化質(zhì)量管控的研究

王君樓

（京昆高速鐵路西昆有限責(zé)任公司，重慶 400023）

0 引言

隧道由于存在大量的隱蔽工程，質(zhì)量安全管控一直是工程建設(shè)中的難點和重點，尤其高速鐵路，隧道質(zhì)量直接關(guān)系行車的安全和旅客的生命，質(zhì)量安全是鐵路建設(shè)的永恒主題，是鐵路建設(shè)持續(xù)健康發(fā)展的重要保障。2017 年，中國鐵路總公司印發(fā)《鐵路建設(shè)項目質(zhì)量安全紅線管理規(guī)定》的通知（鐵總建設(shè)〔2017〕310 號），加強了施工質(zhì)量管控。為實現(xiàn)鐵路建設(shè)長治久安和高質(zhì)量發(fā)展，需要更新施工工藝，確保施工質(zhì)量，同時對隧道施工必須探索新的管理理念，力爭施工過程中控制施工成本、減少缺陷，并能及時發(fā)現(xiàn)缺陷進(jìn)行快速有效的整改。本文提出隧道襯砌單元化質(zhì)量管理方法，供各隧道建設(shè)者借鑒。

1 襯砌單元化管理的定義題

隧道每板二襯單元以施工縫為界，綁扎鋼筋和澆筑，具有完整的防排水系統(tǒng)，每板二襯相對獨立。隧道拱墻襯砌單元化質(zhì)量管控，即以每板隧道拱墻襯砌為一個單元，化整為零，從混凝土澆筑等各項數(shù)據(jù)入手進(jìn)行分析，實施現(xiàn)場質(zhì)量管控；同時建立隧道質(zhì)量驗收辦法，從實體工程質(zhì)量檢測、缺陷驗證、缺陷整治、驗收等方面明確管理要求，形成一整套關(guān)于隧道施工、克缺、驗收的管理體系。

2 襯砌單元化管理方式

2.1 隧道拱墻襯砌編號管理

1）每模拱墻襯砌一個編號，以環(huán)向施工縫為界，特殊斷面未施工的預(yù)留編號，施工后標(biāo)注。編號標(biāo)注采用紅色噴漆噴于隧道左側(cè)（線路方向）邊墻混凝土表面的中間位置，距離仰拱填充既有混凝土頂面約 1.5 m。編號以簡潔明了為原則，可以參考成昆鐵路如下襯砌編號方式：

①隧道進(jìn)口工區(qū)：洞口第一模編為“JK001”，依次向隧道內(nèi)類推“JK002”……；

②隧道出口工區(qū)：洞口第一模編為“CC001”，依次向隧道內(nèi)類推“CC002”……；

③隧道一號斜井工區(qū)：從與正洞交叉口處位置，向成都方向第一模為“X1C001”，依次向隧道小里程類推“X1C002”……；向昆明方向第一模為“X1K001”，依次向隧道大里程類推“X1K002”……；隧道二號斜井工區(qū)將 X1K 改為 X2K 或 X1C 改為 X2C，后邊的順序號從 001 向后編。

2）將拱墻襯砌每一條環(huán)向施工縫的準(zhǔn)確里程以施工縫為中心標(biāo)示在施工縫處，里程需測量放線，數(shù)值精確到一位小數(shù)。

2.2 記錄施工關(guān)鍵環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)

目前隧道為了防止二襯脫空及空洞，采取了拱頂帶模注漿和滑槽逐窗入模分層澆筑工藝；在襯砌臺車埋設(shè)溢漿管、控制拱頂振搗器振搗時間，能比較好地控制空洞，但是存在注漿量不好把握，沒有標(biāo)準(zhǔn)等問題。隧道襯砌單元化管理要求二襯施作前測量每組襯砌初支斷面，核算每組混凝土方量，記錄每組隧道拱墻襯砌及帶模注漿施工情況。

1）每組拱墻襯砌施作前須測量出初期支護(hù)斷面，斷面間距應(yīng)根據(jù)具體情況控制，并核算出每組需澆筑的混凝土方量，將此核算出的澆筑方量在二襯澆筑前提供給現(xiàn)場二襯施工管理人員和拌合站管理人員。

2）鋪掛無紡布和防水板前測量檢查初期支護(hù)欠挖情況，形成書面資料。現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)欠挖時，安排專人及時處理，欠挖未處理完，不得進(jìn)行鋪掛無紡布和防水板作業(yè)，針對欠挖檢查、處理形成記錄備查，杜絕拱墻襯砌混凝土厚度不足。

3）二襯臺車澆筑前按規(guī)定埋設(shè)溢漿管，并對溢漿管埋設(shè)與否、埋設(shè)長度、是否到位進(jìn)行檢查。混凝土拱墻襯砌澆筑沖頂時檢查溢漿管是否溢漿，二襯澆筑振搗時記錄拱頂振搗器每次振搗時間。

4）專人記錄二襯施工現(xiàn)場每組拱墻襯砌混凝土和帶模注漿情況，拌合站臺賬做好混凝土的澆筑里程及襯砌單元記錄。

2.3 數(shù)據(jù)的比對分析

通過對比每組拱墻襯砌設(shè)計混凝土澆筑方量（含設(shè)計預(yù)留變形量）、初支斷面核算混凝土方量、拌合站發(fā)送混凝土方量、實際澆筑混凝土方量之間的關(guān)系，并統(tǒng)計拱頂帶模注漿量，通過各項數(shù)據(jù)的對比，生成相關(guān)信息的時態(tài)曲線，分析澆筑混凝土方量異常的襯砌段落，查找拱墻襯砌可能出現(xiàn)的脫空、厚度不足等質(zhì)量缺陷，為檢測質(zhì)量缺陷提供一定的依據(jù)。

以下用成昆鐵路某隧道一段二襯澆筑的數(shù)據(jù)情況（見表 1、圖 1～圖 3）進(jìn)行分析示例。

1）從圖 1 可以看出，根據(jù)統(tǒng)計分析：比值分為＜1.1、1.1～1.2、1.2～1.25 和＞1.25 四類，其中大部分?jǐn)?shù)據(jù)集中在 1.1～1.2 之間，認(rèn)為比值在 1.1～1.2 之間為正常的。

2）拱墻襯砌設(shè)計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量變化很大，當(dāng)兩個曲線趨于一致并比值較小時，這是實際澆筑量與設(shè)計澆筑量相吻合的狀態(tài)，說明超挖量小和混凝土澆筑工藝比較穩(wěn)定。

3）通過幾板二襯施工的結(jié)論比值，定出二襯管理的目標(biāo)值。

4）數(shù)據(jù)還可以結(jié)合現(xiàn)場檢測情況來統(tǒng)一分析，將檢測合格的比值歸一類，檢測存在缺陷的歸一類，通過大量數(shù)據(jù)（建立一個數(shù)據(jù)庫）統(tǒng)計得出合格二襯的比值，為下一步數(shù)據(jù)的應(yīng)用提供依據(jù)。

2.4 混凝土澆筑后的及時總結(jié)

每板襯砌澆筑完后，立即組織相關(guān)人員對該單元襯砌設(shè)計混凝土方量、初支施工完成后測量核算澆筑方量、實際澆筑方量、拌合站發(fā)料方量及帶模注漿方量進(jìn)行分析，尤其對數(shù)據(jù)異常的襯砌單元重點進(jìn)行分析，找出原因；每個月對所有澆筑的襯砌進(jìn)行全面分析，列出澆筑數(shù)據(jù)異常單元，及時進(jìn)行缺陷核查，形成月度總結(jié)分析材料。

3 隧道襯砌單元化質(zhì)量驗收

當(dāng)前隧道施工工藝和作業(yè)環(huán)境，導(dǎo)致隧道不可避免地存在一些施工質(zhì)量缺陷，在隧道施工完后，應(yīng)及時復(fù)檢復(fù)測，將質(zhì)量缺陷整治驗收合格并銷號。

表1 隧道拱墻襯砌及帶模注漿施工情況統(tǒng)計表

圖1 拱墻襯砌每組設(shè)計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量比值趨勢圖

圖2 拱墻襯砌每組拱墻襯砌設(shè)計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量對比趨勢圖

3.1 質(zhì)量檢驗

隧道二襯施工完成后，應(yīng)及時組織進(jìn)行質(zhì)量檢驗，采取施工單位自檢、監(jiān)理單位現(xiàn)場檢查、第三方檢測單位檢驗等多種形式，對缺陷問題核定包括發(fā)現(xiàn)問題單位及時間、問題的存在單元、驗證過程（是否驗證）、缺陷問題的描述等內(nèi)容。對隧道疑似缺陷問題驗證，還需要補充無損檢測和取芯驗證的相關(guān)資料。建立隧道缺陷問題庫，并將梳理后的問題按襯砌單位進(jìn)行分類管理。

3.2 缺陷整治

將隧道缺陷問題作為“新增的單位工程”，以隧道每個襯砌單元為單位，編制整個襯砌單元的缺陷整治方案。按照“隧道襯砌質(zhì)量缺陷整治圖”開展質(zhì)量缺陷整治，以隧道襯砌單元為整治單位，將其一個單元上的缺陷進(jìn)行統(tǒng)一管理和整治，質(zhì)量缺陷整治前編制該單元統(tǒng)一的針對性缺陷整治方案，并審批通過。

圖3 隧道拱墻襯砌每延米設(shè)計混凝土方量與實際澆筑混凝土方量對比趨勢圖

對隧道問題處理過程進(jìn)行全程記錄確認(rèn)，做好混凝土鑿除、缺陷整治模板檢查、鋼筋檢查、混凝土澆筑、混凝土防碳化層施工、隧道回填注漿施工等記錄，建立對應(yīng)的缺陷問題整治檔案，一問一檔，檔案中將每模拱墻襯砌編號納入，便于現(xiàn)場查找、核對。

3.3 復(fù)檢驗收

質(zhì)量缺陷驗收按照隧道襯砌單元化（即以每組襯砌為一個單元）質(zhì)量管控的要求開展，整治完成自檢合格后，向監(jiān)理和第三方檢測單位申報問題復(fù)檢，現(xiàn)場復(fù)檢合格后，再申請質(zhì)量缺陷整治驗收并銷號，復(fù)檢復(fù)測過程留存全部的書面資料和現(xiàn)場實施的影像資料備查。可多個單元同時驗收，形成驗收記錄。

4 結(jié)語

1）隧道襯砌單元化管理應(yīng)用“化整為零”“化繁為簡”理念，抓住隧道襯砌澆筑的關(guān)鍵和核心，從對數(shù)據(jù)分析入手，明確每單元混凝土的澆筑量，用混凝土澆筑量和帶模注漿量來控制，確定澆筑目標(biāo)值，達(dá)到消除隧道襯砌空洞、強度不足等缺陷。

2）通過澆筑數(shù)據(jù)分析，結(jié)合檢驗批劃分，判明每個二襯單元混凝土澆筑質(zhì)量，迅速定位存在缺陷的二襯單元，以其作為獨立的“單位工程”，進(jìn)行缺陷整治和驗收。

3）隧道襯砌單元化管理體現(xiàn)了工程精細(xì)化管理思路，掌握實際混凝土澆筑量和設(shè)計澆筑量的差值，控制了超欠挖，確定出二襯管理目標(biāo)值，對各工區(qū)作業(yè)隊伍起到激勵約束作用，促使作業(yè)隊伍全力提高隧道開挖、二襯澆筑等施工水平，為項目部成本管理提出極其有價值的指導(dǎo)。

4）本文僅以襯砌拱墻作為舉例分析，同理可將隧道仰拱納入其單元化管理范疇。

5）當(dāng)前信息化飛速展，施工過程中保存了大量的施工過程數(shù)據(jù)，但目前并沒有對這些數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析和處理，如何對這些海量的施工數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，提煉對工程管理有用的信息，是當(dāng)前建設(shè)工作者面臨的一個課題。

隨著目前鐵路隧道機械化施工的大力推廣，結(jié)合隧道質(zhì)量襯砌單元化管理理念，必將提高隧道施工質(zhì)量，改變隧道施工進(jìn)度慢、管理水平低、施工效益低等問題，從而大力提升我國隧道修建水平，創(chuàng)立中國隧道修建和管理辦法。 Q