深中通道西人工島現(xiàn)澆隧道鋼筋工程精細(xì)化管理

劉昊檳，王朔，王從李，鄭偉濤

（1.中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461；2.中交一航局第一工程有限公司，天津 300456）

1 工程概況

深中通道西人工島主線段現(xiàn)澆隧道全長(zhǎng)475 m，設(shè)計(jì)使用壽命100 a。隧道結(jié)構(gòu)頂板厚140～160 cm，底板厚80～150 cm，側(cè)墻厚60～150 cm，中隔墻厚80～100 cm，橫斷面寬46～74.84 m。隧道平面總體呈喇叭形，斷面形式為兩孔一管廊結(jié)構(gòu)，設(shè)置2.98%縱坡。為滿足承載及構(gòu)造要求，隧道結(jié)構(gòu)配筋復(fù)雜，大直徑鋼筋應(yīng)用多[1]，典型斷面配筋形式見(jiàn)圖1。

鋼筋工程是質(zhì)量控制的關(guān)鍵點(diǎn)之一，其質(zhì)量?jī)?yōu)劣將直接影響結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)使用壽命。由于深中通道西人工島島上隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，配筋繁雜，鋼筋工程質(zhì)量管理的難度加大。為確保工程內(nèi)在品質(zhì)，工程實(shí)施過(guò)程中，以精細(xì)化理念全過(guò)程管理鋼筋工程質(zhì)量[2]，并取得了較好的成效。

2 鋼筋工程質(zhì)量通病概述

大型現(xiàn)澆隧道鋼筋工程一般配筋相對(duì)復(fù)雜，安裝工程量大，操作過(guò)程復(fù)雜，控制要點(diǎn)多，質(zhì)量問(wèn)題一般有以下幾點(diǎn)：

圖1 隧道結(jié)構(gòu)橫剖面配筋局部示意圖Fig.1 Local schematic diagram of reinforcement in section of tunnel structure

1）鋼筋安裝過(guò)程中存在碰撞沖突，無(wú)法安裝或安裝后不符合要求。

2）鋼筋絲頭加工不符合要求，存在長(zhǎng)度不足、缺牙、端頭打磨不平整等問(wèn)題。

3）鋼筋絲頭連接存在套筒不居中，絲頭未對(duì)頂?shù)痊F(xiàn)象。

4）鋼筋間距合格率偏低，外觀質(zhì)量較差。

5）鋼筋骨架尺寸超差。

6）鋼筋保護(hù)層厚度超出偏差范圍，保護(hù)層厚度過(guò)小將降低結(jié)構(gòu)耐久性；保護(hù)層厚度過(guò)大，影響結(jié)構(gòu)受力性能，導(dǎo)致混凝土表面存在裂縫。

7）綁扎鉛絲外伸，侵入鋼筋保護(hù)層，形成銹蝕通道。

以上質(zhì)量通病，均會(huì)造成質(zhì)量隱患，降低結(jié)構(gòu)耐久性及使用壽命。為解決鋼筋工程質(zhì)量通病，消除質(zhì)量隱患，深中通道西人工島現(xiàn)澆隧道施工過(guò)程中制定了一系列措施，從細(xì)節(jié)著手，以精細(xì)化管理提升鋼筋工程施工質(zhì)量[3-5]。

3 鋼筋加工質(zhì)量控制

3.1 鋼筋原材

1）鋼筋原材選購(gòu)時(shí)，選擇資質(zhì)齊全，相關(guān)質(zhì)量、安全、環(huán)境認(rèn)證體系完備的鋼筋生產(chǎn)廠家進(jìn)行采購(gòu)，且必須質(zhì)保資料（產(chǎn)品合格證，檢測(cè)證明等）齊全。

2）鋼筋材料進(jìn)場(chǎng)后，材料員、施工員及質(zhì)量員對(duì)鋼筋外觀及質(zhì)保資料進(jìn)行檢查審核，符合要求后由試驗(yàn)員取樣檢測(cè)，合格后方可使用。

3）鋼筋原材堆放點(diǎn)保證地質(zhì)堅(jiān)硬、干燥防潮，同時(shí)支墊離地≥30 cm，防止鋼筋原材銹蝕。堆放時(shí)分規(guī)格碼放，并做好鋼筋原材信息（鋼號(hào)、爐號(hào)、規(guī)格、檢測(cè)結(jié)果等）標(biāo)識(shí)。

3.2 鋼筋下料

鋼筋下料是鋼筋加工及安裝的基礎(chǔ)，關(guān)系到鋼筋加工損耗及安裝質(zhì)量，是鋼筋工程中的嚴(yán)控要點(diǎn)。鋼筋下料需要兼顧合規(guī)性、便捷性和經(jīng)濟(jì)性，力求每根鋼筋長(zhǎng)度及形式都是最優(yōu)解。

1）鋼筋下料前仔細(xì)審閱施工圖紙，參照國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)及地方規(guī)范，確定鋼筋形式及尺寸。采用BIM三維建模方法對(duì)鋼筋布置及預(yù)埋件埋設(shè)等進(jìn)行碰撞檢查，將無(wú)法安裝的部位報(bào)請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)單位優(yōu)化調(diào)整。

2）主體結(jié)構(gòu)鋼筋盡可能采用原材長(zhǎng)度鋼筋，以降低加工損耗[6]。多根鋼筋連接時(shí)，分段鋼筋雙頭套絲類型一致，避免施工現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行方向調(diào)整，造成施工不便。

3）結(jié)構(gòu)截面尺寸變化位置，對(duì)控制鋼筋保護(hù)層的鋼筋采取一根一尺寸的方式進(jìn)行配料；對(duì)不控制鋼筋保護(hù)層的鋼筋采取同尺寸分組的方式進(jìn)行配料。

4）鋼筋下料完成后，實(shí)行多級(jí)復(fù)核制再予以加工，避免因鋼筋尺寸、型號(hào)等錯(cuò)誤導(dǎo)致鋼筋加工錯(cuò)誤，造成材料浪費(fèi)。

3.3 鋼筋加工

西人工島現(xiàn)澆隧道采用鋼筋直螺紋連接工藝，鋼筋加工涉及到鋸切、套絲、打磨、焊接等工序。為確保加工質(zhì)量，針對(duì)每一步加工、檢驗(yàn)及保護(hù)制定相應(yīng)的操作規(guī)程，并嚴(yán)格執(zhí)行[7]。

1）鋼筋加工實(shí)行“首檢制”，即施工員及質(zhì)量員對(duì)首批鋼筋剛開(kāi)始或者過(guò)程發(fā)生改變（如人員變動(dòng)、材料更換、設(shè)備調(diào)整等）后連續(xù)加工的3～5件鋼筋半成品進(jìn)行檢驗(yàn)，合格后再批量生產(chǎn)。對(duì)于直螺紋絲頭加工長(zhǎng)度，應(yīng)對(duì)端部打磨進(jìn)行試驗(yàn)，并將打磨長(zhǎng)度計(jì)入絲頭總加工長(zhǎng)度。

2）每根鋼筋加工完成后，施工作業(yè)人員對(duì)鋼筋加工質(zhì)量進(jìn)行自檢，做到不漏檢，不虛檢。檢驗(yàn)完成后，在鋼筋上做好生產(chǎn)臺(tái)班信息，做到加工人員可追溯。

3）鋼筋直螺紋絲頭檢驗(yàn)用具，應(yīng)定期校驗(yàn)，防止長(zhǎng)期磨損導(dǎo)致公差偏大，進(jìn)而影響絲頭安裝質(zhì)量。同時(shí)，各批次進(jìn)場(chǎng)的直螺紋套筒應(yīng)提前采樣對(duì)螺紋及螺徑進(jìn)行檢查，避免套筒與絲頭制作公差累計(jì)導(dǎo)致安裝質(zhì)量下降。

4）每批次鋼筋加工完成后，由施工員、質(zhì)量員及監(jiān)理分別對(duì)鋼筋加工質(zhì)量進(jìn)行檢驗(yàn)。對(duì)照?qǐng)D紙及鋼筋下料單，重點(diǎn)檢查受力鋼筋順長(zhǎng)度方向加工后的全長(zhǎng)、彎起鋼筋各部分尺寸、箍筋各部分尺寸、滾軋直螺紋絲頭加工質(zhì)量等。

5）鋼筋半成品出廠前，建立鋼筋半成品出廠臺(tái)賬，做到鋼筋加工全流程可追溯。

6）鋼筋半成品加工完成后，對(duì)各個(gè)類別分別編號(hào)并掛置標(biāo)識(shí)牌，便于檢查及取用。

7）鋼筋半成品運(yùn)至施工現(xiàn)場(chǎng)后，正式安裝前由施工員再次進(jìn)行抽檢，檢查合格后再進(jìn)行安裝施工。

4 鋼筋安裝質(zhì)量控制

4.1 鋼筋間距控制

鋼筋間距在鋼筋工程施工過(guò)程中最為直觀，同時(shí)也是最難控制的要點(diǎn)之一。本工程同排鋼筋采用定位鋼筋控制間距。定位鋼筋用C12 mm鋼筋焊接而成，卡齒間距即為設(shè)計(jì)同排鋼筋間距，見(jiàn)圖2。定位鋼筋卡齒與鋼筋緊貼并綁扎固定，保證鋼筋順直間距可控。檢查鋼筋間距時(shí)可用定位鋼筋進(jìn)行比靠，快速定位問(wèn)題部位，進(jìn)行整改。

圖2 鋼筋綁扎定位鋼筋局部示意圖（mm）Fig.2 Local schematic diagram of reinforcement binding and positioning（mm）

4.2 鋼筋骨架尺寸控制

西人工島現(xiàn)澆隧道結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)復(fù)雜，斷面尺寸漸變，結(jié)構(gòu)配筋率高。為確保結(jié)構(gòu)骨架尺寸，采用定型勁性骨架精確控制鋼筋骨架尺寸。勁性骨架采用角鋼加工而成，其尺寸根據(jù)結(jié)構(gòu)尺寸、鋼筋直徑以及保護(hù)層厚度等確定。考慮鋼筋肋疊加影響，勁性骨架尺寸一般比理論計(jì)算值減小5～8 mm。勁性骨架通過(guò)與主筋點(diǎn)焊固定及設(shè)置鋼筋斜撐固定，與鋼筋骨架形成整體。各排勁性骨架頂部通過(guò)與鋼筋點(diǎn)焊連成整體或者采用縱向角鋼焊接連成整體。

標(biāo)準(zhǔn)勁性骨架結(jié)構(gòu)示意圖如圖3。

圖3 標(biāo)準(zhǔn)勁性骨架結(jié)構(gòu)示意圖（cm）Fig.3 Schematic diagram of standard rigid skeleton structure(cm)

4.3 鋼筋保護(hù)層厚度控制

4.3.1 墊塊安裝

墊塊安裝直接關(guān)系到鋼筋骨架穩(wěn)定性及混凝土保護(hù)層厚度，因此對(duì)墊塊的設(shè)計(jì)提出了較高要求。西人工島現(xiàn)澆隧道采用定制方形及波浪形纖維水泥基墊塊，保證墊塊強(qiáng)度及抗裂性能滿足要求。墊塊按照梅花形布置，在墻身底部等荷載較大位置進(jìn)行加密。同時(shí)，墻體墊塊按照45°斜向擺放，避免混凝土澆筑時(shí)，墊塊擺放區(qū)域混凝土流動(dòng)不暢形成蜂窩。具體見(jiàn)圖4。

圖4 墊塊安裝實(shí)物圖Fig.4 Physical map of block installation

保護(hù)層墊塊的安裝與檢查還應(yīng)做好以下幾點(diǎn)：

1）墊塊的布置應(yīng)根據(jù)指定的類型、布置間距和密度控制，不得隨意更改。

2）底層鋼筋擺放到位后，應(yīng)用扎絲將墊塊與鋼筋固定，防止后續(xù)鋼筋搬運(yùn)造成墊塊偏位。

3）混凝土澆筑前，應(yīng)檢查保護(hù)層墊塊的位置、數(shù)量及其緊固程度，并配備專人實(shí)測(cè)保護(hù)層厚度，確保合格率不低于95%。

4.3.2 高墻鋼筋輔助限位架安裝

墻體鋼筋綁扎過(guò)程中位置及垂直度是鋼筋施工過(guò)程中的又一難點(diǎn)。為解決鋼筋密度高、一次性綁扎高度較高等難題，西人工島現(xiàn)澆隧道采用承插型盤(pán)扣式輕型支架作為施工外定位架，采用角鋼加工勁性骨架作為內(nèi)骨架，以確保墻體鋼筋保護(hù)層厚度滿足設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

由于鋼筋密度高，為保證鋼筋骨架整體穩(wěn)定性，在輔助支架外側(cè)定位架安裝可調(diào)斜撐。鋼筋安裝過(guò)程中，如骨架出現(xiàn)向外傾斜，則可通過(guò)斜撐矯正。為保證定位橫桿位置準(zhǔn)確并具有足夠剛度，定位支架處采用50 mm×50 mm×4 mm方鋼管作為定位橫桿。具體見(jiàn)圖5。

圖5 定位橫桿實(shí)物圖Fig.5 Physical map of positioning crossbar

定位橫桿內(nèi)表面即為鋼筋骨架理論邊線。鋼筋安裝前，采用測(cè)量放樣及吊鉛錘等方式對(duì)定位橫桿位置精確控制，并適當(dāng)向結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)偏移5 mm，確保鋼筋骨架安裝完成后保護(hù)層厚度總體可控。

4.3.3 鉛絲安裝

鉛絲外伸侵入鋼筋保護(hù)層中，將形成銹蝕通道，降低結(jié)構(gòu)耐久性。西人工島現(xiàn)澆隧道鋼筋安裝過(guò)程中，均統(tǒng)一規(guī)則，所有鉛絲扣朝向混凝土結(jié)構(gòu)內(nèi)側(cè)。對(duì)無(wú)法在內(nèi)側(cè)綁扎的鉛絲，安排專人在鋼筋綁扎完畢后，統(tǒng)一摁倒并剪除多余部分，確保鉛絲無(wú)侵入保護(hù)層現(xiàn)象。

4.4 鋼筋連接控制

西人工島現(xiàn)澆隧道采用直螺紋連接工藝，為確保絲頭在套筒中央位置互相頂緊，且接頭連接后套筒居中，在絲頭連接前，對(duì)全部鋼筋采用專用工具逐根在兩側(cè)絲頭各10 cm位置打點(diǎn)標(biāo)記。通過(guò)測(cè)量?jī)蓚?cè)余長(zhǎng)及連接后總長(zhǎng)，檢測(cè)套筒連接質(zhì)量。具體見(jiàn)圖6。

圖6 采用專用工具打點(diǎn)標(biāo)記Fig.6 Marking with special tools

絲頭連接檢測(cè)無(wú)誤后，進(jìn)行扭矩檢測(cè)，確保兩側(cè)絲頭對(duì)頂且套筒與絲頭連接緊密[8]。為做好事中控制，避免鋼筋綁扎完畢后出現(xiàn)錯(cuò)漏，各層鋼筋連接安裝完成后，嚴(yán)格按照三檢制進(jìn)行檢驗(yàn)。驗(yàn)收合格后方可進(jìn)行下層鋼筋綁扎施工。重點(diǎn)檢查鋼筋間距、層距、接頭連接質(zhì)量、鋼筋骨架尺寸、鋼筋保護(hù)層厚度等方面。檢查過(guò)程中填寫(xiě)驗(yàn)收記錄表，檢查完成后進(jìn)行簽認(rèn)并留存?zhèn)洳椤?/p>

5 結(jié)語(yǔ)

鋼筋工程是一項(xiàng)較繁瑣、專業(yè)性強(qiáng)、工作量較大的分項(xiàng)，控制要點(diǎn)繁多，需要各環(huán)節(jié)緊密銜接，嚴(yán)格要求。深中通道西人工島現(xiàn)澆隧道通過(guò)提前開(kāi)展質(zhì)量管理策劃，有針對(duì)性的提出管理或技術(shù)措施，顯著提高鋼筋工程全過(guò)程精細(xì)化管理程度。實(shí)踐結(jié)果表明，已施工的隧道鋼筋間距、鋼筋保護(hù)層厚度等合格率均在95%以上，鋼筋工程質(zhì)量通病治理及品質(zhì)提升成效顯著，可為相似工程提供借鑒。