毗河供水一期工程东禅支渠小断面隧洞钢筋混凝土衬砌施工质量控制

胡 洪 鑫， 刘 金 平， 林 伟 明， 张 鹏

(中国水利水电第十工程局有限公司，四川 成都 610072)

1 概 述

四川省都江堰灌区毗河供水一期工程东禅支渠共有隧洞9个，总长1 525.41 m(Ⅳ类围岩1 230.57 m，Ⅴ类围岩294.84 m)，其中最长隧洞为369.55 m，最短隧洞为73.35 m。各隧洞为统一城门洞型标准断面，设计流量2 m3/s，设计坡降1/1 000，设计水深1.03 m，最大净宽1.5 m，最大净高1.8 m。Ⅳ、Ⅴ类围岩钢筋混凝土衬砌形式一致，边墙和底板均为30 cm厚W4F50C20钢筋混凝土，其断面形式见图1。

相较于中、大断面隧洞，东禅支渠小断面引水隧洞具有其自身特点，主要体现在以下三个方面：

洞内环境方面：隧洞断面小，在工序不变的情况下，施工中各工序间相互影响更大；另外，因小隧洞本身投资造价低，为降低施工成本必须加快速度，如何在确保质量的前提下进行是一大难题。

图1 东禅支渠小断面隧洞典型断面图

作业人员方面：小断面引水隧洞空间有限(断面积不足10 m2)，大型机械设备无法进入，造成洞内施工作业人员劳动强度高且更易产生疲劳，容易存在“重生产轻质量”的不良现象。

质量管理方面：小断面隧洞单位长度的钢筋及混凝土等成品工程量小，投资造价低，造成施工利润薄，施工作业人员积极性低的局面，因此，在质量管理方面易出现懈怠。

对于引水工程，混凝土衬砌质量控制是关键。为确保施工质量受控，需要在隧洞钢筋混凝土衬砌过程中对各工序质量予以重点关注和控制。

2 总体质量控制

东禅支渠小断面引水隧洞的特点决定了钢筋混凝土衬砌质量管控存在较大难度。为保证隧洞钢筋混凝土衬砌的施工质量，项目部采取了以下措施进行质量控制：

一是严格控制主要工序施工，做好工序统筹，尽量减少交叉影响。该渠道隧洞主要加强了对钢筋安装、混凝土浇筑两道工序的控制，重点协调解决了以下问题：多仓号同时作业的情况下，基础清理与钢筋安装之间的交叉、钢筋安装与其他仓号混凝土浇筑之间的交叉等，合理安排相应工序的人员数量成为其中的关键。

二是优化施工方案，尽量减少作业人员的高强度体力劳动，为衬砌质量提供人员及技术保障。该渠道隧洞进行的方案优化主要有：将钢筋、模板、泵管等材料由原来的人工搬运优化为特别定制小型运输设备转运；将长度超300 m的隧洞由单头浇筑优化为双头浇筑；通常，底板、边顶拱的钢筋安装采取分别安装方式，但由于隧洞断面小，分别安装对后期边顶拱钢筋材料的运输影响严重，材料损耗较大，优化后对底板、边顶拱钢筋采取了整体安装方式等。通过优化，节省了大量人力，不仅加快了工程进度，更有利于质量保障。

三是建立健全了质量管理体系，明确了各方职责，加强了施工过程中的监控。该工程结合项目的实际情况，建立健全了质量管理组织，制定了相应的质量管理制度，对质量管理进行了奖惩控制；进场的原材料及中间产品经复测合格、上报监理复核同意后方可使用；对于检测不合格的材料坚决予以清场；严格执行“三检”制，真实、准确、完整记录现场验收过程，从工序上把好质量关。

3 各工序施工质量控制

东禅支渠小断面引水隧洞混凝土衬砌的施工工序包括基础清理、钢筋制安、模板支撑、止水带安装、混凝土制备、混凝土浇筑和混凝土养护等。

3.1 基础清理施工质量的控制

该支渠隧洞岩性主要为砂岩，隧洞基岩面由人工撬凿松动块石并清运浮渣，用风水枪联合冲洗岩面至干净且保持岩面湿润直至混凝土开仓。

3.2 钢筋制安施工质量的控制

因小断面隧洞空间相对狭小，施工工序繁琐，洞内操作难度大，导致施工效率较低，易产生质量控制懈怠，因此，钢筋制安的质量控制极为重要。

钢筋制作：在加工厂进行。加工钢筋以浇筑仓号为单元，依据施工图纸及《水工混凝土钢筋施工规范》DL/T 5169-2013编制钢筋加工下料单，复核后进行制作；依据下料单选取原材料进行加工制作；成品经质检员验收合格后转入成品区分类堆放、标识。成品出厂前，依据下料单逐项清点，确认无误后，用小型运输车运至现场安装。

钢筋安装：先放出中线、高程等控制点，根据控制点，利用预埋的锚筋布设钢筋网骨架，最后在骨架上铺设分布钢筋。钢筋由人工绑扎，绑扎时用扎丝梅花形间隔扎结，钢筋保护层调整好后垫设预制混凝土块，用电焊加固骨架并确保牢固[1]。

钢筋验收：制安完成后，实行“三检制”验收，验收时用全站仪对底板钢筋高程进行校对，并按照图纸要求对保护层进行验收。

3.3 模板支撑施工质量的控制

因隧洞断面小，施工时不建议使用钢模台车，而使用简易组合型钢模。组合钢模的特点是轻便、小巧、运输简单。施工过程中其安装质量的好坏是决定混凝土衬砌外观质量的关键。

在进行钢模组合前，应对钢模上存在的混凝土残渣进行处理、打磨并喷洒脱模剂，防止脱模后出现蜂窝麻面及混凝土粘结脱皮。

在底板衬砌完成后，采用人工或小型运输设备将组合型钢模搬移至隧洞中央分仓接头处。模板安装前，在洞内由测量人员放出衬砌断面的准确位置，用型钢进行临时支撑，特别注意加强模板内撑，防止跑模后出现错台等质量缺陷。

3.4 止水带安装质量的控制

隧洞采用651型橡胶止水带，止水的结构形式、尺寸应符合工程设计图纸的规定。止水带安装时应固定在挡头模板上，先安装一端并用专用夹具固定和保护，以防止混凝土施工时变形和撕裂[2]。止水带安装位置应准确，其中心应与伸缩缝重合。橡胶接头粘结前，先对接头表面进行清刷、打毛，粘结采用专用粘结胶。

3.5 混凝土制备施工质量的控制

因隧洞断面小，部分短隧洞混凝土需求量小，加之施工道路因素影响，施工现场使用的混凝土分别为外购商品混凝土和现场自拌混凝土。

3.5.1 商品混凝土质量控制

选择商品混凝土供应商时应由专业人员对供应商进行考察。考察时不要只局限于价格、供应等方面，应根据实际情况选择信誉好、资质高的供应商，并考虑地理位置是否能保证运输期间的混凝土质量。应深入其搅拌基地、搅拌站试验室对原材料控制、使用及配合比设计、试配、成型、养护、试压等一系列控制条件和手段进行考察，看其能力是否满足工程对商品混凝土使用的控制要求。

3.5.2 自拌混凝土质量控制

把好原材料的进货检验关，包括原材料送检、分类堆放及挂牌标识，以避免混淆误用。同时采用对骨料堆存场地进行硬化、分仓隔离堆放等措施防止骨料混仓。

严格按试验室开具、经监理工程师批准的混凝土配料单进行配料；用水量应根据混凝土运输距离、气温变化、砂石料含水量等因素的变化进行调整，确保混凝土坍落度满足设计要求；对称量系统进行定期检查、校正，将其误差控制在规范允许的范围内；保证混凝土拌和时间满足规范要求[2]。

3.5.3 入仓前混凝土质量控制

混凝土到场后应进行严格的验收，混凝土出厂至卸货期间不能出现离析现象，不得添加其他成分，特别需要注意避免出现驾驶员随意往混凝土运输车内加水的现象。

3.6 混凝土入仓施工质量的控制

因隧洞断面狭小、操作空间有限，现场采用先衬砌隧洞底板，然后衬砌隧洞边顶拱的施工顺序。

洞口架设HBT60型混凝土输送泵，对于不超过300 m长的隧洞可在隧洞一侧一次性衬砌完成；对于超过300 m长的隧洞采用从隧洞两侧分两次完成衬砌的方式。每次输送混凝土前，应先输送1∶1或1∶2的水泥砂浆润管，润管的同时关注输送泵工作是否正常。

底板衬砌：采用后退法，每12 m分仓。混凝土入仓后采用人工铺摊，铺料厚度不大于60 cm。止水部位的混凝土应充分振捣密实，以保证其完整地嵌入混凝土中，达到止水的目的。

边顶拱衬砌：仍为每12 m一仓。混凝土浇筑时，洞内应留专门人员时刻关注泵管和模板的工作情况并做出现场同步实施记录。若出现堵管、跑模、漏浆情况，应立即通知洞外人员停止浇筑。两侧混凝土应均衡上升，两侧混凝土的上升高度差不得超过50 cm。严格控制混凝土的塌落度，在拌和时可加入适量的泵送剂以保证混凝土的入仓能力。控制泵管出口距浇筑工作面的高度，防止高差过大而使混凝土产生骨料分离[3]。在浇筑过程中，将检查管埋设于实际开挖高程的最高处，待检查管有浆液流出时即可。

混凝土浇筑应保持连续性。不准在仓号加水，不准不合格的混凝土入仓。

3.7 混凝土振捣施工质量的控制

小断面隧洞混凝土衬砌过程中的混凝土振捣是决定混凝土内在质量好坏的关键点和难点。为保证振捣质量，同时避免在振捣时模架出现偏移，现场需采取多层两侧同时振捣的方法。振捣时，单侧振捣厚度不超过50 cm，插入振捣棒的深度与分层厚度一致，做到振捣棒快插慢抽，一般情况下振动时间为20～30 s，最短绝不允许少于10 s[4]。对每一振捣部位，必须振动到密实为止。振捣时，振捣人员需注意掌握好振捣尺度，不宜超振或欠振，欠振将产生气泡，超振会使混凝土析水，容易产生水渍和出现混凝土表面含砂量过大的现象。在振捣过程中，应指派专人负责模板、钢筋及其他预制埋件的维护，防止模板变形、钢筋和预制埋件移位。

3.8 模板拆除施工质量的控制

当混凝土达到拆模强度时，先拆除两头的挡头模板，然后拆除侧墙模板和顶模。模板拆除后，应检查其外观，若出现气泡、蜂窝、麻面、裂缝和错台等质量缺陷，在监理工程师同意的条件下应立即进行修复。

3.9 混凝土养护施工质量的控制

模板拆除后，应由专人定期对成型混凝土进行洒水养护，养护时间不少于14 d并对养护过程作详细记录。

3.10 混凝土缺陷修补施工质量的控制

(1)外漏钢筋头的处理。使用电动手持砂轮机将超出混凝土表面的钢筋切除并打磨到混凝土内1～2 mm处，然后用清水冲洗干净，最后使用干硬性混凝土填实并压实！

(2)表面麻面、蜂窝、气泡的处理。处理前，应将混凝土表面松动的碎块、残渣等由人工清除至母体密实面，凿毛呈斜坡状，然后使用高压水枪对其进行清洗，再用丙乳水泥浆(丙乳∶水泥=1∶1.5)涂底，要求涂刷薄且均匀，不得出现漏涂和超涂，用手触摸感觉有粘性后，采用与母体颜色相近的丙乳砂浆收面处理[5](该丙乳砂浆配合比应由现场专业人员比对母体进行多次调整，直至其颜色与母体混凝土颜色一致后方可使用)。

(3)错台、挂帘的处理。对于拆模后出现的错台、挂帘现象，应由人工进行打磨处理，打磨时注意由下而上将其打磨成微倾斜面并检查模板、分析错台出现的原因，防止下仓出现类似的情况。

4 结 语

现阶段，我国仍处于南北方水资源严重失调的状态，引水工程项目必定会是水电行业的发展趋势。在灌溉引水工程中，小断面隧洞不可避免。我们应当结合当地的实际情况，深入了解小断面隧洞施工的特点和难点，克服因断面小而造成的施工质量控制困扰。笔者认为：通过以上小断面隧洞各工序质量控制措施，能够将隧洞钢筋混凝土衬砌质量提高一个台阶，对工程质量管控起到关键作用。