桥梁隧道工程施工质量控制难点及解决办法

2023-04-23 23:06李鑫
科技资讯 2023年6期
关键词:难点质量控制影响因素

李鑫

摘要:我国国土面积极其辽阔,陆地上的5种基本地形类型,中国均有分布,地势呈阶梯状分布,地形多种多样,山区面积广大,这一条件在为我国提供丰富的自然资源的同时,也给当地的路网交通带来很大的不便,因此,桥梁隧道的建造成为有效连接不同地区交通网络的基础建设工程之一。文章结合工程实践,以岳圩口岸联线公路桥梁隧道工程项目的具体情况为例,先介绍了桥梁隧道工程施工中质量控制的影响因素,并在此基础上针对其施工质量控制的难点进行分析,提出了相应的解决措施。

关键词:桥梁隧道工程  质量控制  影响因素  难点

Difficulties and Solutions of in Quality Control of Bridge and Tunnel Engineering Construction

LI Xin

(Jiangsu Branch, CCCC Third Harbor Engineering Co., Ltd., Lianyungang,Jiangsu Province, 222000 China)

Abstract: China has an extremely vast territory, five basic landforms on the land are distributed in China, and the terrain is distributed in a ladder shape, with a variety of landforms and a vast mountainous area, which not only provides abundant natural resources for China, but also brings great inconvenience to the local road network traffic. Therefore, the construction of bridges and tunnels has become one of the infrastructure projects to effectively connect different regional transportation networks. Based on the engineering practice, taking the specific situation of the bridge and tunnel project of Yuexu Port Link Road as an example, this paper firstly introduces the influencing factors of quality control in the bridge and tunnel engineering construction, then, on this basis, analyzes the difficulties of quality control of its construction, and puts forward the corresponding solutions.

Key Words: Bridge and tunnel engineering; Quality control; Influencing factors; Difficulty

因受到施工條件和现场作业环境的限制,相对于其他公路工程项目,桥梁隧道工程建设更加复杂多样,因此该类工程建设中的施工质量控制工作更加困难。华北水利水电大学王玉超[1]调查研究了我国自然地理特征及近年来我国桥梁隧道工程施工现状发现,当前我国桥梁隧道工程施工在质量管理方面仍然存在许多问题,主要表现为地基沉降问题、钢筋锈蚀问题、混凝土裂缝问题、桥头跳车问题等。魏东[2]在深入研究我国桥梁隧道工程建设施工资料的基础上发现,当前我国桥梁隧道工程施工的难点主要是影响因素多、稳定性要求高、管理素质不足。王向配[3]主要就桥梁隧道工程施工中的裂缝、漏水和特定地区的施工等质量问题进行研究,他认为改进施工技术、提高施工质量、加强施工检测是提高其施工质量控制工作的最主要方法。阮庆丰、蔡志峰[4]认为影响公路桥梁隧道工程施工质量的主要因素包括设计方面的因素、人为因素、建筑材料、建设设备因素、现场作业环境及工程工期等。温小妹[5]总结了桥梁隧道工程施工的特点,从施工技术管理的角度对桥梁隧道工程施工的质量控制工作进行研究,并就地质勘测技术、明洞施工技术、爆破技术、混凝土喷射技术、二次衬砌技术等,剖析了桥梁隧道工程施工技术难点和要点;在此基础上提出了相应的质量强化措施,主要包括施工方案的优化、技术工艺的改造、加强施工的监管等。

上述研究表明:桥梁隧道工程的施工,相较于常规的公路路网建设,要更加复杂;其施工环境更加恶劣,技术难度也更高。因此,为提高工程建设质量,保障项目建设的安全,就必须加强桥梁隧道工程施工质量管理方面的研究工作。并及时解决其质量控制工作中的难点和问题,以此来提高工程施工的整体质量。

1 工程简介

第一合同段主体工程为岳圩口岸联线公路(合那高速至岳圩口岸)施工,该工程项目位于广西壮族自治区百色市靖西市。项目起点(K0+000)位于靖西市同德乡新民村委百那西側,往南经汉邦村,设置汉邦1号隧道、汉邦2号隧道,路线继续往南设置岳圩1号隧道、岳圩2号隧道至岳圩镇。项目路线总长8.9 km,其主线设置桥梁3座,总长975 m(大桥930 m/2座,主线上跨分离式立交45 m/1座),分别为汉邦1号大桥、汉邦2号大桥、分离式下勇立交桥;隧道4座,总长1 629 m(其中隧道666.5 m/1座、短隧道962.5 m/3座),分别为汉邦1号隧道、汉邦1号隧道、岳圩1号隧道、岳圩2号隧道,桥隧比为29.26%。

靖西市气象条件良好,气温适中,但夏季常有台风、暴雨袭扰,每年4~9月份为雨季,雨量充沛,沿线无大的地表水系发育,地表水主要为雨源型山溪性河流,水量受季节控制。项目区整体地势北高南低,标段内主要以溶蚀丘陵为主,地表风化溶蚀强烈,地形起伏较小。沿线溶洞的发育,部分呈串珠状,溶洞发育规模较大,洞深最大为37.2 m。桩基础施工时易发生塌陷、埋钻等风险。

同时,项目桥梁桩位的大部分地勘资料不全,对桥梁桩基础施工影响大。隧道地表出露基岩,可见溶槽、溶沟、落水洞等。岩溶形态较明显,钻孔见溶率约为50%,钻孔揭露洞高1.6~2.1 m;隧道洞身围岩主要为中风化灰岩,溶孔、溶蚀裂隙中存在岩溶水,对隧道围岩及其稳定具有一定的影响。施工现场水、电、暖、气供应充足,坟墓等迁移、整顿、清理良好;沿线临近交通便利,运输条件良好,并在桥梁施工时,预留一定的门洞,供行人、车辆通行,以完成交通疏导;工程建设材料、设备供应,周边市场资源充足,能充分满足工程所需。

2 桥梁隧道工程施工质量控制的影响因素

由于桥梁隧道工程本身具有作业环境恶劣、技术条件复杂、施工难度大,并且非常容易受到作业之间相互作用的干扰等特点,尤其是隧道工程建设,由于其内部作业场地有限,受现场地质条件的影响也较大,其现场作业的难度进一步加大。因此,在桥梁隧道工程项目的具体施工中,其质量控制工作的影响因素,主要表现在以下几个方面。

2.1 设计因素

建筑图纸的设计,是桥梁隧道工程项目实施过程中的一项重要内容,也是其项目施工的主要依据,在桥梁隧道工程项目具体施工过程中,多是根据施工设计图纸来完成的,若图纸设计不合格,则其项目施工的质量,很难得到保证。因此,对于桥梁隧道这类技术条件更加复杂,施工难度更大的工程建设项目,通常对其设计阶段的监督审核力度更大,但在具体实践中,仍会因某些原因导致建筑图纸的设计出现各种问题,进而使施工质量受到影响。

2.2 人为因素

在桥梁隧道工程施工质量控制的各种影响因素中,施工全过程各个工程环节的所有参与人员是对其工程质量影响最大的一个因素[6]。现场管理人员是桥梁隧道工程施工质量管理的直接参与者,也是其主要负责人,这就要求现场管理人员,必须具备精湛的技术水平、丰富的施工经验及一定的工程管理能力。桥梁隧道工程从施工准备阶段的场地清理,到工程最终成型,各个环节都离不开施工人员的现场作业,其技术水平,直接关系到桥梁隧道工程项目的成型质量。因此,这就要求现场施工人员必须具有丰富的实践经验,监理人员也需在现场施工的各道工序的进行中在旁监督、巡视。

2.3 建筑材料

作为构成桥梁隧道工程的基础原材料,建筑材料主要是在当地进行采购。原材料的选择主要与工程项目的设计及业主的具体要求有关,进场材料质量又直接关系到工程项目的施工质量[7]。例如,若工程中水泥、钢筋、河砂、碎石供货商选择不当,建筑材料质量不达标,则桥梁隧道工程建设的强度很难达到施工图纸设计的要求,严重者甚至造成桥梁隧道工程的塌陷。

2.4 设备因素

近年来,我国基础建设步伐逐渐加快,随着市场发展越来越成熟,各种不同地质条件和设计要求的桥梁隧道工程建设项目越来越多。而不同的桥梁隧道工程,所需要采用的施工建设设备会有很大不同[8]。例如,工程中所需要采用的10 t和80 t龙门吊以及40~160架桥机均为特种设备,其余均可采用常规设备,但市场发展得不完善,导致桥梁隧道工程施工设备水平的良莠不齐,若不加以仔细甄别,会给桥梁隧道工程建设项目的施工质量造成很大影响。

3 公路桥梁隧道施工难点分析

根据岳圩口岸联线公路桥梁隧道施工的工程概况可知,当地气象条件良好,沿线并无大的地表水系发育,但现场地质条件复杂,溶洞的发育规模较大。沿线分布大量的红黏土、落水洞、软土路基等不良地质,路线的走向、构造物的布设等,受上述因素的影响非常大。工程路经汉邦村、岳圩镇,沿线分布大量的永久基本农田、水源保护区、高速公路及县乡公路等,路线的总体布局、桥梁隧道的施工,受上述因素的制约非常大。

在桥梁工程的建设方面,桥址区为岩溶发育地带,岩面埋深较浅;但桥梁梁桩位的地质勘测资料不全,对工程桩基础的施工,影响较大。在隧道工程的施工方面,拟建区分布大量的溶洞,并且其洞身围岩风化较为严重,稳定性较差;同时,隧道区的覆盖层厚度不足,地质条件复杂。此外,工程项目与沿线公路交叉较多,施工过程中,对沿线周边的道路通行,会造成一定的影响。因此,该工程中桥梁隧道的施工的质量控制难点主要有以下几点。

3.1 交通疏导工作量大

沿线临近有合那高速公路、省道S216和国道G219线,交通疏导的难度非常大。尤其是其中分离式下勇立交桥的施工,在进行立交桥的钢箱梁安装过程中,由于下方高速公路已通车,若交通疏导出现漏洞,则会给项目工程的施工带来严重的安全隐患。同时,沿线经过大量的县乡公路,施工期间需要与交警、路政、城管等多单位部门进行沟通、协调,尤其是局部山区路段,需要修建一定规模的施工便道。

3.2 岩溶发育,桥梁桩基施工难度大

本項目沿线溶洞发育,存在大量的洞穴和天然气,规模最大将近40 m。雨季降雨量大,日最大降水高达93.6 mm,骤降的暴雨会顺着落水洞或岩溶洼地,流入地下,导致桥梁桩基施工难度增大。另外,该项目桥梁的桩位地勘资料缺失严重,需要先进行超前地质勘测,才能进行桥梁桩基础的施工,如此一来,又给其工程施工额外增加了繁重的工作量。

3.3 隧道地质条件复杂,施工质量控制难度大

隧道地表存在严重的出露基岩现象,下方广泛分布岩溶、洞穴,钻孔见容率高达50%以上。同时,隧道区围岩经过长时间的风化,稳定性不足,易坍塌,施工前必须做好超前地质预报,逐段核实围岩级别,然后再进行施工,质量控制难度很大。

3.4 爆破施工工期紧、危险性大

作为隧道工程施工的一道重要工序,爆破作业通常发生在隧道工程的钻孔过程中。因此,其工程施工通常工期紧、任务重,并且危险性非常大。同时,具体爆破作业过程中,还会经常发生落石、坍塌等意外状况,威胁施工人员的人身安全,控制难度非常大。

3.5 作业环境恶劣,施工质量难以有效控制

隧道工程现场作业环境大都比较恶劣,一般施工环境都比较狭小,需要在有限的空间内完成各道工序的操作,工作难度非常大,各工种交替作业难以进行有效协调。另外,在具体施工过程中,还可能存在各种不可预知因素,如施工现场潮湿阴暗、隧道围岩易坍塌造成的意外人员伤亡,以及有毒有害气体等,都给现场施工的质量控制工作增加了难度。

4 解决桥梁隧道工程施工中质量控制难点的策略

4.1 交通疏导处置

首先,编制科学的交通疏导方案,并上交有关部门,在其进行审批后,由专门的负责人员进行实施。其次,由施工现场项目经理牵头,设立一支专门的交通疏导管理队伍。并实行24小时值班制度,安排专门负责本项目桥梁隧道工程施工期间的交通秩序维持工作。再次,管理小组的负责人员要做好与交警的协调工作,协助临近公路的交警,负责好沿线公路的交通疏导。并在作业现场的路口交汇处,设置专人指挥车辆通行,保证道路交通顺畅。最后,对于本工程中桥梁工程的施工,应在现场周边一定区域内,统一设置各种交通标志、路障、隔离设施、夜间警示信号、高空防坠措施等,以降低下勇立交桥等现场作业的安全隐患。

4.2 桥梁桩基施工的处置

本项目桥梁隧道工程建设过程中,由于桥梁工程的桩基地勘资料缺失严重,为保障工程施工质量,必须要对桥梁桩基础的施工进行如下技术措施的处理。首先,对桥梁桩基础的施工,制订科学的桩基施工方案,并严格按照其施工工艺流程进行现场操作。其次,加强推进缺少地勘资料的桩位钻孔勘探工作,确保其桩基的施工,务必做到一桩一孔,以便及时确定桥梁桩基的成孔方案。最后,对于施工现场的地下岩溶等结构,必须采取适当的措施进行处理。其中,对于拟建区孤立的小溶洞,可采取“水泥+片石+粘土”的封闭方法进行处置。对于溶洞较大的串珠状岩溶,采用全护筒护壁的方法进行施工处理;对于特大溶洞,应及时通报业主、监理和设计,并召开专题会议,讨论其施工处理方案。另外,对于桥梁桩位的钻孔勘探,钻孔前还必须复查其场地的承载力及平整度,并在钻孔过程中,严控钻杆的垂直度,做好钻孔、回填、灌注水下混凝土等工作的记录。

4.3 采用超前地质预报技术

对于桥梁隧道工程的施工来说,采用超前地质预报技术,是科学解决因工程地勘资料不全、现场实际地质与工程设计不符等造成的质量风险的有效措施。在该工程项目中,因桥梁隧道工程地勘资料的缺失,以及隧道区地表钻孔见溶率过高问题的存在,在其施工前,必须做好施工现场的超前地质预报工作。具体实施过程中,本工程超前地质预报方法共分为4种,分别是地质调查分析法、TSP法、GPR法及超前钻探,具体工作程序如下。

第一,在隧道开挖爆破后,立即进行地质调查分析和地质素描,及时绘制开挖工作面地质素描图,然后利用TSP法,每隔100 m左右探测1次施工现场的工程地质状况,以粗略掌握掌子面前方的不良地质分布情况。第二,利用GPR或瞬变电磁仪,在接近不良地质体30 m左右时,再进行工程地质探测,以进一步核实与了解不良地质的分布状况。第三,若经上述物探初步判定前方有不良地质体,在掌子面接近不良地质体10m左右时,应进行超前钻探。第四,通过钻孔,对现场实际地质状况进行充分验证。

4.4 爆破作业的施工处理

对于隧道工程的爆破工序来说,必须根据其工程实际情况,制订科学的爆破方案,并严格按照爆破作业的工艺流程进行施工。首先,在爆破设计上,应根据环境,合理确定其工程施工的主爆破方向;同时,严格控制炸药的单耗,在爆破前检测好每个炮孔的最小抵抗线的大小和方向。其次,优化爆破参数,改善爆破效果,减少二次破碎,以满足机械装运的要求,加快施工进度。最后,爆破应采用防水乳化炸药,以保证雨季期间的正常爆破施工,确保其工程施工的质量、进度和安全。另外,需加强设备的投入,优化现场施工的机械设备组合,从而利用设备的优势,提高其爆破施工的机械化作业程度,以提高其工程施工的效率,并加强其质量控制工作。

4.5 做好施工安全管理

在桥梁隧道工程中,安全管理工作是其工程施工的重点,在其施工过程中,必须做好桥梁隧道工程的施工安全管理工作。首先,应加强施工人员的安全技术培训,提高其理论水平和安全防范意识,并严格规范施工人员操作。其次,对施工现场管理人员,应加强宣传教育,并制定严格的桥梁隧道工程施工安全管理责任制度,以提高现场管理人员对施工安全管理的重视程度。最后,通过实地勘察,掌握施工现场周边的工程地质状况,对可能影响桥梁隧道工程施工的因素进行预测,并制订科学的预警方案,以减少安全事故的发生。

5 结语

总而言之,桥梁隧道工程的施工,是一项复杂的系统工作,造成其施工质量问题的影响因素非常多。在其具體施工过程中,必须就这些影响因素进行科学的系统分析,并根据工程实际情况,熟练掌握其工程施工的难点和重点,然后采取合理的措施,对其工程施工中可能出现的问题进行应对和处理,从而确保做好桥梁隧道工程的施工质量控制工作。

参考文献[1] 王玉超.提高桥梁与隧道工程施工质量的措施探讨[J].科学大众:科技创新,2020(2):15.

[2] 魏东.分析道路桥梁隧道施工难点与技术[J].绿色环保建材,2020(3):124,127.

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