长江干线航道整治工程质量通病及防治措施研究

唐晒华 熊勇
摘 要:2013年9月交通运输部在总结全国水运工程质量通病经验的基础上,形成并出版了《水运工程质量通病防治手册》,该手册大量收集了水工建筑物和道路堆场等工程中存在的质量通病及防治措施,对指导相关工程施工和质量控制发挥了重要作用。为了进一步总结推广前一时期工程建设管理经验,不断提高航道整治工程质量,避免和消除可能出现的质量通病,强化质量隐患防治措施,防患于未然,杜绝小毛病,做到零失误,本文拟对相关问题作进一步探讨。
关键词:长江干线航道;整治工程;质量通病
中图分类号:U617 文献标识码:A 文章编号:1006—7973(2018)7-0065-04
2016年以来,长航局组织有关单位编写了《长江干线航道整治工程质量通病防治手册》(以下简称《手册》),通过近几年在长江大规模实施航道整治工程建设,尤其是在长江南京以下12.5米深水航道二期工程和长江中游荆江河段航道整治工程中各参建单位按照《手册》提供的普遍施工工法,紧密结合长江干线航道整治的特点,狠抓工程质量控制,使长江航道整治工程质量通病得到了有效治理,全面提升了工程实体质量,积累和丰富了工程施工质量管理的经验,有效推动了水运工程施工技术的进步,不断创新了工程管理流程和施工工艺,为今后全面实施长江干线航道整治工程奠定了技术基础。
1影响长江干线航道整治工程质量的成因初探
长江干线航道虽经过多年治理,但仍以天然航道为主要特征,航道整治过程易受天气、季节、水流等自然环境因素变化的影响,也受制于岸线、河床等地理环境变化的制约。在航道整治实施期间,施工作业对象长年处于动态变化之中,经常碰到难以预测的外部环境变化,大大增强了施工质量控制的难度。而参加航道整治工程的各主体单位,在面对施工难度极大的情况下,未能一以贯之的抓紧整治中的工程质量,往往会发生这样或那样的质量通病,究其原因或因工程施工“坚持质量第一”的思想树立不牢,组织管理不慎严密;或因对施工的原材料质量状况、设备设施的细小环节把关不够严格;或因施工技术未能全面掌握,人员操作精细化程度不够严谨;直接影响到工程实体质量和外观质量,使整治工程效果难以达到设计要求。
为了让各参建单位全面掌握整治工程的基本特征,深入了解各种质量通病的防治措施,建立健全常态化的质量管理,不断创新质量通病治理的防治措施,我们通过多年的项目监督管理实践,较详细的总结归纳了长江干线航道整治工程中存在的一些常见的质量通病及应对防治措施,现就这两个重点问题进行分析。
2质量通病表现特征
2.1工程材料质量管理通病
①进场材料登记的信息不完整;②材料放置不当,环境条件不满足要求;③场地未按要求进行硬化,防晒、防潮、防雨和防冻等措施不到位;④现场所抽检的样品代表性不强,检验频次不足,参数不全;⑤原材料使用部位与检验报告不对应,无法追溯材料的使用状况和质量情况。
2.2机制干硬性小型混凝土(D型块、X型块、六方块、护面砖)预制构件质量通病
①强度离散性大,重量不达标;②边长、厚度等外观尺寸有偏差;③外观质量缺陷,包括表面裂纹、系结带外露、局部缺棱掉角。
2.3塑性混凝土小型预制构件(联锁块、系排梁、铰链块、四面六边透水框架、双扭工字透水框架、扭王字块等)质量通病
①构件吊装环钢筋和预埋螺栓外露长短不一致;②表面麻面、气泡、蜂窝、裂纹、边角破损、飞边;③尺寸(厚度)、重量偏差较大;④预留绳环大小不一;⑤透水框架外露铁件锈蚀;⑥扭王字块块体表面出现砂斑、砂线;⑦扭王字块块体松顶。
2.4大型预制构件(半圆体、齿形构件、透水构件等)质量通病
①预制构件预制过程中的弧顶及墙体有麻面砂斑、弧顶振捣口处有砂线及错牙现象,弧顶面气泡多且有水痕线、顶段与墙段接缝处错牙较大等;②预制构件局部破损,棱角有缺陷;③预制构件漏浆、底脚烂根;④混凝土表面粗糙,出现蜂窝、麻面、云斑、气泡、露石、外露面干缩裂纹、龟裂等缺陷;⑤预留孔孔壁粗糙,外观质量差。
2.5系结压载软体排(D型排、砼联锁块排、D型联锁块排、砂肋排等)护底质量通病
①加筋条走向弯曲、不顺直;加筋条、系结环、系结绳、套环偏离放线位置;②系结绳一端过短,另一端过长;系结条、系结环漏绑;③排布、加筋条、系结条边缘、丙纶绳绳头毛边;④排体迎流侧发生缩排;⑤D型排施工未铺设防护垫或防护垫过小;⑥裸露排布未及时覆盖;⑦砂肋充填不均匀。
2.6水上抛投(抛块石、砂枕、透水框架、钢丝网石笼、扭王字块等)作业质量通病
①抛投厚度不均匀,抛投断面尺寸有偏差;②安放不均匀;③块石有裂纹,风化剥落;④块石级配不满足要求,部分块石过大,或者外部块石较好,但内部存在“夹心”现象,存在碎渣。
2.7护坡工程质量通病
①土方开挖及回填中坡面局部不平顺、坡面有浮土和弹簧土、基土扰动;②砂石反滤层厚度不均匀、含有杂质;③土工织物垫层中土工织物的表面局部有破损、搭接宽度不够、缝合针脚距离较大、纵向搭接过多或出现横向通缝、铺设后覆盖不及时老化;④盲沟开挖尺寸有偏差、填充料含杂质;⑤明沟及截流沟砂浆勾缝脱落、砌体表层抹面出现裂纹。
2.8挡土墙(混凝土块砌筑挡土墙、钢丝网石笼挡土墙、现浇混凝土挡土墙等)质量通病
①组砌不良,未按要求错缝;②网格内石料填充不均匀,网格摆放不平整;③网格封盖钢丝未拉紧;④墙面垂直度与表面平整度偏差值过大,各阶梯的高程和墙顶高程值偏差过大;⑤挡土墙后有积水。
2.9护面工程(铺石护面、砌石护面、现浇混凝土护面、钢丝网石笼护面、护面砖铺设等)质量通病
①铺石、砌石平整度偏差大;②砌缝不规范、有通缝;③浆砌石砂浆不够饱满,存在空洞;④鋼丝网石笼填充不均匀,不饱满,钢丝网石笼摆放不顺直,钢丝网石笼封口不紧;⑤护面砖不够顺直,与其它结构衔接不够紧密;相邻护面砖间隙过大,不平整,局部破损。
2.10现浇单元排护滩工程质量通病
①丙纶绳与排垫绑系不牢固;②丙纶绳偏离设计位置(混凝土块体中部),偏向混凝土块体的下部;③相邻单元块间距偏大;④单元块飞边、麻面;⑤单元块之间的碎石填缝不饱满。
2.11系结压载软体排护滩质量通病
①排垫不能与滩面贴合紧密,且高低起伏不平;②排垫铺设后长时间在阳光下暴晒,排垫老化;③X型压载块绑系不牢固,掉角、破损;④压载块体间缝隙不顺直,碎石填缝不饱满。
2.12充填砂袋坝体工程质量通病
①砂袋拼缝针脚不均匀,加筋带缝制不顺直;②砂袋袋头定位不准确;③单层袋体充灌完成后,袋体表面平整度差;④施工过程中发生袋体破损;⑤砂袋充填过于饱满;⑥充填完毕砂袋露出水面后未及时加铺覆盖布易老化。
2.13坝体构件安装(半圆体和齿形构件安装、透水构件安装等)工程质量通病
①构件安装缝宽控制不均匀;②堤轴线不顺直;③相邻构件安装完成后出现错台;④构件安装边角破损。
2.14清礁工程质量通病
①浅点、残埂多;②超深值偏大;③弃碴不均匀,高程超高。
2.15疏浚工程质量通病
①浅点多;②边坡偏差值偏大;③超深超宽偏差值大;④弃渣区超高。
3防治措施
根据《手册》总结的施工经验,结合长江干线航道整治工程的特点,在深入进行整治工程质量通病研究基础上,归纳总结了容易发生通病的防治措施。
3.1工程材料质量管理通病的防治措施
①加强对现场材料管理制度的落实,提高参建人员对工程材料进场质量控制的重视程度,学习并掌握相关检验标准对各类原材料的抽样检测和取样方法要求;②施工单位应建立工程材料质量检验管理台账,严格掌握各类材料的进场时间、厂家、规格、数量、见证取样送样情况、检验状态和拟用工程部位等信息。监理应加强工程材料进场统计信息的检查;③工程开工前组织专项工程材料质量管理会议,进行全面交底,对试验检测重点进行讨论,明确试验检测工作要求;④施工和监理单位应随时掌握材料品牌、产地和批次的变化情况,对产地多、品种复杂的原材料采取随机抽检和加大抽检频率等措施,加强对材料质量的动态管理。建立不合格品台账,做好不合格品的跟踪处理;⑤工程材料存放要求:各类工程材料应按照种类、型号、规格等分类、分区存放;根据工程材料种类和性质,应满足相应的存放环境条件;材料存放区应根据材料状态进行划分,具体分为已检合格区、待检区、已检不合格区,各存放区应保持足够距离或给予分界区分,并设置明显标识标牌。
3.2机制干硬性小型混凝土预制构件质量通病的防治措施
①严格原材料和混凝土配合比管理;②采用准确的计量系统,定期对计量系统进行检定/校准;③严格控制搅拌时间,一般不少于90s;④严格控制布料操作,振动频率、压力和时间等技术参数应按试验确定;⑤合理确定养护方式和方案并根据实际情况及时调整。实行养护专人负责,按养护方案严格落实,并做好养护记录;⑥定期清理检查模具、成型压板、托板等,出现变形及时更换;⑦堆码场地按要求平整、硬化,合理确定养护区构件堆码层数。
3.3塑性混凝土小型预制构件质量通病的防治措施
①落实技术交底制度,强化质量意识,提高操作技能;②采用有限位功能的器具,防止钢筋发生位移;③构件预制时,使用限位器对铁件进行了固定;④模具使用前,彻底清除表面的杂物,使用专用脱模剂并涂刷均匀;⑤通过首件认可制或典型施工确定混凝土振捣时间和方式,保证混凝土振捣密实;⑥采用自动配料系统,定期对计量设备进行检定/校准,严格按照施工配合比设计配料;⑦构件预制后,按规定及时进行养护,并根据不同季节、天气、气温采取不同的养护方式;⑧每批次浇筑的混凝土应留置同条件养护试块,根据同条件养护的试块强度确定脱模、吊运时间;⑨加强边角位置的振捣,保证棱角强度,拆盖模时注意保护棱角,脱底模时严禁硬撬强拆;脱模完成后应立即采取养护措施,保持混凝土表面湿润,保证混凝土早期强度增长。如有条件,宜采用土工合成材料覆盖;⑩振捣完成后进行一次抹面,并根据混凝土凝结情况采用多次成活工艺。构件吊运时宜采用机械化作业,专人指挥,轻勾、高吊、低落、轻放;同时采取必要的防护措施,避免碰撞。连接绳应横平竖直铺设在底模卡槽内,每条连接绳应铺设在相应的单元模具的卡槽中央部位,收紧并固定绷直。
3.4大型预制构件质量通病的防治措施
①混凝土浇筑前,应进行模板验收,保证侧模与底胎模连接紧密、牢固;②混凝土浇筑时,要均匀对称下料,浇筑高度应严格控制在施工规范允许的范围内;③混凝土振捣时,必须掌握好每点的振捣时间,直至混凝土不再显著下沉,不再出现气泡。浇筑混凝土时,应有专人负责观察模板,发现模板有异常,立即停止浇筑,并在混凝土初凝前修整完好;④拆模时混凝土应保证足够的强度,拆模时不能用力过猛过急,注意保护棱角;⑤拆模后,必须清除模板上遗留的混凝土残浆后,再涂刷脱模剂;钢筋绑扎完毕后,清除底模内垃圾; ⑥严禁用废机油作脱模剂,模剂涂刷后,应及时浇筑混凝土,避免灰尘、杂物等沾到模板,影响脱模效果;⑦混凝土浇筑后及时养护,养护时间满足规范要求;⑧吊装转运作业前,编制专项方案,对作业人员进行交底。
3.5系结压载软体排护底质量通病的防治措施
①加强源头控制,严把排布进场验收关;②优化排布缝制工艺,提高机械化生产水平,积极推广新技术和新设备;③适当强化迎流侧排体强度,施工过程中密切关注迎流侧的排体收缩幅度,及时调整船位和沉排速度,合理确定排体入水时与水流的夹角;④裸露排布应及时压载覆盖;⑤增加砂肋充填频次及时间,确保充盈率达到75%-85%。
3.6水上抛投作业质量通病的防治措施
①加强料源的比选,挑选质量较好的块石; ②加强现場检查,对于不合格的块石进行退场处理;③细化抛投区域网格划分;④增加漂移距测量频次;⑤施工过程中,严格按照网格划分移动船位;⑥加强水下测量,实时掌握抛投效果。
3.7护岸工程质量通病的防治措施
①采用挂线施工,分层开挖,机械开挖时在底高程以上留15~30cm的土用人工清除;②采取分层回填分层碾压,碾压后的土方密度应达到原状土的密度或符合设计要求;③砂石反滤层摊铺前先对摊铺区域进行分区,并进行打桩挂线标示厚度,砂石反滤层摊铺时严格按照挂线厚度进行控制;④砂石反滤层摊铺结束并经验收合格后及时进入下道工序,未进入下道工序的,要采取措施加强保护,严禁人员踩踏和破坏;⑤土工织物铺设后,专人指挥,将材料轻放于土工织物上,严禁采取直接倾倒的方式进行材料转运;⑥施工前作好技术交底工作,明确缝合具体要求,采用机械缝合;⑦土工织物铺设后按设计要求及时覆盖,同时减少纵向搭接;⑧严格控制勾缝砂浆质量,及时清理砌石附着物;⑨勾缝或抹面后及时进行养护;⑩合理设置沉降缝及伸缩缝。
3.8挡土墙质量通病的防治措施
①混凝土块挡土墙应上下错缝搭砌;②按设计和规范要求要求预先计算出砌完各段、各皮的灰缝厚度再行组织施工;③钢丝网石笼挡土墙宜采用分层填充法由机械设备均匀填充并辅以人工捡平;④填充石料应适当高出护垫,预留沉降量;相邻网垫组的上下四角应绑扎丝连接;⑤墙面设置加强钢丝进行固定,在石笼内增加4道横向拉筋,确保挡墙护坡砌筑时外形美观、质量稳固;⑥砌筑时应带线施工;⑦安装挡板防止变形,并及时调整垂直度,并加强沉降位移观测;⑧加强泄水孔的保护,宜采用袖管方法留置,并随时检查泄水孔是否畅通,出现堵塞及时疏通;挡土墙顶土面应有适当坡度,使地表水流向挡土墙外侧面。
3.9护面工程质量通病的防治措施
①对于砌石护面,选择表面平整度较好的石料,把好材料进场关;砌筑前将石料上的泥垢冲洗干净,砌筑时保持砌石表面湿润;砌筑施工时优选表面平整的石料做外露面;采用坐浆法分层砌筑块石,相互挤紧,大小镶嵌,适当采用小石块对砌体表面进行塞缝,填实坐稳;施工过程中必须挂线砌筑,经常检查挂线偏差;砌石组砌型式应满足有关要求,砌缝应相互错位,坐实挤紧,不得用松动、叠砌和浮砌;②对于钢丝网石笼护面,充填石料用机械一次性充填到位,并辅以人工捡平;在施工前对垫层进行检查,平整度不够的进行修整;安放钢丝网石笼后对石笼进行检查,避免石笼间相互牵挂出现悬空的现象;拉紧封盖钢丝,封盖完成后组织人员对石笼进行复查,确保封盖质量;③对于护面砖铺设,对垫层的平整度进行复测;对与底层护面砖衔接的工程部位进行整理,使其平顺;进场前对投入使用的护面砖尺寸进行检查,确保护面砖之间紧密连接;拉线施工保证平整度;对垫层平整度进行复测;及时更换破损的护面砖。
3.10现浇单元排护滩工程质量通病的防治措施
①加强绑系人员的质量责任意识,加强监管,严格验收;②丙纶绳布设后应及时拉紧,并增设砂浆垫块;③对模具进行精确测量放样,及时进行保养维护;④脱模时,应使模板四面均匀受力,缓慢将模板提起,在模具完全提起前进行多次成活工艺;⑤严格控制混凝土的塌落度、和易性,合理选择混凝土振捣时间;⑥填缝碎石应保证数量和质量,足量填充。
3.11系结压载软体排护滩质量通病的防治措施
①加强绑系人员的质量责任意识,加强监管,严格验收;②铺设前对滩面进行平整,清除铺排区域内的杂物,排垫铺设做到平顺无褶皱,使排垫紧贴地面;③合理安排铺设时间,使已铺设的X型排布在规定的48小时内被有效覆盖;④对已绑扎好的压载块采取有效保护措施,对破损的压载块及时更换;⑤调缝时带线或设置参考物施工,碎石填缝饱满。
3.12充填砂袋坝体工程质量通病的防治措施
①做好技术交底,明确技术要求;②砂袋缝制时,由专人负责将加筋带和土工合成材料整理顺直;③在袋头设计隔舱,提高充盈率,增加袋头配重;④根据水流力计算和施工经验,袋头定位时预留偏移距离;⑤合理选择作业时机,总结水流规律,选择流速较小时进行袋头下放;⑥提前进行充灌试验,确定合适的泥浆浓度,使各充灌口的流动性保持基本一致;⑦根据泥浆流动性和施工经验,确定合适的充灌口间隔;⑧严格控制充填袋的泥浆浓度和充灌厚度,袋体充盈率应满足规范要求,防止出现爆袋;⑨施工过程中做好相应的警戒和保护措施,防止外来船舶对袋体造成破坏;⑩当坝体达到一定高度时,跨越坝体的锚缆要及时更换成尼龙缆,防止在移船时锚缆划破袋体,影响堤身质量。按设计要求的充填率进行充填,充填完毕砂袋露出水面后及时采取覆盖措施,防止老化。
3.13坝体构件安装工程质量通病的防治措施
①严格控制基床整平质量,采取必要的基床保护措施,基床引用自锚式整平船进行粗平,潜水员使用安装GPS的定位支架入水,使用卵石和碎石袋细平;在已整平完毕的基床范围内设置标示浮球,合理调度施工水域内船舶定位及靠、离驳作业区域,严禁锚缆跨越已整平基床,避免扰动破坏已整平基床; 做好基床整平,严格控制整平偏差;②构件安装前准备好安装缝板,详细计算待安装构件缝宽控制指标,准确选择相应尺寸缝板;③在构件出运前,使用油墨在构件顶面标记中线; 构件入水使用三根导向绳牵引与导向;④安装时与已装构件相邻侧通过中线进行轴线控制,另一侧使用GPS检测中线偏差进行控制;当相邻已安装构件出现扭曲时,不再单一使用5cm缝板,通过构件两侧加不同厚度的缝板对需安装的构件位置进行调整,减少累积误差,为后续构件安装创造有利条件;⑤测量仪器和工具应定期自检并按期送到有资质的检验单位检验和校正,消除系统误差;⑥在吊具上设置平衡限位装置,确保构件吊运过程中始终处于平衡状态,在水中不易摇摆,水平着床;⑦透水构件安装使用两套测量桁架,桁架顶部安装三台GPS,有效、准确地测量构件的实时位置,确保下放精度;⑧测量桁架在已经安装的构件上停留作为下一个构件安装导向,引导构件安装时不要碰撞,便于对齐。
3.14清礁工程质量通病的防治措施
①选用适合水下爆破的爆破器材,爆破器材进场后,应根据有关要求进行进场试验、检验工作,并做防水处理,同時进行浸泡试验;②根据试爆调整爆破参数(孔距、排距、超深、堵塞长度),督促施工人员严格按设置好的爆破参数施工,加强过程检查;③开挖时采取用双GPS实时监控船舶位置,减少漏挖;④加强技术交底,实时观测水位,及时调整钻孔和开挖深度;钻孔施工时应根据当时水位、水深、超深、设计底高计算钻孔深度,对钻具长度进行复核;⑤成孔后对钻孔深度进行复测,对不符合要求的孔进行复钻或回堵,直到符合要求的孔深;⑥清碴时,在抓斗钢绳上做明显刻度,并根据流速计算漂斗距离,确定抓斗下落深度;⑦在弃碴船舶上加装GPS进行动态观测,并对施工人员进行技术交底;弃碴时采取分区分段等措施做到均匀弃碴;及时进行弃碴区水下地形测量。
3.15疏浚工程质量通病及的防治措施
①严格控制前移距和横向搭接距离,避免漏挖;②设置试挖段,合理确定超深超宽值,避免欠挖和塌方形成浅点;③加强过程测量观测,设置备淤深度,避免回淤形成浅点;④采取分层开挖方式,将设计断面分成若干层次逐层开挖;⑤根据河床地质不同,合理确定超深超宽值,并适当考虑塌方量,避免塌方对边坡坡度造成影响;⑥采取计算机辅助系统,提高疏浚可视性;⑦加强对弃渣区域水深测量观测,随时掌握弃渣区水深情况;⑧制定合理的弃渣顺序并均匀弃渣。
4结语
工程质量通病的防治,是贯穿在施工阶段全过程的长期任务,是一个较复杂的系统工程,通病的治理是一项艰巨细致持久的工作。我们要在借鉴以往航道整治工程经验的基础上,对具体项目进行具体分析,结合标准化施工技术、施工工艺和方法,认真探索影响治理通病产生的客观和主观因素,从细微之处抓起,把粗活做细,细活做精,做到细到极至,精益求精。只有坚持常抓不懈,持之以恒,方能取得成效。
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