大連灣海底隧道工程沉管預(yù)制場施工質(zhì)量管理控制

王春利 ，孫竹 ，王國成

（1.中交第一航務(wù)工程局有限公司，天津 300461；2.天津市水下隧道建設(shè)與運(yùn)維技術(shù)企業(yè)重點實驗室，天津 300461；3.大連市建設(shè)工程質(zhì)量與安全監(jiān)督服務(wù)中心，遼寧 大連 116033）

1 工程概況

大連灣海底隧道建設(shè)工程干塢子項工程，是大連灣海底隧道項目的配套工程，工程建設(shè)完成后作為海底隧道項目的沉管預(yù)制場。干塢位于大連市甘井子區(qū)中部海岸，東臨煤碼頭約500 m，北側(cè)緊臨工興路，距大連灣海底隧道北側(cè)登陸口約100 m，至大連市中心約9 km。

主要建設(shè)沉管預(yù)制干塢1 座，可同時預(yù)制6節(jié)沉管，對稱分為2 個獨(dú)立的塢室，單個塢室的底面積為5.53 萬 m2，2 個塢室之間采用中隔岸壁分隔，中隔岸壁長度為520 m，平面布置見圖1。在中隔岸壁靠近塢口處設(shè)置泵房，泵房為2 個塢室共用。每個塢室南側(cè)設(shè)置塢口，塢口寬度為43.15 m，通過開啟浮塢門將預(yù)制好的管節(jié)出運(yùn)至管節(jié)舾裝和儲存區(qū)，每個塢沿塢壁設(shè)置下塢通道，坡度為9%。干塢頂高程為+3～+5 m，底高程為-12.30～-12.45 m。2 個塢室獨(dú)立運(yùn)行，管節(jié)預(yù)制和出運(yùn)交替進(jìn)行，每個塢室內(nèi)長480 m，北側(cè)寬135 m，南側(cè)寬74.7 m，沉管管節(jié)預(yù)制干塢占地面積約為 16.10 萬 m2。

圖1 干塢塢室平面圖Fig.1 Plan of dry dock chamber

干塢工程具有占地面積大、暴露時間長等特點，并且在整個沉管施工中需經(jīng)歷開挖、充水、再排水的復(fù)雜過程，施工質(zhì)量要求高，控制難度大[1]。

2 施工質(zhì)量管理重點

在工程建設(shè)前通過開展質(zhì)量策劃，結(jié)合干塢的設(shè)計使用壽命、使用功能和結(jié)構(gòu)安全等特點，對施工過程中的質(zhì)量管理重難點進(jìn)行分析[2]。

2.1 人員的質(zhì)量意識

人是質(zhì)量管理的核心因素[3]，在項目實施過程中起著決定性作用，抓住了人就抓住了質(zhì)量管理的根本。干塢子項工程分項數(shù)量多，工序繁雜，施工作業(yè)隊較多，施工高峰期作業(yè)人員超過1 000人。如何將施工工藝和質(zhì)量要求正確地向施工操作人員傳遞、建立全員高質(zhì)量意識、實行有效的全過程質(zhì)量管理和監(jiān)督，是至關(guān)重要的環(huán)節(jié)。

2.2 止水體系

塢底位置均處于中風(fēng)化白云巖，對干塢基坑周邊42 個有代表性鉆孔進(jìn)行壓水試驗的結(jié)果顯示，由于中風(fēng)化白云巖的巖性、裂隙發(fā)育不均一，小溶蝕裂隙、孔隙發(fā)育，導(dǎo)致該處地層的透水率及滲透系數(shù)的離散性、差異性較大?；谏鲜龅刭|(zhì)條件，干塢塢壁采用了咬合樁支護(hù)兼止水+帷幕灌漿的止水工藝、中隔岸壁及塢口區(qū)采用了帷幕灌漿+現(xiàn)澆沉箱工藝、塢口沉箱+鋼閘門等多種結(jié)構(gòu)形成止水體系，止水體系的質(zhì)量是本工程的首要關(guān)鍵控制點。

2.3 底板臺座

單個沉管管節(jié)預(yù)制臺座總長度為180 m，寬度為33.4 m，根據(jù)使用功能不同沿長度和寬度方向劃分為若干板塊，臺座分塊厚度分別為300 mm、600 mm、850 mm，最大分塊面積267.75 m2。作為沉管的預(yù)制臺座，其標(biāo)高、平整度和用于模板支立加固的預(yù)埋件定位精度，均直接影響沉管預(yù)制的施工質(zhì)量，是質(zhì)量控制的關(guān)鍵點。

2.4 排水體系

干塢塢室內(nèi)的排水體系由底板臺座下部設(shè)置的200 mm 厚無砂大孔混凝土、塢室四周設(shè)置的橫縱向排水溝、蓄水前池、排水泵房及相互連通的排水管等共同組成，使用期的2 個塢室設(shè)計滲流量不超過4 000 m3/d。為確保施工期間的降雨和滲流及時排出，以及塢門啟閉、沉管出運(yùn)后塢室及時排水，塢內(nèi)排水系統(tǒng)必須確保運(yùn)行通暢，是施工控制的又一重要關(guān)鍵點。

3 主要質(zhì)量保證措施

圍繞上述分析的質(zhì)量管控重難點，結(jié)合項目質(zhì)量管理的要求，制定了有針對性的一系列質(zhì)量保證措施。

3.1 建立質(zhì)量管理體系

根據(jù)本項目“BOT+EPC+政府付費(fèi)”的PPP 管理模式，建立了以項目經(jīng)理為核心的質(zhì)量管理體系，如圖2 所示，覆蓋“人、機(jī)、料、法、環(huán)、測”等全部質(zhì)量要素，落實各部門、各崗位的質(zhì)量責(zé)任和質(zhì)量管理流程，各層級質(zhì)量責(zé)任范圍和界限清晰，將施工過程中質(zhì)量責(zé)任落實到人；同時建立以項目質(zhì)量總監(jiān)為核心的質(zhì)量監(jiān)督體系，完善監(jiān)督制約機(jī)制，保證質(zhì)量監(jiān)督管理的獨(dú)立性和權(quán)威性。統(tǒng)籌兼顧，協(xié)同工作，全過程、全方位、全員實施質(zhì)量綜合管理。

圖2 質(zhì)量管理體系圖Fig.2 Quality management system chart

3.2 質(zhì)量制度保障

制定涵蓋技術(shù)、質(zhì)量、試驗、測量、物資等各類質(zhì)量管理因素的管理辦法共計26 項，做到“凡事有章可循，凡事有規(guī)可守”，建立起以規(guī)章制度為主體、各項標(biāo)準(zhǔn)為支撐、適合本項目的全員、全方位、全過程的質(zhì)量制度體系。在施工過程中強(qiáng)調(diào)嚴(yán)格按照制度要求履行原材料、構(gòu)配件及設(shè)備的進(jìn)場驗收、過程監(jiān)督管理、質(zhì)量檢查和驗收、監(jiān)督考核及獎懲等管理程序，確保各項質(zhì)量管理制度落到實處。

3.3 施工質(zhì)量關(guān)鍵點細(xì)化

針對干塢工程的施工質(zhì)量重難點細(xì)化到各關(guān)鍵工序，制定工序質(zhì)量控制點，以工序質(zhì)量控制作為過程質(zhì)量管控的核心[4]。干塢工程共確定各類原材料質(zhì)量、塑性混凝土咬合樁垂直度、帷幕灌漿漿液水灰比、灌漿壓力、預(yù)制臺座平整度等61項工序質(zhì)量控制點及影響因素分析，同時制定64條針對性的質(zhì)量控制措施，并根據(jù)現(xiàn)場情況不斷優(yōu)化完善，提高實體質(zhì)量及標(biāo)準(zhǔn)化管理水平。

3.4 通病預(yù)防和治理

結(jié)合干塢子項工程特點，開展預(yù)防和治理質(zhì)量通病活動。編制質(zhì)量通病預(yù)防和治理措施計劃，對經(jīng)常和容易發(fā)生質(zhì)量缺陷的鋼筋、模板、混凝土等施工工序和細(xì)節(jié)，及時采取有效保證和預(yù)防措施，并根據(jù)現(xiàn)場施工任務(wù)開展情況，將質(zhì)量通病問題及防治措施寫入技術(shù)交底，確保工程實體質(zhì)量和表觀質(zhì)量平穩(wěn)受控，實現(xiàn)內(nèi)優(yōu)外美。

4 質(zhì)量管控亮點及創(chuàng)新點

4.1 分包單位一體化管理

做好分包單位的培養(yǎng)，將分包單位納入項目一體化管理，分包單位質(zhì)量管理體系的建立、機(jī)構(gòu)設(shè)置和質(zhì)量管理人員的配備全部統(tǒng)一要求，執(zhí)行統(tǒng)一的質(zhì)量管理制度。分包單位主要人員參加月度質(zhì)量例會，明確月度關(guān)鍵質(zhì)量控制點、控制措施及檢驗標(biāo)準(zhǔn)。定期開展分包單位的培訓(xùn)教育工作，將分包單位的主要管理人員和工長列為主要培訓(xùn)對象，通過培訓(xùn)實現(xiàn)質(zhì)量文化、質(zhì)量目標(biāo)、管理制度和施工質(zhì)量關(guān)鍵控制點向分包單位延伸，以此提高實操人員的素質(zhì)與能力，提高參建全員的工程全壽命周期質(zhì)量風(fēng)險意識，對工程達(dá)成一致認(rèn)識后，實現(xiàn)良好合作。

4.2 “清單式”標(biāo)準(zhǔn)化管理

推行質(zhì)量“清單式”標(biāo)準(zhǔn)化管理，制定了質(zhì)量管理工作清單、試驗管理工作清單和現(xiàn)場檢查驗收清單，對各項管理工作流程及工作內(nèi)容進(jìn)行細(xì)化、量化，明確管理內(nèi)容及控制要點，實現(xiàn)質(zhì)量內(nèi)業(yè)資料標(biāo)準(zhǔn)統(tǒng)一、現(xiàn)場管理規(guī)范有序，持續(xù)推進(jìn)項目質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)化建設(shè)。

4.3 深度參與設(shè)計優(yōu)化

充分發(fā)揮BOT+EPC 項目管理模式的優(yōu)勢，以“設(shè)計支持配合施工，施工聯(lián)動優(yōu)化設(shè)計”的理念，堅持設(shè)計施工一體化管理，開展設(shè)計方案策劃工作，參與設(shè)計方案的制定與優(yōu)化；在初步設(shè)計和施工圖階段，對設(shè)計方案進(jìn)行優(yōu)化以及關(guān)鍵工藝的技術(shù)策劃，使其科學(xué)合理且具有可操作性，從源頭上提高質(zhì)量可靠度，從而達(dá)到施工簡便、質(zhì)量可控的目的。

4.4 優(yōu)化驗收制度

4.4.1 首件聯(lián)合驗收

自干塢子項工程開工以來，全部工序執(zhí)行首件聯(lián)合驗收制度，建設(shè)單位、設(shè)計單位、監(jiān)理和施工單位對各道工序的首次施工進(jìn)行聯(lián)合驗收，針對首件施工中存在問題，制定應(yīng)對措施，明確工藝和質(zhì)量驗收標(biāo)準(zhǔn)。后續(xù)施工按照首件明確的標(biāo)準(zhǔn)驗收工程，嚴(yán)格執(zhí)行“三檢制”，落實質(zhì)量考核機(jī)制。

4.4.2 駐停驗收制度

細(xì)化三檢制度，對向現(xiàn)場的檢驗項目具體化，采用駐停驗收的方式對每一道工序嚴(yán)格把關(guān)，確保底板鋼筋安裝、模板安裝、混凝土澆筑之前等重要驗收節(jié)點驗收合格，不斷優(yōu)化駐停驗收項目，對現(xiàn)場質(zhì)量關(guān)鍵點形成重點管控，把質(zhì)量落實到實處。

4.4.3 重點部位加密驗收

對關(guān)鍵部位和關(guān)鍵工序適當(dāng)提高了驗收標(biāo)準(zhǔn)和要求，以確保施工重難點的質(zhì)量效果。干塢預(yù)制底板臺座標(biāo)高驗收由設(shè)計單位、監(jiān)理單位、施工單位和使用單位進(jìn)行聯(lián)合驗收，采用5 m×5 m的網(wǎng)格法進(jìn)行加密測量，并包含每個板塊的4 個角點及軸線位置，測點數(shù)量數(shù)倍于規(guī)范要求的“底板四角和中部的五點”測量范圍[5]；同時，對預(yù)埋件逐個復(fù)核平面位置和標(biāo)高。

4.4.4 止水體系引入外部檢驗

對干塢止水體系止水效果的檢驗在常規(guī)要求基礎(chǔ)上，聘請第三方檢測單位對帷幕灌漿[6]、塑性咬合樁按照10%檢測頻率進(jìn)行壓水試驗[7]，驗證止水效果，同時對各止水工藝銜接段重點檢測。通過該種檢驗形式，及時發(fā)現(xiàn)了止水體系的薄弱點并采取補(bǔ)漏措施，提高了干塢止水質(zhì)量，保證了止水效果。

4.5 應(yīng)用BIM 技術(shù)

干塢工程結(jié)構(gòu)復(fù)雜、工序繁多，借助BIM 技術(shù)強(qiáng)大的可視化優(yōu)勢，創(chuàng)建包含完整信息的建筑三維模型，根據(jù)工程的具體需求進(jìn)行三維場地布置、工藝推演、進(jìn)度推演、可視化交底等各項應(yīng)用，極大程度地避免了施工過程中因人員對圖紙理解不充分、對施工環(huán)境考慮不周而導(dǎo)致的各種工程問題，相較傳統(tǒng)設(shè)計施工方法有著無可比擬的優(yōu)勢[8]。

4.6 開展QC 活動

為確保每一塊臺座的平整度、順直度達(dá)到沉管預(yù)制要求，在施工過程中設(shè)立專項QC 活動小組，以達(dá)到提高臺座施工質(zhì)量的目的。小組成員從人員交底、施工工藝、原材料控制、混凝土拌合、澆筑、振搗、收面、養(yǎng)護(hù)、施工設(shè)備等影響因素分析入手，逐項分析確認(rèn)質(zhì)量控制要因，由針對性地制定對策措施，進(jìn)而固化為標(biāo)準(zhǔn)化方案，有效地提高了臺座大面積混凝土施工質(zhì)量，QC 小組憑該項成果獲得了遼寧省優(yōu)秀質(zhì)量管理小組。

4.7 工程監(jiān)測

為做好干塢深基坑的施工和監(jiān)測，確保基坑在施工和使用過程中的安全性，在第三方監(jiān)測的基礎(chǔ)上，委托另一家監(jiān)測單位平行進(jìn)行內(nèi)部施工監(jiān)測，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性，為結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性及施工決策上提供數(shù)據(jù)支撐。施工期監(jiān)測的主要內(nèi)容有：圍堰及基坑變位和滲水量、施工期塢內(nèi)滲流量、臨時開挖邊坡變位、支護(hù)結(jié)構(gòu)變位、止水咬合樁應(yīng)力和應(yīng)變、大體積混凝土澆筑內(nèi)部溫度。使用期監(jiān)測的主要內(nèi)容包括：塢內(nèi)軌道變位，塢室底板水頭，塢口、塢壁、中隔岸壁在灌排水期間變位，干塢排水過程中止水咬合樁變位及水工建筑物其他常規(guī)監(jiān)測。

5 交付使用效果

2020 年5 月1 日，干塢作為沉管預(yù)制場正式交付使用（見圖3），同年10 月27 日西塢首批沉管順利出塢，2021 年1 月17 日，東塢首批沉管順利出塢。東、西塢門各經(jīng)過1 次啟閉后止水效果良好，塢壁結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，各項監(jiān)測指標(biāo)均平穩(wěn)受控，雙塢使用期滲流量約為2 400 m3/d，遠(yuǎn)低于設(shè)計值。塢內(nèi)排水通暢，無積水，塢室底板水頭監(jiān)測滿足設(shè)計要求，為沉管預(yù)制提供了良好的干施工作業(yè)條件，施工技術(shù)和質(zhì)量控制措施得到了充分的驗證并成功應(yīng)用，保證了工程的順利實施。

圖3 干塢交付使用的整體照片F(xiàn)ig.3 Overall photo after dry dock delivery

6 結(jié)語

大連灣海底隧道建設(shè)工程干塢子項工程克服了工期緊、作業(yè)量大等困難，保質(zhì)保量完成了施工任務(wù)。施工單位始終堅持策劃先行，開工前即進(jìn)行施工重難點分析，開展工藝試驗并制定有針對性的保證措施；全面落實“首件制”，通過“首件制”驗證施工工藝、積累施工經(jīng)驗、固定操作流程、保證施工質(zhì)量；過程中嚴(yán)把施工工序質(zhì)量驗收關(guān)口；及時對質(zhì)量問題采取措施糾偏，開展質(zhì)量通病治理和QC 小組活動，確保過程質(zhì)量平穩(wěn)，工程實體質(zhì)量合格；持續(xù)改進(jìn)，強(qiáng)化經(jīng)驗積累與共享管理，逐步實現(xiàn)質(zhì)量意識深入人心，質(zhì)量管理持續(xù)改進(jìn)，工程實體質(zhì)量穩(wěn)步提升，最終滿足了高標(biāo)準(zhǔn)要求，干塢交付使用后達(dá)到了良好的應(yīng)用效果。