深中通道西人工島現澆隧道鋼筋工程精細化管理

劉昊檳，王朔，王從李，鄭偉濤

（1.中交第一航務工程局有限公司，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澆隧道全長475 m，設計使用壽命100 a。隧道結構頂板厚140～160 cm，底板厚80～150 cm，側墻厚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構，設置2.98%縱坡。為滿足承載及構造要求，隧道結構配筋復雜，大直徑鋼筋應用多[1]，典型斷面配筋形式見圖1。

鋼筋工程是質量控制的關鍵點之一，其質量優(yōu)劣將直接影響結構設計使用壽命。由于深中通道西人工島島上隧道結構設計復雜，配筋繁雜，鋼筋工程質量管理的難度加大。為確保工程內在品質，工程實施過程中，以精細化理念全過程管理鋼筋工程質量[2]，并取得了較好的成效。

2 鋼筋工程質量通病概述

大型現澆隧道鋼筋工程一般配筋相對復雜，安裝工程量大，操作過程復雜，控制要點多，質量問題一般有以下幾點：

圖1 隧道結構橫剖面配筋局部示意圖Fig.1 Local schematic diagram of reinforcement in section of tunnel structure

1）鋼筋安裝過程中存在碰撞沖突，無法安裝或安裝后不符合要求。

2）鋼筋絲頭加工不符合要求，存在長度不足、缺牙、端頭打磨不平整等問題。

3）鋼筋絲頭連接存在套筒不居中，絲頭未對頂等現象。

4）鋼筋間距合格率偏低，外觀質量較差。

5）鋼筋骨架尺寸超差。

6）鋼筋保護層厚度超出偏差范圍，保護層厚度過小將降低結構耐久性；保護層厚度過大，影響結構受力性能，導致混凝土表面存在裂縫。

7）綁扎鉛絲外伸，侵入鋼筋保護層，形成銹蝕通道。

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

3 鋼筋加工質量控制

3.1 鋼筋原材

1）鋼筋原材選購時，選擇資質齊全，相關質量、安全、環(huán)境認證體系完備的鋼筋生產廠家進行采購，且必須質保資料（產品合格證，檢測證明等）齊全。

2）鋼筋材料進場后，材料員、施工員及質量員對鋼筋外觀及質保資料進行檢查審核，符合要求后由試驗員取樣檢測，合格后方可使用。

3）鋼筋原材堆放點保證地質堅硬、干燥防潮，同時支墊離地≥30 cm，防止鋼筋原材銹蝕。堆放時分規(guī)格碼放，并做好鋼筋原材信息（鋼號、爐號、規(guī)格、檢測結果等）標識。

3.2 鋼筋下料

鋼筋下料是鋼筋加工及安裝的基礎，關系到鋼筋加工損耗及安裝質量，是鋼筋工程中的嚴控要點。鋼筋下料需要兼顧合規(guī)性、便捷性和經濟性，力求每根鋼筋長度及形式都是最優(yōu)解。

1）鋼筋下料前仔細審閱施工圖紙，參照國家標準及地方規(guī)范，確定鋼筋形式及尺寸。采用BIM三維建模方法對鋼筋布置及預埋件埋設等進行碰撞檢查，將無法安裝的部位報請設計單位優(yōu)化調整。

2）主體結構鋼筋盡可能采用原材長度鋼筋，以降低加工損耗[6]。多根鋼筋連接時，分段鋼筋雙頭套絲類型一致，避免施工現場進行方向調整，造成施工不便。

3）結構截面尺寸變化位置，對控制鋼筋保護層的鋼筋采取一根一尺寸的方式進行配料；對不控制鋼筋保護層的鋼筋采取同尺寸分組的方式進行配料。

4）鋼筋下料完成后，實行多級復核制再予以加工，避免因鋼筋尺寸、型號等錯誤導致鋼筋加工錯誤，造成材料浪費。

3.3 鋼筋加工

西人工島現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。為確保加工質量，針對每一步加工、檢驗及保護制定相應的操作規(guī)程，并嚴格執(zhí)行[7]。

1）鋼筋加工實行“首檢制”，即施工員及質量員對首批鋼筋剛開始或者過程發(fā)生改變（如人員變動、材料更換、設備調整等）后連續(xù)加工的3～5件鋼筋半成品進行檢驗，合格后再批量生產。對于直螺紋絲頭加工長度，應對端部打磨進行試驗，并將打磨長度計入絲頭總加工長度。

2）每根鋼筋加工完成后，施工作業(yè)人員對鋼筋加工質量進行自檢，做到不漏檢，不虛檢。檢驗完成后，在鋼筋上做好生產臺班信息，做到加工人員可追溯。

3）鋼筋直螺紋絲頭檢驗用具，應定期校驗，防止長期磨損導致公差偏大，進而影響絲頭安裝質量。同時，各批次進場的直螺紋套筒應提前采樣對螺紋及螺徑進行檢查，避免套筒與絲頭制作公差累計導致安裝質量下降。

4）每批次鋼筋加工完成后，由施工員、質量員及監(jiān)理分別對鋼筋加工質量進行檢驗。對照圖紙及鋼筋下料單，重點檢查受力鋼筋順長度方向加工后的全長、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量等。

5）鋼筋半成品出廠前，建立鋼筋半成品出廠臺賬，做到鋼筋加工全流程可追溯。

6）鋼筋半成品加工完成后，對各個類別分別編號并掛置標識牌，便于檢查及取用。

7）鋼筋半成品運至施工現場后，正式安裝前由施工員再次進行抽檢，檢查合格后再進行安裝施工。

4 鋼筋安裝質量控制

4.1 鋼筋間距控制

鋼筋間距在鋼筋工程施工過程中最為直觀，同時也是最難控制的要點之一。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，卡齒間距即為設計同排鋼筋間距，見圖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。檢查鋼筋間距時可用定位鋼筋進行比靠，快速定位問題部位，進行整改。

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

西人工島現澆隧道結構設計復雜，斷面尺寸漸變，結構配筋率高。為確保結構骨架尺寸，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，其尺寸根據結構尺寸、鋼筋直徑以及保護層厚度等確定?？紤]鋼筋肋疊加影響，勁性骨架尺寸一般比理論計算值減小5～8 mm。勁性骨架通過與主筋點焊固定及設置鋼筋斜撐固定，與鋼筋骨架形成整體。各排勁性骨架頂部通過與鋼筋點焊連成整體或者采用縱向角鋼焊接連成整體。

標準勁性骨架結構示意圖如圖3。

圖3 標準勁性骨架結構示意圖（cm）Fig.3 Schematic diagram of standard rigid skeleton structure(cm)

4.3 鋼筋保護層厚度控制

4.3.1 墊塊安裝

墊塊安裝直接關系到鋼筋骨架穩(wěn)定性及混凝土保護層厚度，因此對墊塊的設計提出了較高要求。西人工島現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行加密。同時，墻體墊塊按照45°斜向擺放，避免混凝土澆筑時，墊塊擺放區(qū)域混凝土流動不暢形成蜂窩。具體見圖4。

圖4 墊塊安裝實物圖Fig.4 Physical map of block installation

保護層墊塊的安裝與檢查還應做好以下幾點：

1）墊塊的布置應根據指定的類型、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，應用扎絲將墊塊與鋼筋固定，防止后續(xù)鋼筋搬運造成墊塊偏位。

3）混凝土澆筑前，應檢查保護層墊塊的位置、數量及其緊固程度，并配備專人實測保護層厚度，確保合格率不低于95%。

4.3.2 高墻鋼筋輔助限位架安裝

墻體鋼筋綁扎過程中位置及垂直度是鋼筋施工過程中的又一難點。為解決鋼筋密度高、一次性綁扎高度較高等難題，西人工島現澆隧道采用承插型盤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骨架，以確保墻體鋼筋保護層厚度滿足設計及規(guī)范要求。

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

圖5 定位橫桿實物圖Fig.5 Physical map of positioning crossbar

定位橫桿內表面即為鋼筋骨架理論邊線。鋼筋安裝前，采用測量放樣及吊鉛錘等方式對定位橫桿位置精確控制，并適當向結構內側偏移5 mm，確保鋼筋骨架安裝完成后保護層厚度總體可控。

4.3.3 鉛絲安裝

鉛絲外伸侵入鋼筋保護層中，將形成銹蝕通道，降低結構耐久性。西人工島現澆隧道鋼筋安裝過程中，均統(tǒng)一規(guī)則，所有鉛絲扣朝向混凝土結構內側。對無法在內側綁扎的鉛絲，安排專人在鋼筋綁扎完畢后，統(tǒng)一摁倒并剪除多余部分，確保鉛絲無侵入保護層現象。

4.4 鋼筋連接控制

西人工島現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，對全部鋼筋采用專用工具逐根在兩側絲頭各10 cm位置打點標記。通過測量兩側余長及連接后總長，檢測套筒連接質量。具體見圖6。

圖6 采用專用工具打點標記Fig.6 Marking with special tools

絲頭連接檢測無誤后，進行扭矩檢測，確保兩側絲頭對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錯漏，各層鋼筋連接安裝完成后，嚴格按照三檢制進行檢驗。驗收合格后方可進行下層鋼筋綁扎施工。重點檢查鋼筋間距、層距、接頭連接質量、鋼筋骨架尺寸、鋼筋保護層厚度等方面。檢查過程中填寫驗收記錄表，檢查完成后進行簽認并留存?zhèn)洳椤?/p>

5 結語

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