提高公路隧道中埋式止水带安装合格率方法研究

提高公路隧道中埋式止水带安装合格率方法研究STUDYONMETHODOFIMPROVINGTHEQUALIFIEDRATEOFINSTALLATIONOFBURIEDWATERSTOPSINHIGHWAYTUNNELS

李学华1，郝少峰1，邓俊雷1，熊飞2

（1.云南省建设投资控股集团有限公司，云南昆明650000；2.云南交投集团云岭建设有限公司，云南昆明650000）

（1.YunnanConstructionandInvestmentHoldingGroupCo.,Ltd.,Kunming650000,China；2.YunnanTradinggroupYunlingConstructionCo.,Ltd.,Kunming650000,China）

LIXuehua1,HAOShaofeng1，DENGJunlei1，XIONGFei2

【摘要】高速公路隧道衬砌止水带安装质量是隧道防排水施工的关键工序，为提高隧道仰拱与二衬中埋式止水带安装的合格

率，文中以云南某隧道为工程背景，分别运用了排列图法和鱼刺图法对影响隧道中埋式止水带安装合格率的因素进行了系统研究，并提出了一种采用两种U型卡口并结合使用方钢对纵向施工缝中埋式止水带进行固定的方法，并运用于工程实践。研究和实践表明：采用这种固定方法能有效提高止水带的安装合格率，对隧道的防排水施工具有重要的实际指导意义。【关键词】隧道；中埋式止水带；施工缝；合格率【中图分类号】TU74

【文献标志码】A

【文章编号】1001-6864（2019）08-0135-04

Abstract:Theinstallingqualityofexpresswaytunnelliningwaterstopisakeyprocessesofthewaterproofanddrainageconstruction.Inordertoimprovethequalifiedrateofinstallationofinvertedarchandsecondaryliningburiedwaterstopintunnel,thispapertakesatunnelinYunnanProvinceasanengineeringbackground,andsys原tematicallystudiesthefactorsaffectingthequalifiedrateofinstallationofburiedwaterstopintunnelbyusingthemethodofarrangementchartandfishbonechart,andputsforwardamethodoffixingburiedwaterstopinlongitudi原nalconstructionjointbyusingtwoU-shapedbayonetcombinedwithsquaresteel.Themethodisappliedtoengi原neeringpractice.Researchandpracticeshowthatthisfixedmethodcaneffectivelyimprovethequalifiedrateofwa原terstopinstallation,andithasimportantpracticalguidingsignificancefortunnelwaterproofanddrainageconstruc原tion.

Keywords:tunnel;buriedwaterstops;constructionjoint;qualifiedrate

0引言随着高速公路建设的快速发展，隧道施工工艺要求及检验标准也不断提高。隧道仰拱与二次衬砌的施工缝是结构防水的薄弱环节，其防水效果直接影响到隧道衬砌结构的耐久性及运营期的安全性[1]，如1995年通车的大茅隧道，在变形缝、施工缝处出现严重的渗水甚至涌水现象，对安全行车构成极大威胁[2]。仰拱与二衬施工缝一般采用背贴式+中埋式止水带的双重防水形式，其中中埋式止水带常规的安装方法是采用U型钢筋加固安装，大量的工程实践证明，这种方法具有安装不稳固、连接和防护不到位、浇筑混凝土时容易出现扭曲、偏位等缺点[3]。刘强等[2]提出了新型可排止水带，能减小止水带附近水压，提高止水带的安全性。吕康成等[4,5]对施工缝中埋式止水带和背贴式止水带进行了改进，开发了蝶形可排水止水带，但这些研究都缺乏实践性，难以在工程运用中得到推广。为了有效解决二衬和仰拱施工缝的防水问题，文中结135

合工程实践，全面分析了影响隧道中埋式止水带安装合格率的因素，并提出了一种采用两种U型卡口并结合使用方钢对纵向施工缝中埋式止水带进行固定的方法。1工程概况云南某隧道桩号为K43+540.00~K52+015.00（右幅），全长8475.0m，最大埋深833m，设计速度80km/h，隧道位于年均降雨量2400mm的区域内，雨季时间长，有“山有多高，水有多高”之称，隧道预测单洞正常涌水量29908.1m3/d，雨季最大涌水量为48554.2m3/d，施工缝处防水设置背贴式止水带+中埋式橡胶止水带。隧道使用中埋式止水带总长50331.82m，仰拱与二衬处中埋式止水带常规的安装方法是采用U型钢筋加固安装见图1，这种安装方法具有加固钢筋不能重复利用，易造成钢筋浪费，且加固安装具有不稳定的缺点，受到混凝土冲击时容易造成止水带的扭曲或整体偏位。图1中埋式止水带安装示意图

2止水带安装合格率现状调查研究结合该隧道中埋式止水带的安装质量对已经安装的止水带进行跟踪调查，每月调查点数为100个，对止水带的合格率进行了统计分析，目前止水带的安装合格率为80.5%，见表1。表1

中埋式止水带安装质量统计

序号检查点数不合格点数

合格点数

合格率/%

1100188282210021797931001981814100208080合计

400

78

322

80.5

为了进一步研究影响中埋式止水带安装合格率的因素，文中通过排列图法[6]对中埋式止水带的安装质量问题进行了调查研究。针对安装不合格的78个点，按照质量特性不合格点数由大到小的顺序重新整理数据，分别计算出累计频数和累计频率，如图2，由图可知，止水带偏移的累计频率69×100%/78=88.46%，所以“止水带偏移”是影响合格率的主要因素。图2止水带安装质量问题排列图

为了更加准确的找到影响止水带合格率的主要症结，解决合格率低的主要问题。针对止水带偏移的69个点，文中进一步采用的层次分析法，按照止水带偏移的质量特性，重新计算累计频数和累计频率，如图3。由图可知，止水带水平偏移的累计频率为59×100%/69=85.5%，所以止水带水平偏移是造成止水带安装质量合格率的主要“症结所在”。图3

止水带安装质量问题排列图

3合格率影响要因分析为了分析影响止水带偏移的主要因素，采用因果分析图法分别从人、机、料、法、环、测六个方面对每一个质量特征进行逐层分析，得到影响止水带水平偏移的主要因素见图4。图4

因果分析鱼刺图

由鱼刺图可见，止水带水平偏移的末端因素共有8个，根据因果分析鱼刺图制作了要因确认计划表，如表2所示。根据要因确定计划表，主要采用了调查分析、现场测量和试验的方法，对“止水带水平偏移”影响程度逐条展开分析并判断，进一步确定要因。通过分析，针对“缺乏技术交底和培训”这个末端因素，对四个班组进行了考核，考核合格率均在70%以上，未能达到考核标（考核合格率为100%），严重影响安装质量，确定为要因；针对“未对弯曲机进行校正”这个末端因素，对3个检验批次考核合格率均未能达到标准（考核合格率为90%），严重的影响到施工质量，确定为要因；针对“固定方法不合理”这个末端因素，止水带不顺直，偏移严重，确定为要因。通过上述分析，确定了缺乏技术交底和培训、未对弯曲机进行校正、安装方法不合理三个末端因素为影响“止水带水平偏移”的主要因素。其余影响止水带水平偏移因素确定为非主要因素。136

表2

编号12345678

末端因素

确认内容

要因确认计划

确认方法

确认标准

技术交底记录详细且考核合格率100%，培训记录100%齐全

钢筋卡尺寸误差在±2cm以内，合格率90%100%做坍落度试验，并要求100%合格所用材料100%合格

离止水带的最小距离不得小于5cm，合格率100%纵向偏离误差±50mm，偏离衬砌中心线≤30mm，100%合格照明灯具100%满足施工要求测量仪器检定100%合格

缺乏技术交底和培训现场询问调查施工人员对工艺和方案了解情况调查分析未对弯曲机进行校正确定成品钢筋卡是否符合设计标准未做坍落度试验止水带进场未抽检

进场混凝土是否做了坍落度试验检查进场材料试验报告并抽检原材料

现场测量现场测量现场测量现场试验现场试验现场测量现场测量

振动棒离止水带太近确认振动棒离止水带距离固定方法不合理照明设备不够测量仪器未检定

止水带固定方式是否合理现场安全文明施工是否满足要求检查测量仪器是否检定

4对策研究分析针对缺乏技术交底的末端因素，采用了对施工人员进行相应的技术交底和培训的措施，并对施工人员做好班前教育，不定期进行考核，成绩合格才能上岗，通过此措施对班组的考核合格率均达到了100%，对策效果较为明显。针对“未对弯曲机进行校正”这个末端因素，通过过对弯曲机角度的精确调整，并对集中批量生产的U型成品钢筋进行抽样检查，通过考核3个检验批次考核合格率均能达到标准（考核合格率为90%），由此判断该对策实施结果经过验证没有安全、质量、管理、成本等方面的负面影响。下面主要对止水带的安装方案进行重点研究。传统的中埋式止水带采用U型钢筋进行加固安装，通过上述分析，这种方法也是引起止水带水平偏移的主要因素，常导致止水带与混凝土结合欠密实，导致渗漏等[7,8]。针对这种安装方法的缺陷，文中提出了一种采用两种U型卡口并结合使用方钢（3cm×3cm）纵向施工缝中埋式止水带进行固定的方法。其主要实施过程为：（1）安装横向架立筋，在施工完仰拱钢筋时，在二衬钢筋两层环向钢筋上横向焊接Φ20钢筋，长度以不影响仰拱模板为宜，纵向间距1.5m一根，高度为止水带底的标高-U型卡钢筋直径-纵向固定钢筋直径，如图5所示。（2）在横向钢筋上焊接一纵向钢筋直径Φ20，纵向钢筋固定在二衬的两排钢筋中间，然后进行U型卡焊接，间距1.0m，如图6所示。（3）焊接完成后进行止水带安装，将止水带安装于下部U型卡中间，并采用方钢(3cm×3cm）和上部U型卡扣对夹固定，上紧U型卡的螺栓，确保止水带顺直并整体固定在方钢上，如图7所示。（4）固定好止水带之后进行仰拱模板安装，然后浇筑混凝土。混凝土浇筑时采用自制溜槽，从仰拱边墙处灌注，有专人振捣并对止水带进行保护，发生错位时及时纠正，如图8所示。137

图8

安装二衬边墙模板

图7

安装方钢及上部U型卡口图6安装U型卡口图5安装横纵向钢筋

5效果评价为了对采用两种U型卡口并结合使用方钢对纵向施工缝中埋式止水带进行固定的实际效果进行评价，分别对研究前和研究后中埋式止水带安装质量问题进行了统计，隧道中埋式止水带安装合格率从研究前的80.5%增长到了97%，分别如图9、图10所示，从图中可以看出止水带偏移频数研究前的69个下降到研究后2个，下降比率达到97.1%；研究前止水带偏移是影响安装质量的要因，研究后影响止水带安装合格率的主要“症结”止水带偏移问题得到有效解决。图9研究前止水带合格率

图10

研究后止水带合格率

本次研究共节约施工费用70765元，节约综合管理费用70765×5%=3538.25元，节约总费用为70765+3538.25=74303.25元，研究投入的方钢费用、培训费用及钢筋费用、人工费、工程管理费共计18900元，直接和间接经济效益达到74303.25-18900=55403.25元。6结语（1）通过实际调查研究分析，目前中埋式止水带安装方法不合理是影响“止水带水平偏移”的主要因素。（2）影响中埋式止水带安装质量的因素是多方面的，在控制止水带安装合格率时应从人、机、料、法、环等方面进行综合考虑。（3）采用两种U型卡口并结合使用方钢对纵向施工缝中埋式止水带进行固定的方法能有效解决止水带水平偏移的质量问题，其安装合格率从80.5%增长到了97%。（4）通过安装质量效果评价，采用两种U型卡口并结合使用方钢对纵向施工缝中埋式止水带进行固定的方法具有便于安装、防水效果好以及节约造价的优点，该工艺的创新可为隧道防排水提供参考。参考文献［1］冀夏芳，常宝.隧道衬砌施工缝止水带施工工艺探讨［J］.隧道

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陷性状研究［D］.杭州：浙江大学，2006.［收稿日期］2019-06-06［作者简介］李学华（1974-），男，昆明人，高级工程师，从事桥梁隧道技术研究。钢结构装配式住宅进入试点建设阶段亟须建立健全行业标准和规范体系2017年《建筑业发展“十三五”规划》中正式提出“积极

稳妥推广钢结构住宅”后，经过一段时间的研究和探索，钢结构装配式住宅终于迎来了试点建设阶段。7月30日，住房和城乡建设部官网发布通知称，同意河南、江西开展钢结构装配式住宅建设试点。此前，住房和城乡建设部还同意了湖南、山东、四川、浙江4省开展钢结构装配式住宅建设试点。

在相关批复文件中，住房和城乡建设部要求这些试点省份要“以解决钢结构装配式住宅建设推广过程中的实际问题为首要任务，确保试点工作各项任务目标如期实现，尽快探索出一套可复制可推广的钢结构装配式住宅建设推进模式。”从以上6省公布的试点方案来看，不仅明确了试点城市、试点目标以及主要任务等，还细化了阶段目标并拿出不少实质性的激励措施。

与普通住宅相比，钢结构装配式住宅更能保证房屋质量，同时还将进一步减少能耗和环境污染。就此，中国建筑学会建筑产业现代化发展委员会秘书长叶明接受中国建设报记者采访时表示，从资源节约、绿色发展、循环经济角度考虑，钢结构装配式住宅具有较大优势。当然，在推广过程中，钢结构装配式住宅的适用性、经济性和耐久性问题还有待进一步研究和解决，需要尽快摸索出一套完整的标准和规范体系。

来源：中国建设新闻网

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