摘 要:介紹了客運(yùn)專線混凝土施工中所適用的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范;指出了混凝土試驗(yàn)和施工中質(zhì)量控制要點(diǎn),施工中應(yīng)注意的有關(guān)問(wèn)題以及相應(yīng)的施工對(duì)策。實(shí)踐表明, PDCA循環(huán)對(duì)混凝土從配合比設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、施工、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量管理活動(dòng)的全過(guò)程控制,體現(xiàn)了質(zhì)量管理的科學(xué)思想和工作方法。該方法在合武鐵路湖北段建設(shè)過(guò)程中得到廣泛的應(yīng)用并取得了良好的效果。
關(guān)鍵詞 客運(yùn)專線 混凝土施工 質(zhì)量控制 PDCA循環(huán)
客運(yùn)專線建設(shè)對(duì)鐵路工程混凝土施工提出了前所未有的高標(biāo)準(zhǔn),保證客運(yùn)專線工程施工質(zhì)量,特別是保證混凝土施工質(zhì)量對(duì)于客運(yùn)專線建設(shè)具有非常重要的意義?；炷临|(zhì)量控制包括兩個(gè)方面的內(nèi)容:一是使混凝土施工達(dá)到設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。二是在滿足設(shè)計(jì)要求的質(zhì)量指標(biāo)前提下盡量降低成本。由于科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和人類生態(tài)環(huán)境的變化,混凝土工程的壽命要求放到了重要位置,這就使得混凝土工程在滿足強(qiáng)度需求的同時(shí),必須在提高其耐久性方面下功夫?？瓦\(yùn)專線鐵路混凝土工程的重點(diǎn)應(yīng)包括混凝土的強(qiáng)度、耐久性、耐腐蝕性、抗?jié)B性和抗凍性等指標(biāo)。
1 客運(yùn)專線工程適用的主要標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范
國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》( GB50164—92)對(duì)混凝土施工提出了以下明確要求:通過(guò)對(duì)原材料的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制、混凝土配合比的確定與控制、混凝土生產(chǎn)和施工過(guò)程各工序的質(zhì)量檢驗(yàn)與控制,以及合格性檢驗(yàn)控制,使混凝土質(zhì)量符合規(guī)定要求。
在生產(chǎn)和施工過(guò)程中進(jìn)行質(zhì)量檢測(cè),計(jì)算統(tǒng)計(jì)參數(shù),應(yīng)用各種質(zhì)量管理圖表,掌握動(dòng)態(tài)信息,控制整個(gè)生產(chǎn)和施工期間的混凝土質(zhì)量。遵循升級(jí)循環(huán)的方式,制訂改進(jìn)與提高質(zhì)量的措施,完善質(zhì)量控制過(guò)程,使混凝土質(zhì)量穩(wěn)定提高。
必須配備相應(yīng)的技術(shù)人員和必要的檢驗(yàn)及試驗(yàn)設(shè)備,建立和健全必要的技術(shù)管理與質(zhì)量控制制度。根據(jù)客運(yùn)專線鐵路工程的需要,鐵道部于2005年發(fā)布、推薦了一組針對(duì)客運(yùn)專線鐵路工程的企業(yè)施工標(biāo)準(zhǔn),其中與混凝土施工關(guān)系較密切的有《客運(yùn)專線鐵路橋涵工程施工技術(shù)指南》( TZ213—2005) 、《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工技術(shù)指南》( TZ214—2005 ) 、《鐵路混凝土工程施工技術(shù)指南》( TZ210—2005)以及《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》、《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)[ 2005 ]160號(hào))等。這些新標(biāo)準(zhǔn)除要求執(zhí)行國(guó)家、鐵道部相應(yīng)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)外,又提出了更為嚴(yán)格的要求。以隧道工程襯砌施工而言,《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)[ 2005 ] 160 號(hào)) ,在對(duì)主控項(xiàng)目(如水泥、細(xì)骨料、粗骨料、外加劑、礦物摻和料、混凝土堿含量、拌制混凝土用水、混凝土配合比、混凝土的最大水膠比和單方混凝土膠凝材料的最低用量及抗蝕系數(shù)等的檢驗(yàn)數(shù)量和檢驗(yàn)方法)做出了明確規(guī)定的同時(shí),強(qiáng)調(diào)上述內(nèi)容還應(yīng)符合《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)[ 2005 ] 160號(hào))的相關(guān)規(guī)定。
《客運(yùn)專線鐵路隧道工程施工質(zhì)量驗(yàn)收暫行標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)[ 2005 ]160號(hào))特別要求襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)試件的試驗(yàn)齡期為56 d,混凝土強(qiáng)度試件應(yīng)在混凝土的澆筑地點(diǎn)隨機(jī)抽樣制作。要求:同條件養(yǎng)護(hù)抗壓強(qiáng)度試件的取樣、養(yǎng)護(hù)方式和留置數(shù)量應(yīng)符合鐵道部現(xiàn)行《鐵路工程結(jié)構(gòu)混凝土強(qiáng)度檢測(cè)規(guī)程》的規(guī)定。要求襯砌混凝土的抗?jié)B等級(jí)應(yīng)按現(xiàn)行國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《普通混凝土長(zhǎng)期性能和耐久性能試驗(yàn)方法》的規(guī)定進(jìn)行試驗(yàn)評(píng)定。
噴射混凝土施工中,材料進(jìn)場(chǎng)除要求符合國(guó)家、鐵道部相應(yīng)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)外,還提出噴射混凝土的性能、回彈率、粉塵濃度及噴射工藝應(yīng)符合國(guó)家現(xiàn)行《錨桿噴射混凝土支護(hù)技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定;噴射混凝土的原材料、配合比、拌和、運(yùn)輸、噴射、質(zhì)量檢查及噴射工藝等,應(yīng)符合現(xiàn)行《鐵路隧道噴錨構(gòu)筑法技術(shù)規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定。
因此,工程技術(shù)人員不能滿足于以往所熟悉的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范,還必須熟練掌握客運(yùn)專線的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),并認(rèn)真貫徹執(zhí)行。
2 客運(yùn)專線混凝土施工質(zhì)量控制要點(diǎn)
2.1 客運(yùn)專線混凝土質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制程序
客運(yùn)專線混凝土通用質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)控制程序見(jiàn)圖1;均勻優(yōu)質(zhì)混凝土的主要因素見(jiàn)圖2。
2.2 客運(yùn)專線混凝土組成材料及配比的質(zhì)量控制
國(guó)標(biāo)《混凝土質(zhì)量控制標(biāo)準(zhǔn)》( GB50164—92)對(duì)混凝土組成材料質(zhì)量控制有明確的規(guī)定和要求。客運(yùn)專線工程混凝土組成材料的質(zhì)量控制由工程試驗(yàn)室(中心試驗(yàn)室及工區(qū)試驗(yàn)室)通過(guò)試驗(yàn)完成。主要步驟有:優(yōu)選原材料(包括常規(guī)材料和各種添加材料) ,選出能夠滿足各種復(fù)雜地質(zhì)條件下襯砌
工程等的混凝土配合比,使其具有優(yōu)良的和易性和填充性,且不易離析。具有優(yōu)良的耐久性,力學(xué)性能滿足設(shè)計(jì)要求。在優(yōu)化混凝土理論配合比的基礎(chǔ)上,進(jìn)行混凝土的攪拌、運(yùn)輸、澆筑、振搗、養(yǎng)護(hù)、脫模時(shí)間控制等施工工藝研究,以確保高品質(zhì)混凝土襯砌的施工質(zhì)量。
要提高混凝土的耐久性,必須降低混凝土的孔隙率,特別是毛細(xì)管孔隙率,最主要的方法是降低混凝土的拌和用水量。但是如果純粹的降低用水量,混凝土的工作性將隨之降低,又會(huì)導(dǎo)致?lián)v實(shí)成型工作困難,同樣造成混凝土結(jié)構(gòu)不致密,甚至出現(xiàn)蜂窩等宏觀缺陷,不但混凝土強(qiáng)度降低,而且混凝土的耐久性也同時(shí)降低。目前減少孔隙率的途徑往往是摻入高效減水劑。
普通水泥混凝土的水泥石中水化物穩(wěn)定性的不足,是混凝土不能耐久的另一主要因素。在普通混凝土中摻入活性礦物的目的,在于改善混凝土中水泥石的膠凝物質(zhì)的組成。活性礦物摻料(硅灰、礦渣、粉煤灰等)中含有大量活性SiO2 及活性Al2O3 ,它們能和水泥水化過(guò)程中產(chǎn)生的游離石灰及高堿性水化硅酸鈣產(chǎn)生二次反應(yīng),生成強(qiáng)度更高,穩(wěn)定性更優(yōu)的低堿性水化硅酸鈣,從而達(dá)到改善水化膠凝物質(zhì)的組成,消除游離石灰的目的。有些超細(xì)礦物摻料,其平均粒徑小于水泥粒子的平均粒徑,能填充于水泥粒子之間的空隙中,使水泥石結(jié)構(gòu)更為致密,并阻斷可能形成的滲透路徑。此外,還能改善集料與水泥石的界面結(jié)構(gòu)和界面區(qū)性能。這些重要的作用,對(duì)增進(jìn)混凝土的耐久性及強(qiáng)度都有本質(zhì)性的貢獻(xiàn)。
隨著建筑技術(shù)的發(fā)展,化學(xué)外加劑在混凝土中的應(yīng)用已非常廣泛。由于混凝土所使用的化學(xué)外加劑功能繁多,甚至在同一混凝土中摻加多種外加劑,再加上各種外加劑作用機(jī)理、使用方法各異,以及彼此間及與水泥的相容性等問(wèn)題,都是屬于在使用前應(yīng)認(rèn)真加以對(duì)待的。外加劑使用恰當(dāng),既能滿足功能需求,又能產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益;使用不當(dāng),則會(huì)產(chǎn)生各種問(wèn)題。故外加劑使用前要做到:
(1)先做與水泥的相容性試驗(yàn)。
(2)外加劑合理?yè)搅康拇_定,要特別兼顧功效與經(jīng)濟(jì)上的合理性。
(3)多種外加劑共用時(shí),要進(jìn)行配伍試驗(yàn)。
(4)高效減水劑與水泥生產(chǎn)日期的關(guān)系:差不多所有減水劑摻入新鮮水泥中均無(wú)減水功能,一定要停放半月后才有顯效。
(5)摻外加劑的混凝土要遵照外加劑使用說(shuō)明進(jìn)行施工養(yǎng)護(hù),否則收縮更強(qiáng)烈,混凝土易開(kāi)裂。
(6)有機(jī)纖維的混凝土攪拌工藝應(yīng)按產(chǎn)品說(shuō)明進(jìn)行。
混凝土相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)水泥保質(zhì)期有明確規(guī)定,但有資料[ 4 ]強(qiáng)調(diào),僅僅注意了保質(zhì)期是不夠的,要重視水泥出廠日期,工程中使用的水泥不得早于生產(chǎn)后二周,不得遲于生產(chǎn)后三個(gè)月,前者防止與外加劑的不良反應(yīng)(這一點(diǎn)兒在混凝土施工中應(yīng)引起重視) ,后者防止混凝土達(dá)不到設(shè)計(jì)強(qiáng)度。
2.3 制作襯砌混凝土抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)試件的新要求
前已述及,客運(yùn)專線混凝土要進(jìn)行56 d試驗(yàn)齡期的強(qiáng)度試驗(yàn),按照《鐵路混凝土工程施工質(zhì)量驗(yàn)收補(bǔ)充標(biāo)準(zhǔn)》(鐵建設(shè)[ 2005 ] 160號(hào))的規(guī)定,還要進(jìn)行56d齡期的氯離子電通量試驗(yàn)。盡管新標(biāo)準(zhǔn)只是那么幾段文字,但要嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行試驗(yàn),則必須認(rèn)真籌劃,組織實(shí)施。包括在開(kāi)工前選定混凝土組成材料,提前組建試驗(yàn)室以制取標(biāo)準(zhǔn)試件,加上向監(jiān)理申報(bào)試驗(yàn)數(shù)據(jù)可能延誤的時(shí)間,必須在襯砌施工第一天的兩個(gè)月之前進(jìn)行抗壓強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)試件的制作。同時(shí)還要滿足開(kāi)工后噴射混凝土試驗(yàn)的要求。如試驗(yàn)室不能及時(shí)建設(shè),則必須按規(guī)定選擇委外試驗(yàn),同樣要提前進(jìn)行調(diào)研,選擇有資質(zhì)的試驗(yàn)室。
氯離子電通量試驗(yàn)的設(shè)備或儀器應(yīng)和其他設(shè)備儀器一樣提前籌劃,并通過(guò)物資公開(kāi)招標(biāo),選擇質(zhì)量好、口碑好的生產(chǎn)廠家。
2.4 客運(yùn)專線混凝土施工工藝的質(zhì)量控制
混凝土施工工藝的質(zhì)量控制是由試驗(yàn)室和施工過(guò)程共同完成的。試驗(yàn)室按照國(guó)家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范對(duì)混凝土施工提出詳盡的施工工藝并指導(dǎo)和監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際操作。
有研究資料報(bào)道:建筑工程中混凝土有害裂縫與可見(jiàn)裂縫70% 以上是在施工早期,特別是混凝土澆搗后一周內(nèi)產(chǎn)生的。因此,控制好施工質(zhì)量,特別是混凝土的早期養(yǎng)護(hù)是杜絕與減少混凝土結(jié)構(gòu)工程裂縫的關(guān)鍵?；炷潦┕すに嚨馁|(zhì)量控制非常重要。如合武客運(yùn)專線在建設(shè)過(guò)程中就特別強(qiáng)調(diào):試驗(yàn)室的工作遠(yuǎn)不止是對(duì)材料的檢驗(yàn)及對(duì)混凝土配合比的試驗(yàn),指導(dǎo)和監(jiān)督現(xiàn)場(chǎng)混凝土施工對(duì)工程的質(zhì)量至關(guān)重要,并把此作為對(duì)施工單位工程質(zhì)量評(píng)比的一項(xiàng)重要內(nèi)容?？瓦\(yùn)專線混凝土施工工藝主要包括混凝土的攪拌、運(yùn)輸、泵送和振搗工藝等。
攪拌工藝值得注意的有:投料中砂子、石子質(zhì)量的控制,各種材料計(jì)量的準(zhǔn)確度以及投料的順序。攪拌混凝土的目的是使所有骨料表面都涂滿水泥漿,從而使混凝土各種材料混合成勻質(zhì)體。若攪拌不勻,不但影響混凝土強(qiáng)度,而且容易形成部分砂漿過(guò)多或者部分砂漿過(guò)少的現(xiàn)象,制成的混凝土在砂漿不足的部分形成蜂窩或麻面。攪拌均勻性與正確的攪拌方法、攪拌時(shí)間、進(jìn)料順序等有關(guān)。投料順序正確可提高攪拌質(zhì)量,常用的有一次投料法和二次投料法。
一次投料法是在上料中先裝石子再加水泥,然后是砂子一次投入攪拌機(jī)中。對(duì)于強(qiáng)制式攪拌機(jī)應(yīng)在投入原材料的同時(shí)緩慢均勻分散地加水。二次投料法是先向攪拌機(jī)內(nèi)投入水和水泥等膠凝材料,待其攪勻后,再投入砂、石,繼續(xù)攪拌到規(guī)定時(shí)間。這種投料方法可提高混凝土強(qiáng)度。實(shí)際操作中必須做到攪拌時(shí)材料按配合比規(guī)定計(jì)量?？瓦\(yùn)專線混凝土攪拌采用第二種投料順序。在合武客運(yùn)專線一次大檢查中,發(fā)現(xiàn)有的工地操作工人憑經(jīng)驗(yàn)辦事,擅用第一種投料法,遂發(fā)文做出由試驗(yàn)室監(jiān)管投料的相關(guān)規(guī)定,從而保證了工程質(zhì)量。
提高混凝土施工人員素質(zhì)是當(dāng)務(wù)之急。隨著行業(yè)的發(fā)展,生產(chǎn)設(shè)備、控制系統(tǒng)、試驗(yàn)檢測(cè)手段等水平都有了很大提高,但管理人員、技術(shù)人員的素質(zhì)卻跟不上發(fā)展的需要,是一個(gè)值得關(guān)注的現(xiàn)象。在保證試驗(yàn)人員高素質(zhì)的前提下,客運(yùn)專線混凝土施工應(yīng)做到對(duì)混凝土行業(yè)的技術(shù)人員、泵工、運(yùn)輸車等崗位操作工進(jìn)行上崗培訓(xùn),持證上崗。同時(shí)防止出現(xiàn)混凝土施工出現(xiàn)無(wú)人監(jiān)管的情況。
PDCA循環(huán)指對(duì)混凝土從配合比設(shè)計(jì)到生產(chǎn)、施工、養(yǎng)護(hù)質(zhì)量管理活動(dòng)的全過(guò)程進(jìn)行控制,是混凝土質(zhì)量計(jì)劃的制訂和組織實(shí)施的過(guò)程,體現(xiàn)了質(zhì)量管理的科學(xué)思想和工作方法。計(jì)劃( Plan)就是根據(jù)工程需要,結(jié)合本地區(qū)混凝土原材料的實(shí)際情況,制定切實(shí)可行的方針、目標(biāo)和計(jì)劃;實(shí)施(DO)是按照混凝土要求計(jì)劃,開(kāi)展研制、生產(chǎn)、試驗(yàn)等各項(xiàng)工作;檢查(Check)是按照計(jì)劃的要求,檢查、驗(yàn)收混凝土設(shè)計(jì)生產(chǎn)的進(jìn)展情況;處理(Action)就是根據(jù)計(jì)劃實(shí)施、檢查得出的各項(xiàng)混凝土試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析總結(jié),處理遇到的各項(xiàng)問(wèn)題,提出改進(jìn)的措施和建議,保證混凝土設(shè)計(jì)計(jì)劃實(shí)現(xiàn)。對(duì)于一些重大工程可采取相應(yīng)的糾正措施和對(duì)策,使混凝土施工質(zhì)量問(wèn)題歸零,作為新的一輪PDCA循環(huán)的開(kāi)始,構(gòu)成了混凝土質(zhì)量不斷提高的螺旋式上升過(guò)程。
合武鐵路湖北段開(kāi)展這項(xiàng)活動(dòng)取得了可喜的成績(jī),在客運(yùn)專線的混凝土工程施工中,應(yīng)進(jìn)一步認(rèn)真開(kāi)展這項(xiàng)活動(dòng),活動(dòng)中要做到實(shí)事求是,防止弄虛作假。
3 結(jié)束語(yǔ)
混凝土工程的質(zhì)量關(guān)系到客運(yùn)專線工程的質(zhì)量,貫穿工程的大部分施工工序,每個(gè)工序都必須認(rèn)真對(duì)待?？瓦\(yùn)專線工程的混凝土標(biāo)準(zhǔn)對(duì)各施工工序都有明確要求。以隧道工程而言,不能只抓了襯砌施工,忽視噴射混凝土施工和注漿作業(yè),或只重視襯砌和噴射混凝土施工而忽視了注漿作業(yè)?；蛘咧恢匾暡牧蠙z驗(yàn),忽視了對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的監(jiān)管。只要客運(yùn)專線建設(shè)全員重視混凝土工程施工質(zhì)量,就一定能交付優(yōu)質(zhì)客運(yùn)專線工程。
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