1.上海虹桥国际机场公司上海200335
摘要:机场场道工程注浆施工频繁面临不停航施工条件,其质量控制难度进一步加大。本文在分析不停航施工注浆施工特点的基础上,分析与研究了注浆施工工艺与常规质量控制流程,针对现有控制方法中的不足,总结归纳了以浆液质量检测、成孔质量抽查、停注标准确定和注浆效果评价等为控制要点的不停航注浆施工质量控制方法。
关键词:机场场道;不停航;注浆;质量控制;无损评价
1、引言
为提高道面基础强度或改善道面底部脱空情况而实施的机场注浆施工属隐蔽工程,由于基础位于底层,其性状的好坏无法直观表现,加之现有注浆效果检测的手段和方法有限,导致注浆施工质量往往难以控制。此外,随着民航交通量的逐年提高,涉及机场场道工程施工一般采取不停航方式进行,即在不影响航班正常运行的情况下对场道进行修理或改造,这在很大程度上限制了施工的时间与进度,对施工工艺、组织等的要求也更加严苛。因此,在不停航条件下实施注浆工程,如何保证工程质量,成为机场场道施工的一大难题。
现有施工质量控制已有较为成熟的方式与方法,但在具体实施过程中,一些关键环节缺乏可操作性强的有效措施。本文针对不停航施工的特点,分析影响注浆工程质量主要因素,并结合实际工程经验,对注浆施工过程中一些关键环节的质量控制方法提出了补充和改进措施,基于此,总结与归纳了不停航注浆施工质量的控制方法。
2、不停航施工主要特点
由于完全关闭机场进行停航施工经济损失和社会影响大,机场改造、大修等工程几乎均采用不停航施工的方式。根据行业法律法规规定,受机场实际运营限制,不停航施工具有以下主要特点:
(1)施工时间短
由于要保持白天机场的正常运行,不停航施工的时间仅为夜间的几个小时的时间。而对于单跑道而言,航班量越大,施工时间越短。
(2)施工工序具有完整性
由于机场是个封闭体系,安检严格,因此,施工每天都必须完成的作业流程大致是:安检、施工、清理施工区域,通航前退场。施工工序具有很高的完整性,且需要在给定的时间段内完成。
(3)施工效率受限
由于设备及人员需提前办理进入场区通行证,原材料也需经过安检后运送进入场区,因此且每日供给材料总量受限制,施工效率也受限制,临时提速和增加用量的空间较小。
(4)安全责任重大
不停航施工涉及到飞机的起降等航行安全问题,事故责任重大,社会影响也相当大,后果严重。因此需要对不停航施工改造工程施工组织中考虑严格的应急处理方案(如消防、工程事故处理等)。
因此,在有效保证道面安全的条件下进行的不停航注浆施工,其施工实施与质量控制的难度均较常规施工大幅增加。
3、施工质量控制方法
现有研究与实践表明,注浆工程质量主要与以下四方面有关:1)基础可注性;2)原材料和注浆材料质量;3)注浆量及均匀程度;4)注浆施工工艺。其中,基础可注性与工程地质条件相关,不属人为控制范畴,因此,现有注浆施工质量控制,主要以后三方面的控制为主。此外,考虑到不停航施工的特点,科学、合理的质量评定方法,对于施工的准备与组织也有较高要求。
由于我国水泥混凝土道面脱空普遍存在,不停航注浆施工的工程实践较多,积累了较为丰富和完整的施工质量控制方法与手段。但受施工设备、施工工艺水平以及实际施工条件的限制,部分措施在现场并不具备较好的操作性,且对施工环节的考虑并不充分。针对这一现状,结合华东某繁忙机场的不停航注浆施工时间,总结与归纳主要环节的施工质量控制要点,并建立了以此为基础的控制方法。
(1)注浆深度校核
设计确定的注浆深度,往往基于抽样地质勘查或者机场提供的结构资料。但国内许多机场历经多次改扩建,资料与现场实际往往不符,尤其是隐蔽结构部分,而抽样勘查也不能完全反应整个施工区域的结构全貌。而注浆深度对于注浆量影响较大,例如,华东某繁忙机场(其后简称H机场)不停航注浆施工,由于区域内结构复杂,共分了5个区域,现场实施时采用了5个不同的注浆深度,通过这一方式,显著提升了注浆量。因此,可以在具体施工过程中,要求施工单位对于不同区域先进行注浆深度校核(钻芯等),这对于提高可注性具有重要作用。
(2)浆液水灰比控制
浆液水灰比是浆液质量控制的关键,过高的水灰比影响浆液的后期强度,直接影响注浆效果。注浆施工时,一般采取控制水泥用量和用水量的方式进行,但设备或人为误差往往导致实际浆液水灰比与设计水灰比差距过大。由于水灰比与比重之间具有很好的相关性,且比重现场测试简单易行,可在现场采用比重计对于每批次浆液进行检测。H机场通过测试比重控制浆液质量,实际使用的浆液质量合格率接近100%,有效保障了整个工程的具体实施效果。
(3)成孔质量检查
成孔质量检查是目前注浆施工中常常被忽视的一个环节。成孔质量包括孔及板块位置、钻孔深度、钻孔垂直度和注浆管位置等,此外,成孔后必须对孔进行清理,保持清洁。尽可能增大成孔质量检查的力度,尤其是确保孔深及注浆管位置(一般要求注浆管底部与注浆孔底部之间保持5cm左右的距离)达到设计要求。
(4)注浆流量控制
注浆流量不仅是注浆总量统计的重要参数,也与注浆压力等直接相关。现有注浆设备均配备流量计,但实践表明,对于粘稠浆液流量计的统计准确性偏低。H机坪在实际操作过程中,通过测试每台注浆设备一定量的浆液实际注浆时间来确定注浆流量,并通过控制浆液总量和实际注浆时间来控制浆液流量,较流量计更为实用与准确。
(5)注浆压力控制
过大的注浆压力可能引起道面板过量抬升,并有可能导致道面板块出现裂缝(水泥道面)或道面隆起(沥青道面)。同时,过大的压力导致注浆流量过大,浆液来不及扩散,从而使注浆量不足。因此,注浆过程中必须严格控制注浆压力。一般施工过程的注浆压力通过注浆设备的压力表进行监测,但注浆过程中压力易出现骤升骤降的情况,压力表易损坏,因此,在实际操作过程中,一方面因针对这一问题配置专用压力表,另一方面,由于注浆流量可调、压力上升往往表现为道面抬升,压力控制须通过注浆流量控制和抬升量监测进行辅助控制。
(6)抬升量监测
注浆过程中必须对注浆区域道面进行高程测量情况,且应要求施工与监理人员平行监测。此外,还需设置专岗在施工区域巡查,随时关注道面的抬升情况。一旦抬升超过停注标准时,必须停止注浆。
(7)冒浆与串浆处置
压力过大、冒浆、抬升过大均为常规的注浆停注标准,但三者之间具有相关性。这里需要说明的是,出现冒浆或串浆,在很多情况下,是因为注浆压力过大浆液未及时扩散造成。停注一段时间对冒浆孔注浆,很有可能还有较好的可注性。因此,对于冒浆与串浆,一旦发生首先应停注,待稳定一段时间应尝试再注浆,而不能一味采取“冒浆与串浆孔不再进行注浆“的方式,这对于提升注浆量、从而提高注浆效果具有重要意义。
(8)注浆量统计
如前述,通过注浆设备的流量计或数据统计系统,难以准确统计注浆量。实际在采用比重有效控制浆液水灰比的前提下,注浆量统计,可按实际水泥用量进行计算。因此,控制注浆量,只需严格控制水泥用量,这种方式更为准确,可操作性更强。
(9)质量检测方法
弯沉测试是评价注浆工程工后效果的主要手段,一般而言,注浆评价标准包括基础强度(弯沉值大小)和脱空率等。实际,基础均匀性也是影响注浆效果的重要方面,在注浆弯沉评价时,基础均匀性也应作为主要评价指标。例如,H机场沥青道面注浆关于弯沉值评定的标准就包括:“实测D0点弯沉数据的变异系数不大于15%”。
(10)不停航施工组织
要保证不停航注浆施工的实施效果,除加强与完善注浆施工常规与前述的控制外,合理的施工组织尤为重要。一方面,除了施工单位,监理与建设管理方也应按不停航施工设置合理的管理组织机构;另一方面,必须尽可能保证施工机械设备的完好性、施工及监管人员的稳定性。此外,制定合理的每日施工计划和科学的应急预案也是不停航施工组织中非常重要的内容。
4、结论
本文的主要结论包括
(1)机场注浆施工属隐蔽工程,且频繁面临不停航条件,质量控制难度大。
(2)机场不停航施工具有施工时间短、程序完整性高、施工效率受限和安全责任重大等特点;
(3)不停航注浆施工除常规质量控制方法与手段,还应在注浆深度校核、浆液水灰比控制、成孔质量检查、注浆流量控制、注浆压力控制、抬升量监测、冒浆与串浆处置、注浆量统计、质量监测方法和不停航施工组织等方面进一步完善与加强。
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