石家莊地鐵洞樁法車站施工典型質量問題分析與控制措施

孫 斌，楊 磊

（中土大地國際建筑設計有限公司，河北 石家莊 050000）

0 引 言

隨著我國城市建設步伐不斷加快，城市地鐵建設里程不斷攀升，推進地下鐵道建設工程迅猛發展。洞樁法暗挖施工工藝因具有的對地層影響擾動小、對周邊環境影響小、征地拆遷少、造價相對低等特點，在城市地鐵施工中有廣泛應用。但由于石家莊地鐵工程實際施工中存在技術力量薄弱、機械化程度低、工序銜接繁瑣等客觀不利因素，導致地鐵洞樁法施工過程中存在質量問題依然較多［1］。本文根據洞樁法施工工藝特點結合石家莊地鐵洞樁法車站施工狀況，對施工中發現的典型質量問題進行原因分析，因地制宜，提出采取一系列控制措施。

1 洞樁法施工工藝特點

洞樁法的原理是將傳統的框架結構施工方法和暗挖法進行有機結合。即在地上不具備基坑圍護結構施工條件下，在地下提前暗挖好的導洞內施作圍護邊樁、中柱、底梁和頂梁、頂拱共同構成洞樁支撐框架體系，承受施工過程荷載，而后在頂拱和邊樁形成的空間支撐構架下，逐層向下開挖土體，逐步施工內部結構，最后形成由外層邊樁及頂拱初期支護和內層二次襯砌組合成的永久承載受力體系［2］。

洞樁法在實際工程中主要有以下特點。

1）本工法施工利用小導洞空間施作側壁支撐結構（即樁和頂縱梁），中樁和相連頂拱，組成豎向受力承重體系。做到避免侵占地面空間，減少對城市道路通行和生活的不利影響。

2）小導洞施工對地層影響擾動小，所引發的地面沉降量小，對洞室的自穩定有利。避免了地面施工作業對周邊環境的影響。

3）施工工法復雜，工序轉換多，各個工序的銜接和組織要求高，接縫較多。大跨度的結構分割為小斷面的導洞其實是個雙刃劍，如初支扣拱時，在施工過程中對各個過程的連接控制不到位或方法不當會增加施工風險和二次或多次沉降的較大問題。外防水層質量較難保證，特別是二襯施工質量難以保證。

4）側壁支撐結構施工難度較大具有復雜性，側壁支撐結構可以作為主體結構或作為主體結構的一部分，視地基承載能力，側壁支撐結構可以施作不同深度，避免結構地基基礎加固，提高了結構的整體穩定性。在施工階段不僅可作為支撐結構，還可以作為施工防水帷幕，這在含水地層無地面井點降水條件或含水量較大，降水困難以及降水對周邊環境影響較大時，其優點更加突出。

5）側壁支撐結構強度高，穩定性好，直墻式洞室結構內有效凈空大，節省了曲墻和仰拱結構的工程投入。頂拱支撐在穩定的側壁支撐結構上，減少了施工過程中和施工完成后結構的整體下沉。側壁支撐結構和頂拱初期支護構成整體支護體系后，洞室主體部分可以采用施工機械進行全斷面開挖，不需要分部進行。提高了土方的施工速度，縮短了土方施工工期，工序相對簡單，施工干擾性小同時也減少了臨時支護的廢棄工程量。

2 石家莊地鐵施工現狀

石家莊按其成因屬太行山山前沖洪積平原，其地鐵工程主要位于沖洪積、堆積平原（Ⅲ），屬于滹沱河沖洪積扇亞區。勘探深度 20 m 左右范圍內所揭示的地層自上而下主要為黃土狀粉質黏土層、粉土層、中砂層和細砂層，地下水水位高程在地表以下 40 m 左右。洞樁法施工經過國內外多年施工實踐，屬于理論和應用較為成熟的施工工法。對于密集市區用地緊張、施工影響交通壓力大、地面沉降控制要求高等問題來說，洞樁法是解決此類問題相對適宜的施工工法。石家莊工程地質條件較好，地鐵施工在無水地層，從防排水角度來求具有明顯的經濟性，更適宜暗挖地鐵施工。

現階段全國城市地鐵建設迅猛發展，一定程度上使得施工、監理單位相關專業管理和技術人員相對緊缺。石家莊地層穩定性強、無地下水等地鐵施工優勢，使得各地鐵參建企業往往將經驗豐富的技術管理力量派往其他地區，導致石家莊地鐵施工出現技術管理人員年輕化、技術力量不足。主要體現在施工現場技術質量管理人員水平偏低，對各項地鐵施工工藝一知半解；石家莊地鐵施工勞動力多為勞務隊伍，施工作業人員多為派遣工人，現場缺少具有相關專業能力的技能型工人。鑒于以上種種原因，在實際施工過程中當遇到施工節點多、難度大、工序轉化復雜的施工工藝時，往往會出現一些質量問題。

3 案例分析

3.1 二襯混凝土澆筑拱頂部未注滿脫空

某地鐵施工車站第五施工段頂拱頂縱梁混凝土僅澆筑到頂部上層鋼筋位置，頂拱位置部分混凝土未注滿脫空（見圖1）。現場該部位已完成中跨初支扣拱，且與設計圖紙施工順序要求不符（見圖2）。形成此類質量問題原因是多方面的，既有施工工法本身條件所限和施工人員技術水平等直接原因，也有片面追求施工節點工期和技術管理人員施工過程把控不嚴等間接原因。

圖1 頂縱梁頂部脫空

3.1.1 直接原因

主要從洞樁法二襯混凝土澆筑施工特點、施工人員技術水平及責任心、熟悉設計圖紙 3 個方面原因進行分析。

圖2 頂縱梁設計要求

1）施工環境在相對較差的條件下進行，導洞內操作空間狹小。頂縱梁頂拱部鋼筋間距較小比較密集，施工人員進行模板及鋼筋安裝條件有所限制。二襯混凝土澆筑時條件受限，施工人員澆筑與振搗配合不緊密，振搗器本身操作不便易使振搗不到位，易造成混凝土澆筑不密實或澆筑不到位，與初期支護間形成脫空。

2）現場施工人員技術水平有限，僅憑自身經驗施工。技術交底流于形式，未嚴格按施工方案和工序、工藝標準要求進行施工。頂縱梁澆筑混凝土方量完全可以估算出來，造成頂縱梁混凝土澆筑到頂部上層鋼筋位置，反映出現場施工人員責任心差，盲目追求施工速度，置混凝土澆筑質量控制要求于不顧。

3）現場施工人員未認真研究和熟悉圖紙，圖紙是工程技術人員交流的語言，未充分理解設計意圖。在導洞內頂縱梁上方混凝土回填未完成的情況下，已開始導洞兩側初支扣拱施工，違背設計圖紙要求的洞樁法施工順序。

3.1.2 間接原因

著重從施工人員主觀質量意識、混凝土澆筑施工過程控制、技術管理人員技術水平 3 個方面原因進行分析。

1）施工人員主觀質量意識不足，片面追求施工節點工期。技術管理人員對此問題視而不見，發現問題后未及時采取相關補救措施。

2）技術管理人員對頂縱梁混凝土澆筑施工過程把控不嚴，未嚴格執行“三級質量檢查”制度，即班組自檢、作業隊復檢、項目部專檢。上道工序不合格，不能進行下道工序施工。監理單位監理旁站履職不到位。

3）現場施工單位和監理單位技術管理人員技術水平有限，對相關洞樁法施工工藝技術架構撐控存在不足，對設計圖紙理解不透徹，未認真研究圖紙或未嚴格要求施工人員按圖施工。

3.2 頂拱結構二襯鋼筋排距偏小

某地鐵施工車站第三施工段Ⅲ號導洞邊導洞（里程約為 K31+106.678～K31+113.678）頂拱結構二襯施工縫處預留鋼筋骨架排距偏小，現場實測值約為 450 mm，不滿足設計圖紙推定值 620 mm 要求（圖紙頂拱結構截面尺寸為 700 mm，迎土面混凝土保護層 45 mm，背土面混凝土保護層 35 mm）（見圖3），導致頂拱結構頂部鋼筋保護層厚度偏大，不滿足相關設計圖紙要求（見圖4）。

圖3 頂拱結構二襯施工縫處鋼筋排距偏小

圖4 頂拱結構設計要求（單位：mm）

3.2.1 直接原因

重點從施工人員鋼筋安裝前準備工作和安裝鋼筋技能操作二個方面展開原因分析。

1）施工人員鋼筋安裝前，未按鋼筋施工圖和相應規范要求核對接頭位置、排距等，未核對配料單是否正確，未認真校核鋼筋的品種、規格、形狀、尺寸及數量是否合乎配料單的規定。

2）施工人員在鋼筋安裝綁扎施工過程中受導洞內操作空間不便限制，鋼筋固定不牢固，鋼筋綁扎過程中不注意外形尺寸的控制。鋼筋間距、排距等安裝位置有偏差，易造成混凝土澆筑時鋼筋移位和偏位。

3.2.2 間接原因

著重從現場作業勞務隊伍管理、施工人員質量意識、項目部安全質量保障體系運行、監理單位管控力度四個方面分析原因。

1）項目部對現場作業勞務隊伍管理薄弱，部分管理人員對現場發現的安全質量問題視而不見，現場技術管控不力。重點部位施工技術管理人員未全過程監督檢查。

2）施工人員質量意識淡薄，混凝土澆筑前的預驗收和鋼筋隱蔽工程驗收流于形式。施工班組技術交底內容無針對性或不全面，技術交底流于形式。

3）項目部安全質量保障體系沒有正常運行，項目部管理制度不健全或處于半執行狀態。施工過程中發現的問題拖延不解決，任憑問題自行隱蔽消失。

4）監理單位的管控力度或者是說解決問題的力度不足。監理人員的整體技術水平不高，未嚴格按監理規程要求履職。

3.3 側墻變形縫止水帶未進行有效連接

某地鐵施工車站負一層側墻變形縫南北兩側墻外貼式橡膠止水帶和中埋式鋼邊橡膠止水帶上部預留接頭均未能甩出，造成變形縫止水帶未進行有效連接，防水體系斷開（見圖5、圖6）。

圖5 南側墻變形縫止水帶斷開

圖6 北側墻變形縫止水帶斷開

3.3.1 直接原因

主要從止水帶安裝前準備工作、施工工藝操作、施工工序節點驗收三個方面原因進行分析。

1）施工人員安裝止水帶前，未按施工圖和規范等要求，核對材料尺寸、規格及數量等是否滿足實際施工需要，有無漏用和錯用防水施工材料。

2）施工作業人員違規操作未將止水帶上部預留接頭甩出，施工人員在安裝止水帶施工過程中未認真核對外形尺寸控制，安裝位置是否有偏差。自身防水細部節點施工工藝技術水平存在不足。

3）施工工序節點驗收不嚴格，對防水細部做法尤其是變形縫處止水帶構造做法把控不力，質量驗收人員履職不到位。

3.3.2 間接原因

重點從項目部技術管理和施工管理經驗兩個方面原因進行分析。

1）項目部技術管理不到位，防水細部節點施工工藝未進行針對性的技術交底。日常巡檢不到位，部分管理人員對發現的質量問題隱患未引起足夠重視。

2）技術管理人員自身技術水平所限，未充分認識到此類質量問題將可能造成的嚴重后果。對將來處理解決此類質量隱患問題棘手程度不了解，充分暴露出技術施工管理經驗匱乏。

4 洞樁法施工質量控制措施

4.1 技術控制措施

石家莊地鐵洞樁法車站施工中存在頗多質量問題，對其中較為典型三個質量問題提出相應技術控制措施。針對性采取諸如加強混凝土澆筑與振搗控制、鋼筋綁扎過程中外形尺寸控制保證外形尺寸正確、嚴控防水施工過程等技術控制措施。全面性采取加強對圖紙熟悉程度和現場實地觀摩和技術理論學習等技術控制措施。

4.1.1 二襯混凝土澆筑拱頂部未注滿問題技術控制措施

1）嚴格按圖紙和施工工藝方案及施工規范要求進行施工。澆筑過程應當緊湊，保證在前層混凝土初凝之前將次層混凝土澆筑完成。層間最長間歇時間不應大于混凝土的初凝時間，當間歇時間超過混凝土初凝時間時，層面應按施工縫處理。

2）選擇級配良好的粗骨料，嚴格控制水泥含量，從源頭控制混凝土原材料質量。加強混凝土的振搗，提高混凝土的密實度和抗拉強度，減少收縮變形，保證施工質量。可采用自密實混凝土，有效保證混凝土澆筑質量。

3）澆搗時澆筑與振搗緊密配合，振動器插點按照“行列式”均勻排列。在振搗過程中，不得觸及鋼筋，模板，以免發生移位、跑模現象。受作業空間限制，混凝土澆筑時采用橡皮錘敲擊模板進行振搗。澆筑混凝土時應經常觀察模板、鋼筋、預留孔洞（若有）、預埋件和插筋等有無移動、變形或堵塞情況，發現問題應立即處理，并應在已澆筑的混凝土初凝前修正完好。

4）頂縱梁混凝土澆筑的密實度用地質雷達實時掃描檢測。通過相關檢測單位有限單元數值模擬的方法對地質雷達檢測出來的二次襯砌缺陷進行數值模擬，為缺陷的整治措施提供有力的理論支持［3］。發現類似問題出具參建各方認可的實施方案進行處理，及時消除質量隱患。

4.1.2 頂拱結構二襯鋼筋排距偏小問題技術控制措施

1）依據鋼筋施工圖，結合規范要求，安裝前核對鋼筋接頭位置、數量和間距等。核對配料單及料牌是否正確，校核已加工好的鋼筋的品種、規格、形狀、尺寸及數量是否合乎配料單的規定，有無錯配、漏配鋼筋。

2）鋼筋位置放線按照鋼筋安裝部位繪出樣圖，樣圖經校核無誤后，方可作為綁扎鋼筋依據。在墊層上用粉筆按施工圖標明底層鋼筋間距，作為擺料的依據；端頭墻及側墻上標記側墻預埋筋的頂面線；中間使用紅油漆標記頂拱結構鋼筋綁扎輪廓線。

3）鋼筋綁扎過程中注意外形尺寸的控制，應保證外形尺寸正確，避免重復返工。

4.1.3 側墻變形縫止水帶未有效連接問題技術控制措施

1）施工人員安裝止水帶前，嚴格按防水施工圖要求，核對材料尺寸、規格及數量等是否滿足圖紙要求，有無錯用防水施工材料。

2）施工人員在安裝止水帶施工過程中應認真核對外形尺寸、長度等是否相符，核查安裝位置是否有偏差，發現有誤差應及時糾正。

3）嚴格按防水細部施工工藝方案要求進行施工，嚴控防水施工過程，謹防技術操作失誤。

4.1.4 加強圖紙熟悉程度

技術管理人員應加強對圖紙熟悉程度，及時同設計人員進行有效溝通，以使其充分理解設計意圖。施工和設計密切配合，設計指導施工，施工優化設計，施工滿足設計要求。

4.1.5 加強施工技術水平

加強洞樁法施工工藝和其防水細部做法尤其變形縫處防水細部做法等施工技術及現場實地觀摩和技術理論學習工作。細化和優化技術控制措施和制定有針對性的技術交底或施工作業指導書，切實提高技術人員和施工人員的整體技術水平。從人員技術層面為工程質量夯實基礎，為保證實現質量控制目標提供有力支撐。

4.2 管理控制措施

石家莊地鐵洞樁法車站施工中存在的質量問題，除采取上述技術控制措施外，還應采取一系列管理控制措施。譬如嚴格驗收程序、加強施工項目部質量管理、嚴格分包單位管理檢查制度、積極配合監理工作、加強人員技術培訓等管理控制措施。

4.2.1 嚴格驗收程序和加強檢查力度

技術管理人員要切實深入現場，重點加強相關保證措施落實的檢查，及時發現和改進相關管理體系設計和運行方面存在的問題。若在工期緊任務重的前提下，管理人員及施工人員更應嚴把過程控制以及工序檢驗驗收環節。全面加強技術難點施工工序、關鍵施工節點控制檢查監督做到有的放矢，重難點突出措施管理及時得力到位，做到技術過硬精益求精。

針對隱蔽工程施工，施工單位應加強日常巡檢，做好隱蔽工程驗收工作。項目部管理人員應做到履職到位，強化執行力度，加強管理壓力傳導力度。管理壓力傳導應具體體現在物資材料進場檢驗、施工節點驗收、日常巡視、隱患整改等各個施工管控環節。

4.2.2 加強施工項目部質量管理和責任落實

應將質量管理工作放置在安全工作基礎的位置上，高度重視質量管理安全才有保障。應明確規定合理的安全指標，確保技術措施達到足夠的安全度。質量管理工作做得越充分，安全工作才能有所保障。擴大施工技術人員的工作權限，實施“質量管理一票否決制”。必須切實加強施工中的質量工作，遏制片面追求節點工期，忽視質量要求的傾向。進一步強化責任擔當，進一步加強施工協調聯動，進一步抓好整改落實。一定要正視施工過程中的質量問題，認真反思，深入研究分析，全面落實整改，從根本上解決質量隱患。

為使檢驗、驗收、日常巡視、隱患整改等施工各環節和形式多樣的檢查不致形同虛設，在建設過程中引進競爭機制和激勵機制，加強制定針對工程特點行之有效的獎懲措施。鼓勵項目部管理人員耐心、認真負責地完成本職工作，能夠勝任本職工作真正做到履職到位。第一施工現場相關人員要加強責任感，通過明確質量責任制度，落實到具體責任人。

認真自檢和驗收應堅持“四不放過”原則。應建立責任追溯制度并嚴格執行。集中加強技術難點施工工序、關鍵施工節點控制的嚴格有效管控，從而使技術水平和質量控制得到質變提升，達到對洞樁法工法施工全過程有效質量控制。

4.2.3 嚴格分包單位管理檢查制度

分包單位應當服從總包單位管理，為提高安全管理水平，降低安全風險，首先應提升對分包單位的監管力度。二是加大隱患整改力度。三是通過考核兌現安全獎懲，通過獎懲手段體現管理的權威性。罰款不是管理的最終目的，但卻是有效的管理手段。監督管理不嚴往往是某些項目部管理機構架空、對分包單位管理失控的主要原因。所以管理必須嚴格落實，發現問題及時通報，立即整改落實，確保施工管理的嚴肅性。

4.2.4 積極配合監理工作

尊重現場監理工程師，積極配合監理單位過程控制的監理行為。服從監理工程師對現場不符合規范、設計要求所給予的指令。按部位或分項、工序檢驗的質量，嚴格執行上一道工序不合格，下道工序不施工的準則。對監理工程師的指令準時予以明確答復，不能敷衍了事。及時與監理工程師進行溝通交流，避免對工程質量產生不利影響。

4.2.5 加強人員技術培訓

施工作業人員大多數為農民工，他們來自不同的地方，文化程度、業務能力參差不齊，對專項施工方案及圖紙的相關要求不能充分理解，給工程施工管理工作帶來很大難度。所以施工企業對其進行有效針對性技術交底工作，提升施工人員的質量責任意識，是消除安全質量隱患的有效措施。項目部在每一個分項工程開工以前，技術人員應當對有關施工的技術要求向施工作業班組、作業人員作出詳細說明，使其施工人員掌握操作規程及圖紙規范要求，做到規范施工、安全施工，并做好雙方簽字資料存檔。只有將技術交底工作認認真真、扎扎實實地落實到每一個人身上，并做好這些方面書面資料的存檔，這些才是相關管理人員在發生重大事故被追責時，保護自身強有力的武器。

切實提高質量管理人員的技術、管理等整體素質水平。施工質量管理人員曾參建工程和自身施工經驗不同，技術和管理水平參差不齊，所以有效加強質量管理人員技術技能培訓是必要的。

5 結 論

石家莊地鐵洞樁法車站施工過程中存在形式多樣的質量問題，本文僅對其中較為典型的三個質量問題進行了原因分析：二襯混凝土澆筑拱頂部未注滿脫空、頂拱結構二襯鋼筋排距偏小、側墻變形縫止水帶未進行有效連接。根據洞樁法施工工藝特點和石家莊地鐵洞樁法車站施工實際情況，提出了采取加強混凝土澆筑與振搗控制、鋼筋綁扎過程中外形尺寸控制、嚴控防水施工過程等針對性技術控制措施，采取加強對圖紙熟悉程度和現場實地觀摩和技術理論學習等通用性技術控制措施；提出了采取嚴格驗收程序、加強施工項目部質量管理、嚴格分包單位管理檢查制度、積極配合監理工作、加強人員技術培訓等切合實際的管理控制措施。通過采取以上控制措施在石家莊地鐵洞樁法車站施工過程中除解決本文所提到的質量問題外，也預防和避免了其他一些質量問題的產生，同時也有效控制了洞樁法施工質量，為保證和提高地鐵工程建設質量起到了一定作用。希望本文對于地鐵洞樁法施工技術和質量管理人員而言，便于掌握其質量控制要點，供交流參考。