山西率先制定省级地方标准《水工输水隧洞模筑混凝土衬砌施工技术要求》
原标题：山西率先制定省级地方标准《水工输水隧洞模筑混凝土衬砌施工技术要求》来源：中国水利报
□记者
魏永平
实施国家水网重大工程，是我国“十四五”规划明确的重大任务。水工输水隧洞作为引调水工程的主要建筑物，在跨流域、跨区域的长距离引调水工程中占有重要位置，对确保隧洞混凝土衬砌施工质量至关重要。
为了提高山西大水网隧洞混凝土衬砌施工质量，以标准化助力国家水网重大工程建设，山西省水利厅组织有关单位制定了水利行业省级地方标准《水工输水隧洞模筑混凝土衬砌施工技术要求》（DB14/T 2324—2021）（以下简称《标准》），并于2021年9月16日发布，12月16日正式实施。《标准》总结了山西大水网工程施工实践经验，借鉴了《水工隧洞断面三维激光扫描技术应用研究》、探地雷达和瑞雷波检测混凝土实体质量研究的最新成果，提出了水工输水隧洞模筑混凝土衬砌施工的具体技术要求。标准的制定和科研成果的转化，强化了《标准》在大水网工程建设中的引领和保障作用，从根本上保证了工程建设质量。
2011年，山西立足全省水资源禀赋和供水保障体系现状，全面启动了“两纵十横、六河连通”的山西大水网建设，将黄河干流与省内汾河、桑干河、滹沱河、漳河、沁河等主要河流连通，解决来水在黄河、产水在山区、用水在平川和城市的水资源空间不均衡问题。工程建成后受益范围11市92县，受益人口3006万人，全省年供水总量将由“十一五”末的63亿立方米提高到93亿立方米。山西大水网四大骨干工程隧洞总长670公里，其中中部引黄工程单洞长度达241公里，国内罕见。
工程建设期间，技术人员发现输水隧洞混凝土衬砌施工技术标准不统一，存在不少问题：各标段施工工艺千差万别，难以形成标准统一的实体质量；质量管理措施不严密，地下隐蔽工程缺乏实体质量检测规范，面临较大的质量风险；传统的有损质量检测技术，不能满足输水隧洞承压防渗等技术要求，且效率不高，难以有效指导工程施工等。大水网工程实践中面临的诸多问题和困难，亟需用科学的标准来引领和规范。在此背景下，山西省水利厅组织人员制定了《标准》，以指导和规范水工输水隧洞模筑混凝土衬砌施工。
《标准》明确了混凝土衬砌施工前应具备的技术条件、施工阶段各施工工序的具体技术要求、质量通病的防治要点、验收阶段实体质量检测的内容等，共12个章节，主要从范围、规范性引用文件、术语和定义、总则、施工准备、初期支护及基础面质量检查与处理、钢筋制作与安装、预埋件安装、模板制作与安装、混凝土衬砌施工、隧洞回填灌浆、质量检验等方面对水工输水隧洞模筑混凝土衬砌施工的技术要求进行了规定。
《标准》坚持问题导向、自主创新、指导实践的原则，内容丰富，科学严谨，指导性强，亮点纷呈：
——明确了混凝土衬砌开工应具备的技术条件。在混凝土衬砌施工前，完成施工技术方案编制、测量控制网复核，模板台车、搅拌站（楼）和工地试验室的投入使用验收，混凝土浇筑生产试验、首件验收等施工准备工作，固化施工工艺，推行质量标准化管理。
——提出了初期支护质量检查及衬砌前隐蔽工程的验收要求。水工隧洞钢筋安装不规范和混凝土衬砌厚度不足的主要原因是隧洞开挖断面或初期支护断面不符合设计要求，侵占了混凝土衬砌结构尺寸。为解决该问题，设置了初期支护质量检查环节，引进三维激光扫描技术对水工隧洞断面质量进行检测，重点检查初期支护后隧洞断面尺寸，保证隧洞不欠挖。
三维激光扫描是一种全自动高精度立体扫描技术，能够快速获得完整的原始测绘数据，高精度重建扫描实物，能够以较高的测量精度和极高的数据采集效率实现对物体表面三维空间信息的采集作业。从2016年至今，山西省水利质监部门共对山西大水网4个骨干工程隧洞初期支护、混凝土衬砌断面测绘312.3公里。同时，应用传统测量方法对三维激光测绘成果进行了检核，测量成果满足相关规范要求。三维激光扫描技术的应用具有明显的优势：一是能够计算出任意点的超欠挖值、每个断面的洞轴线偏移、高程控制情况，便于施工方及时进行轴线调整、清欠等工作；二是根据拼接的点云图像可计算出任意洞段的超欠挖方量，并提供所有出现超欠挖的部位，对施工方爆破参数的调整具有一定指导意义；三是对同一洞段的开挖及二衬断面进行三维激光扫描，将两次扫描的模型及二衬设计断面进行套绘，通过分析计算可得出二衬断面尺寸偏差、二衬后隧洞纵坡坡度偏差、任意点的二衬混凝土厚度、任意洞段的混凝土浇筑方量等成果数据，对二衬放样、混凝土浇筑、计量等提供数据支撑等。通过开展隧洞断面质量全覆盖检测，倒逼施工单位加强隧洞开挖质量控制，使隧洞轴线偏移、高程控制不严格等问题得到了较好的控制，并能有效地指导局部欠挖部位的清理工作，为隧洞混凝土衬砌施工创造了良好的施工条件，保证了混凝土衬砌施工质量。
——细化了钢筋安装的施工技术要求。施工中常有水工隧洞钢筋布置不规范、钢筋骨架刚度差易变形等问题，《标准》提出了“基于径向插筋和纵向定位钢筋的安装方法”，明确了定位钢筋的设置原则及间距等技术要求。
——改进了止水带安装施工工艺。为了解决止水带易发生扭曲、移位等问题，《标准》提出了浇筑仓内采用钢筋卡固定、浇筑仓外堵头模板夹持的固定方法。
——明确了混凝土浇筑、振捣、封拱等施工技术要求。《标准》规定，混凝土应分层、按序、左右侧交替对称浇筑；边墙宜采用振捣棒振捣或结合附着式振捣器振捣；顶拱宜采用附着式振捣器振捣；封拱时机应根据混凝土浇筑量，通过观察孔、溢浆管及泵送压力综合判断；封拱时应适当减缓泵送速度、减小泵送压力，密切观察泵送压力变化和溢浆管排出浆液情况，避免因混凝土浇满后仍强行进料而导致压力过大使模板变形或跑模等。
——提出混凝土衬砌施工质量评价方法。混凝土衬砌施工周期长、质量波动大，质量管理部门应及时掌握并确认其施工质量状态，并对现场施工质量进行评价。本方法通过建立混凝土专用测强曲线及强度增长曲线，并测定混凝土衬砌实体早期强度，再将早期强度统一换算成等效养护龄期强度，采用概率统计的方法评价混凝土衬砌施工质量状态，以指导混凝土衬砌施工质量管理。
——引入了无损检测及同条件养护试件等检测技术。水利质监部门采用地质雷达对在大水网工程隧洞衬砌钢筋布置、混凝土密实情况及顶拱灌浆密实情况进行了检测，共完成混凝土衬砌质量检测351公里。检测过程中，辅以一定比例的超声横波比对和破坏性检测来验证雷达检测结果的准确性，得出无损检测钢筋布置及顶拱灌浆密实情况的准确性高，能够满足水工隧洞钢筋布置、混凝土密实情况及顶拱回填灌浆密实情况检测的需要。隧洞混凝土衬砌实体强度检测采用传统的回弹法存在偏差较大、精度不足等问题，采用钻芯法则成本较高。为此，采用瑞雷波法、同条件养护试件、钻孔取芯等方法对隧洞混凝土实体强度进行了检测和结果比对，结果表明瑞雷波法、同条件养护试件检测混凝土强度与现场实体强度较为接近，能够客观反映工程实体质量状况。
——提出常见质量通病的预防措施。为预防混凝土衬砌施工质量通病，提高混凝土衬砌施工质量，《标准》提出了衬砌施工中常见的28类质量通病表现形式、主要原因及防治措施，便于施工质量控制。
——提出混凝土衬砌实体质量检测要求。《标准》明确了水工输水隧洞模筑混凝土衬砌实体质量检验内容，包括混凝土衬砌与围岩接触面脱空，混凝土衬砌的厚度、强度、钢筋布置、内部缺陷、断面尺寸、纵坡，以及合同约定的其他项目等。
从对山西大水网四个骨干工程隧洞混凝土衬砌实体实施的质量检测数据来看，隧洞混凝土衬砌质量问题和缺陷比例大幅度降低，由2016年的8.8%下降到目前的2.1%，工程质量持续向好。大水网四大骨干工程规模大、工期长、投资巨大，通过标准化引领，大水网工程质量明显提高，缺陷修复成本大幅度降低，经济效益和社会效益明显。
《标准》的实施，必将对规范水网工程及同类型水利工程施工，起到示范引领作用，为助力水利高质量发展发挥重要作用。
来源：中国水利报2021年12月7日