工程是铁路建设事业的重要组成部分,随着我国经济改革的不断深入,交通运输需求与日俱增。隧道工程的数量和规模也在不断提高。隧道工程具有投资规模大、施工环境复杂、施工技术和安全水平要求高、工期紧张等特点,由于工程经济效益水平很高,一直是铁路施工企业竞争角逐的焦点。铁路隧道施工,是一种风险和利润均较高的建筑工程,尽管工程项目收益前景良好,但由于施工过程中大量不确定因素和困难条件的存在,要保障收益水平,必须要对隧道施工全过程予以科学的施工技术管理控制,严格管控施工过程中的每一个环节,切实保证施工质量、施工安全、施工成本和工程工期等目标的达成,只有这样才能将施工风险和损耗降到最低,保障施工企业取得预计的经济效益。
1做好技术管理对于隧道施工的重要意义
1.1做好技术管理工作是隧道工程施工安全的重要保障
。为此,必须采取有效措施,严格控制安全隐患的发生和发展,将风险程度降到最低。在技术管理体系中,规范的技术交底和编制科学的施工方案在很大程度上提高了隧道施工的安全水平。施工单位在编制施工方案时,要深入、全面的对施工环境周边情况进行调查、勘测,系统掌握现场附近地质、地理和水文信息,掌握周边建筑、地下设施等相关资料,在此基础上编制施工方案,最大限度使施工方案与实际情况相符合,减少安全隐患。此外,在施工开始前,要组织施工人员、技术人员及管理人员进行技术交底,让相关人员对工程中存在的不稳定因素有着清晰的认识,便于施工时予以有效规避。同时,要针对施工过程中可能发生的突发事件制定切实可行的应急预案,一旦异常状况发生,可以将其影响控制在最低限度。隧道施工在我国已经有了较长的发展时间,技术经验基础较为深厚。在长期的施工过程中,技术人员总结出许多经验措施,比如在洞口树立危险源警示牌,对进入施工隧道的人员进行安全讲解,加强安全施工宣传,积极开展安全生产检查,及时排除施工中的不稳定因素。
1.2做好技术管理有利于加强隧道施工质量控制
施工质量是评价工程建设实施水平的关键要素,直接关系到隧道工程的经济效益水平。隧道工程涉及大量隐蔽工程,施工完成后无法改正,所以要尽可能地确保施工质量一次到位,严防施工质量缺陷产生。这就要求在施工过程中予以科学、规范的施工质量管理,每道工序都要严格按照标准作业程序施工,务求保障施工质量,严格执行质量检查制度,每个阶段的作业达到施工标准后方可进行后续作业。在选择施工工艺时,要特别注意工艺的质量稳定性,避免使用含有缺陷的工艺施工。此外,随着科学技术的发展,隧道施工的技术手段越加完善,雷达波检测已经进入隧道施工领域,成为检测施工情况的重要手段。
1.3高水平的施工技术管理有利于施工单位控制成本,提高经济效益水平
经济效益是企业开展业务,建设项目的根本目的。企业的全面生产活动都是围绕这个目标进行的。工程成本控制是项系统工作,要取得实效,需要从工程施工的各个方面着手。。做好施工技术管理,避免工程施工过程中各类资源的浪费,避免返工和施工变更,减少不必要的费用指出,对于控制施工成本都有着极为显著的作用。科学、合理的施工技术方案,有助于提高劳动力的使用工作效率,从而降低人工成本。积极改进施工工艺、完善施工措施,可以提高施工质量、安全水平,防止质量安全事故发生,减少因为发生事故而产生的费用。
1.4做好施工技术管理有利于工程顺利推进,保障工期
施工进度是衡量工程建设情况的又一重要指标。在保证工程质量、安全的前提下,通过改进工艺,实施先进的施工技术、管理方法,提高施工效率,加快施工速度,从而合理缩短工期,是施工企业降低工程费用支出的重要手段之一。要保证工程进度、工期,就要围绕影响工期的因素加以研究,制定针对性措施进行防范。常见的影响施工进度因素有发生不可预计的事件、作业失误、施工管理混乱、施工现场环境发生严重变化阻碍施工、对施工中应用的新技术、新工艺、新材料掌握不够深入,不能充分发挥应有效用等。这些因素都属于施工方案计划以外的因素,一旦发生,就会对施工进度造成拖延,甚至对工程质量、安全和成本控制造成负面影响。
2隧道施工技术管理分析
。
2.1做好前期准备工作
一是要认真履行技术交底程序。在施工开始前,施工单位要组织相关人员召开交底会议,认真熟悉工程设计、施工方案,掌握要点和可能存在的安全风险。二是根据施工需求,准备好工程机械设备并提前做好维护保养工作,确保设备正常投入使用。三是要把好施工材料质量关。施工材料入场后要依照技术标准认真检查、检测,合格后方可使用。在购置施工材料时,要选择规模大、信誉好的大企业、老企业作为供应商,以保障材料质量稳定、可靠。四是要选择业务水平高的专业施工队伍负责重要工序、技术要求高、安全性要求高的工序的施工作业。
2.2切实落实施工过程中的技术管理措施
隧道施工涉及爆破作业。为了确保施工安全,施工单位要由专业人员负责此项作业,严格遵循作业,科学设置装药量,坚持“短进尺、弱爆破、多循环”的施工原则,将爆破作业对周边地层的影响控制到最小范围,以免因为地层条件发生改变给施工带来不确定因素。要做好施工支护措施,充分发挥支护装置的安全防护措施,提高施工安全水平。对于不够稳定的地段,要采用超前加固围岩或超前支护技术,按照先护顶后开挖的方针进行施工。
2.3建立健全隧道施工技术管理制度体系
施工单位要注重技术管理制度的建立和完善,根据隧道施工的的特点和具体情况,制定并实施科学、系统的制度规范,明确岗位职责、技术规范、作业程序、监管措施等要素。制度建设是隧道施工技术管理的核心内容,也是科学有序组织施工,确保施工顺利实施的重要保障。
3结束语
关键词:长大隧道;快速施工;二次衬砌
中图分类号:U45文献标识码: A
1.工程概况
浙江省杭州市紫之隧道(紫金港路-之江路)工程I标段,为全线最长的隧道,设计为两座单线隧道。本标段为该隧道进口段, 其左线隧道起迄里程为DK120+143~DK125+156, 全长约5km; 右线隧道起迄里程为YDK120+147~YDK125+425,全长约5km。主要工程项目还包括3 座斜井的施工建设任务。
2.隧道快速施工总体方案设计
根据围岩级别划分并结合现场实际地质情况, 综合采用全断面法、台阶法、短台阶法等方法开挖; 采用ITC312-H3 隧道挖装机或CAT320 挖掘机装渣,VOLVO 和北方奔驰自卸汽车出碴; 采用RPJ-Z混凝土喷射机械手湿式喷射混凝土;采用全断面液压钢模整体衬砌台车衬砌;混凝土采用自动计量拌合站生产,混凝土输送车运输,混凝土输送泵浇筑;通风采用大功率通风机压入与分段反向设置射流风机相结合的方式。结合本单位在类似公路长大隧道工程组织快速施工的实践经验,本标段设2个工区,由项目经理部统一组织施工,实施一级管理,该隧道快速施工技术措施要点阐述如下:
2.1 软弱围岩严格按“新奥法”原理组织施工。软岩遵循“先预报、管超前、短进尺、控爆破、早支护、快封闭、勤量测”的原则,确保快速施工。
2.2 实施信息化动态施工管理。加强预报,建立预警机制,实施信息化动态施工管理,及时处理施工中出现的各种问题,确保施工安全,提高掘进进度。
2.3 实行专业化管理和施工作业。各工序、工种、生产线实施按专业“定人、定职、定队伍、定方法、定制度”的五定原则,提高专业化施工水平。
2.4 注重协调各工序间的矛盾和问题。隧道按多工序、多工种、多作业线立体交叉组织施工,及时解决各种矛盾。
2.5 采用大型运输机械,提高运输能力。
2.6 优化配置超前预报、开挖出碴、支护衬砌等机械化作业线,并针对不同地质情况,制订不同的机械设备配置方案,最大程度发挥机械化作业效能。
2.7 强化机械设备的管、用、养、修。通过掌握机械性能、操作维修要点和强化控制管理,确保机械设备生产线运行正常。
2.8 优化工序组合,实行平行作业。最大程度利用时间空间,平行均衡作业,达到缩短工序循环时间,总体进度平稳推进的目的。
2.9 建立循环时间、循环进度的“卡死”制度。突出时间概念,制定奖罚机制,最大限度的调动人的主观能动性,确保快速施工。
2.10 建立洞内外有效的通讯系统。洞内外通讯联络采用有线通讯与无线通讯相结合,实施内外监控,使施工始终处于受控状态。
2.11 做好洞内疏排水,尤其是软岩地段,防止积水浸泡拱、墙脚,造成支护失稳。
2.12 切实解决好运输与仰拱施工干扰问题。合理应用仰拱栈桥确保平行作业,加快施工进度。
3.隧道二次衬砌快速施工技术应用
3.1 施工方案概述
洞身衬砌采用穿行式液压整体钢模台车。为满足衬砌台车液压伸降的需要,分曲边墙脚和拱墙两步施工;曲边墙脚顶面标高控制在电缆槽盖板底面,左洞和右洞各配穿行式液压台架一个,整体钢模两套,整体钢模长12.2m,分节跳仓灌注,每节衬砌长12m。
3.2 施工方法
3.2.1 曲边墙脚衬砌
曲边墙脚衬砌采用组合钢模,外撑支模。混凝土拌合站集中拌和,搅拌运输,钢制滑槽入模,φ40 插入式振捣棒捣固。施工工艺流程: 基面清理防水板铺设排水管安装钢筋绑扎立模浇筑混凝土养生。
3.2.2 拱墙衬砌
采用穿行式液压整体钢模衬砌台车, 混凝土拌合站集中拌合,搅拌运输车运输,混凝土输送泵泵送入模,附着式振捣器振捣。施工工艺流程:铺设防水板安装绑扎钢筋台车就位模板定位安装挡头模自控检验浇筑混凝土养生台架与钢模分离台车架移位至下一衬砌段。
3.2.3 拱墙衬砌循环时间
洞身衬砌曲边墙脚、防水板铺设、钢筋安设绑扎均提前施工,并形成流水作业线,因而,曲边墙脚、防水板铺设、钢筋安设绑扎不占用直线时间。
3.3 防水板铺设
隧道防水采用EVA 塑料防水板,内设一层土工布作为缓冲层。施工工艺流程:基面处理铺设土工布铺设EVA 防水板检查。
3.3.1 基面处理
(1)对平整度要求:隧道拱部平整度D / L<1 / 8,边墙平整度为D /L<1 / 6。
(2)基面不得有钢筋及凸出的管件等尖锐突出物,否则要进行割除,并在割除部位用砂浆抹成圆曲面,以免防水板被扎破。
(3)防水层施工时基面不得有明水,如有明水则用堵漏剂堵水或注浆引排。
3.3.2 土工布铺设
土工布、防水板均在自制铺设台架上进行。土工布在材料场下料,铺设时自拱顶中心处向两侧用射钉固定。射钉尾部加一φ50mm 的CDPE 圆形焊片,做为焊接固定EVA 。土工布搭接焊片长度10cm。
3.3.3EVA防水板铺设
(1)EVA 防水板运至现场后,在托架上将EVA 展开,升起旋转丝杆,使防水板紧贴隧道顶部;
(2) 用专用焊机将EVA 塑料防水板自上而下, 一幅接一幅与LDPE 焊片焊接固定,EVA 预留一定伸缩量。
(3)在EVA 塑料板与LDPE 焊片焊接处用φ60mm 的EVA 塑料板加强焊接,确保焊接处不漏水。
3.4 衬砌施工工艺要点探讨
3.4.1 立模
(1)模板拱顶标高:+10mm、-10mm;
(2)模板的中线与线路中线偏移误差:10mm;
(3)净空各尺寸误差:+20mm、-10mm。
3.4.2 混凝土输送
(1)混凝土泵应连续运转;
(2)输送管道宜顺直,接头应严密;
(3)输送泵在使用前必须进行检修、保养,输送司机必须相对固定;
(4)泵送前应管道,时采用按设计配合比拌制的水泥砂浆或骨料减半配制的混凝土进行。
3.4.3 混凝土灌筑
(1)混凝土由下至上分层灌筑,每层灌筑的高度、次序和方向应跟据运输距离、灌筑速度、洞内气温和振捣等因素确定;
(2)混凝土必须采用两侧对称灌筑,两侧高差不大于0.5m;
(3)混凝土应连续灌筑,不得不间歇时,其间歇时间不应小于表16 的规定;
(4) 如确因特殊原因导致两层混凝土间歇灌筑时间超过表16 的规定时,其间歇层则应按施工缝处理;
(5)混凝土必须振捣密实,振捣时应注意振捣器不得触及防水层;
(6)混凝土灌筑过程中应始终有技术人员和有经验的技术工人现场值班,特别应注意混凝土泵送满后的停泵时机,严禁强行泵送,以防压跨模板。
3.4.4 混凝土养护
(1)拆模后混凝土应立即进行养护;
(2)采用硅酸盐水泥拌制的混凝土,其养护时间不得少于7d;掺有外加剂的混凝土不得少于14d;
(3)养护用水的温度应与环境温度基本相同。
3.4.5 混凝土拆模
隧道的二次衬砌是在周围地层和初期支护基本稳定后施作的,因此,二次模筑衬砌的早期可以认为是不承重结构。根据相关技术规范要求,二次衬砌若为不承重结构,当混凝土强度达到2.5MPa 时即可拆模。
4.结语
要实现隧道特别是大长隧道的快速施工, 要有优化的技术方案,要有高效有序的组织管理, 还要对机械设备进行合理的选型配套,各个环节要综合考虑,将施工过程形成一个统一的有机体。在正洞的快速施工中,辅助坑道发挥着举足轻重的作用,斜井的快速施工和有效运作是正洞及整个工程快速施工的有力保障。
【参考文献】
[1]秦培文.东秦岭特长隧道工程施工技术要点综述.铁道标准设计,2002.
[2]才.隧道工程.北京:人民交通出版社,2000.
关键词:概述公路工程施工技术管理要点
中图分类号: TU74文献标识码: A
前言
在公路工程施工的过程中,加强施工技术的管理,是公路工程中不可缺少的环节,对施工企业,公路质量都有不可替代的作用。对施工技术的管理要具有合理性与科学性,在提高工程质量的同时,提高企业经济效益,促进企业的可持续发展。提高公路施工技术的管理还需要在长期的发展中不断创新,才能有效提高施工技术的管理水平。
1、公路施工技术管理概论
目前,我国对公路施工技术的管理处于传统的管理模式向现代管理模式的转型期,传统的管理方式已不能适应飞速发展的公路建设要求,如高速公路、桥梁、隧道工程等项目的技术管理都要求标准化、规范化,必须引入和利用信息技术等先进的管理技术和方法,使工程施工技术的管理发挥应有的职能,从而实现对施工过程的有效管理与控制。因此要求施工企业必须针对公路工程项目的实际情况,加强对公路施工技术的综合管理,提高公路工程质量,促进公路建设的良性发展。对施工技术的管理,主要是把技术管理的必然性与施工过程中的可操作性有效的结合在一起,是工程顺利进行的有力保障。
施工技术管理的重要性
公路施工技术的管理,是贯穿于整个工程建设的各个环节,主要包括施工企业的技术管理水平"公路工程施工质量"公路施工企业的经济效益等各个方面!首先,施工企业的技术管理水平高低,是施工企业技术水平的直接体现,通过加强技术管理可以提高公路质量,同时减少施工过程中的安全隐患; 其次,应提高施工技术管理工作,增强公路工程质量的有效管理措施!施工技术的管理是对施工过程中的现场施工技术,技术参数等的管理,对工程质量起到有效的监控作用,是公路质量有力保障; 最后,在公路建设市场的激烈竞争中,公路施工企业加强施工技术的管理,是提高施工企业竞争力的重要途径!
3、我国公路施工技术管理现状
我国正处于发展中国家,虽然科技技术、经济信息都在持续、稳定的发展,但都属于起步阶段,公路企业也是如此。目前我国的公路建设事业的工作大部分还是处于传统的管理状态,没有明确的标准、良好的施工模式和比较细致的分工,工程施工的主要工作内容也还集中在施工参数控制和技术文件管理两个方面,使其不能充分满足施工管理技术要求,不能将施工技术管理的职能充分发挥到公路施工中去。再加上分包商来自不同的地区,对施工技术管理的认知程度有限,而且技术管理水平也受到,不能很好的实施公路施工技术管理,出现管理分散、技术水平不一等问题,最终也造成了公路施工质量隐患、工期拖延、统一技术管理开展困难。针对上述的情况,公路施工技术管理人员应该高度引起注意,必须认清公路施工技术管理的重要性,认清施工技术对企业的经济效益、企业管理的影响,集合工作人员的合理化建议,认真研究学习施工技术管理的相关知识,使其技术管理能力得到进步与提升。
4、公路工程的施工技术管理工作
4.1 施工前的技术管理准备工作
城市道路工程项目的特点是施工工艺复杂,施工工序较多,现场需要投入大量的工作人员、机械设备,管理难度也比较大。要想将一项工程条理清晰、顺顺利利的完成,施工前的准备工作必不可少,而且还要做到充分、具体。
4.1.1施工图纸熟悉于心,施工工序优化有效。对于每一项公路工程项目都有各自的施工要求,认真分析施工合同,尽最大的限度去优化每一道程序、每一个环节,同时也要考虑自身的资源,这包括施工员、材料、设备、工期款等,还有气候等自然条件,结合实际情况认
真、合理的做好施工组织计划,将施工技术管理方案构思、完善好,结合网络图或横道图表示出来,细致入微的完成施工前的准备工作,确保每一步骤都能在人所控制的范围内。
4.1.2建立健全的质检制度。一项工程完成的好坏,施工质量是关键。要想让施工质量问题达到相关的设计和有关规范标准的要求,仅仅是下达监督文件、从施工过程中的每一道工序严格要求是远远不够的,必须正规、科学的完善质检、合理建立质检制度,运用科学的质检手段,定期到有关部门进行质量检查,一经发现质量安全隐患,及时解决,保证每一道工序、每一个施工工艺都达到质量验收标准,确保工程质量。
4.1.3做好技术能源准备。工程如做菜,没有材料是做不成菜的,同样,没有技术资源力量也是无法施工工作的。技术能源准备包括技术管理人员,工长及施工人员,施工组织计划,施工规范,技术交底等工作,在时间充裕的情况下,还可以开展一些技术培训课程,提高工
作人员的技术管理水平。通过有计划、有目的的训练,可以准确的掌握施工工艺,具体洞悉施工现场,确保工程施工的每一个过程尽在掌控。
4.2 路面施工技术要求
路面施工技术要求要有合适的材料,各项材料也要符合相关规定和指标,确保施工工艺的连续性。公路桥梁技术的应用和发展在一定程度上由工程材料决定,工程材料是公路桥梁施工的物质基础,公路路面施工过程中一定要注意干硬性混凝土的使用和推广,这种混凝土起到了较大的作用,在节约水泥和减少混凝土硬化收缩方面起到了良好的作用;另外,路面的平整度的提高在很大程度上与精平提浆辊的正确使用及收光作业有密切关系。施工阶段中的技术管理工作安排做好施工前的准备工作后,接下来就要全面进入施工阶段中的工作了。在工程进程中,技术管理工作仍是重中之重。其重点是做好基础工作,既要做到全面管理又要做到重点控制。依据项目的不同实际情况,具体的分析落实,团结合作,共同努力,力求最大程度上为工程施工提供优质的服务。
4.2.1按图施工、认真落实技术文件管理制度。严格参照会审完的图纸施工,未经会审的施工图纸不得用于施工操作上。技术文件、技术档案应认真落实,其管理包括建设单位保管的竣工资料部分和施工单位保存的管理方面文件和施工组织技术档案部分,按照文件档案的管理要求细心认真的进行搜集、整理和归档。
4.2.2内业资料管理。工程施工中会出现大量的内业资料,其中由测量数据、实验报告、工程技术变更等部分组成。工程施工的开始就是测量工作的起点。在测量工作中,必须进行认真校核,多次进行检查,同时还要和施工点附近参照物进行比较核对。提交试验报告的意义是确保施工质量安全,同时也关系着施工效益的状况,所有试验原始记录均应作为重要的技术管理记录进行保存。工程技术变更与工程施工可以说是形影不离,这关系到工程的变动、工程量,其后果也直接影响甚至左右着施工效益的高低。
4.2.3实行技术责任制。实行技术责任制度。保证在工程项目的各技术岗位上都有技术负责人员,承担起项目管理的责任,防止和杜绝出现施工中无人管理负责或责任不清的现象。同时调动工作技术人员的创新性和积极性,落实并完善与工程施工相关的各种技术规范、标准、规程和内业要求,巩固和健全技术责任制度和技术管理组织机构。
结束语
总之,施工项目技术管理是项目管理一项十分重要的工作,它是集管理与技术于一身的工作,在实际施工当中,必须从技术管理上下功夫,精心组织,科学管理,使项目的技术管理工作制度化、规范化,将科学化的管理融入到技术管理工作当中,实现项目的经济效益与社会效益双丰收。
参考文献
[1] 王利明.构建现代公路工程施工技术管理体系—保障公路工程施工质量的基础[J].交通资讯,2008,12.
[2] 黄宇威.路工程施工技术管理的有效实施[J].中国公路建设与发展,2009,3.
[关键词]全自动;栈桥式仰拱移动模架;稳定性计算;研究
[基金]:交通部西部交通建设科技项目管理中心(2013 315 Q03 080)
1.研究背景
从隧道施工技术的发展艰辛历程回望,我国隧道机械施工从上世纪80年代逐步兴起到至今,所形成了多种机械化施工成套技术和设备配套模式分析,超前支护的C6钻机、地质钻孔机,掌子面开挖的机械挖掘机、悬臂掘进机、铣挖机、TBM等,拱墙衬砌整体模板台车,以及各种喷锚、灌注、装卸、型材加工等机械设备配置相对成熟和完善,在功效、进度、质量、安全控制等已经取得了巨大的成果。但是隧道仰拱施工设备的研究相对较为落后,对于全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机的研究与应用方面做得较少。很多单位和项目所研制移动栈桥存在稳定性差、结构单一、灵活性不足、操作复杂、行走和定位困难、效率较低等问题,在使用过程中,对异形结构的仰拱衬砌模板、中心水沟模板定位控制难,仰拱衬砌和填充混浇、混凝土形体难以控制、浇筑时间长,无法适应各种工况和地质条件、施工质量病害多。在使用过程中始终难以保证仰拱施工安全质量、进度、行车安全、与掌子面平行作业等问题。
全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机是在类似栈桥的基础上进一步完善和优化,增加了液压自行装置、前后左右移动机构、人行道及警示标识等装置和自动功能,解决了隧道仰拱衬砌、仰拱填充、中心水沟施工质量难以控制的情况下,并确保安全步距控制和过往行车安全通行条件。
2.总体结构及功能介绍
由中交隧道局所承建的沪昆铁路客运专线贵州段CKGZTJ-3标全长52.968Km,其中隧道31座/38.917Km,隧道比为73.5%。在项目建设过程中,充分利用标段内隧道长、多、难、围岩类型多、地质复杂、不同工艺工况等特点为科研载体,研发全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机。该设备主要由走行机构、主桥总成、前后桥板总成、液电系统、仰拱模板(支撑定位、收模机构)、中心水沟模板等通过铰接、高强度螺栓连接为一体,用于隧道仰拱衬砌和填充施工的自行式液压栈桥式移动模架设备。该设备在隧道仰拱施工过程中,以保证车辆正常通行、仰拱衬砌、仰拱填充、中心水沟一次性衬砌施工同步进行。
表1 全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机构造主要名称和技术参数表
序号 结构名称 主要参数 序号 结构名称 主要参数
1 主桥长 19m 12 前后桥提升油缸行程 350mm
2 前(后)桥长 8.4m 13 仰拱模板提升行程 500mm
3 前(后)桥坡比 15% 14 栈桥移动速度 8m/min
4 仰拱有效作业长度 0-12m 15 栈桥重量 55.93t
5 主桥行车宽度 3.584m 16 仰拱模板系统重 15t
6 轮组横向中心距 5.1m 17 中间水沟模板重 3t
7 轮径(钢制橡胶外圈) φ400mm 18 总重量 73.93t
8 垫梁横向中心距 3944mm 19 行走电机功率 6×4KW
9 整桥允许通过的最大动载荷 55t 20 整机配电功率 24KW
10 中桥有效作业空间 2m 21 动载系数 1.4
11 中桥顶升油缸行程 300mm 22 车辆通行速度 ≤12公里/小时
3.细部结构设计说明
3.1 主桥总成
主桥总成共由4组花架梁、10组桥面连接而成。花架梁采用16mm钢板拼焊工字型结构梁、工36b#、14#钢拼焊而成;考虑安装、运输等因素,梁体中心处设一处分模,由高强螺栓密布连接;桥面采用12mm花纹钢板、工36b#、14#钢、槽36b#钢拼焊而成,以1m为单元形成框架梁结构;桥面与主桥连接形式除了受剪切力方向的竖向连接,采用高强度螺栓连接形式,另外增加桥面与主桥连接处牛腿结构,形成小横担梁,采用普通六角头螺栓连接形式,进一步加强和保证此处连接的可靠性、安全性。
3.2走行机构
共由六组主动走行机构和两组从动走行机构组成,轮组均采用高性能耐磨橡胶材料,8组走行机构采用6组驱动。其中两端四组主动走行机构主要实现整机前后自行位移,中间一组主动走行机构与主桥之间的连杆为铰接销连接,可进行垂直平面的自由折叠。另设两组从动轮组作辅助。在走行机构与主桥连杆之间同时设有旋转装置和定位装置。
3.3前后桥板总成
前后桥板总成相对整机中心处完全对称,采用15%的坡度,使其施工重载车辆顺利通过。主要采用工20b#和槽10#钢拼焊而成,与主桥连接形式为φ60铰接销连接。理想状态下,前后桥板与主桥之间的组装间隙、错台误差均小于10mm。前后桥桥面宽3.3m,桥面两侧各设有一个起吊点;前后吊臂采用工20b#和槽10#钢拼焊而成,与花架梁采取螺栓连接形式;在前后吊臂与前后桥板起吊点的垂直位置,设置提升油缸完成前后桥板的起升与降落动作。在前后桥板的下方分别设置支撑,进一步缩短该桥板承载过程中的力臂,提高安稳性。
3.4液电系统
整机液电系统主要由两组液电操纵台,油箱容量分别为180L,额定压力16Mpa,16个油缸包括:8个主桥升降油缸、4个前后桥板提升油缸、4个仰拱模板油缸,及若干组成,左右对称。电气部分主要由六组3t电动跑车装置和六组驱动电机组成,液压操纵台同时为电源控制人口,要求统一指挥,协调操纵。
3.5仰拱模板、支撑定位、收模机构
按照隧道断面仰拱尺寸设计,外侧半径R2.2m向隧道中线方向过渡至R17.2m,弧长2.62m,纵向12m长,由2m×6块组成。模板沿隧道中线左右对称,采用油缸支撑、收模,双头丝杠刚性支撑。
在主桥上设置侧翼支架,单侧7组共14组,与仰拱模板之间采用双头丝杠刚性支撑。在主桥上设置悬臂梁,单侧两处共4处,可根据衬砌循环所需要的长度尺寸,自由换位与主桥连接。悬臂梁与仰拱模板之间采用3t电动跑车、双耳式提升油缸及模板通联连接为一体。轮胎采用特制大半径钢轮,就位后定位采用液压油缸行程加全站仪测量精确定位。
3.6中心水沟模板
主要由纵梁、横担梁、平模板及支撑丝杠组成。采用主桥底部悬挂两组3t电动跑车结构形式,配套设置双头丝杠。平模板单块设计尺寸为1.5m×1.291m,纵向长度为1.5m×8组12米,左右对称。与横担梁之间采用单孔铰销连接形式。
4.稳定性分析
移动栈桥是隧道施工中架设在仰拱上方的临时便桥,主要作用是保证仰拱施工时,其他工序作业仍可有序进行(主要是大型车辆可自由通过全幅仰拱施工段),必须保证移动栈桥安全可靠。针对全自动液压栈桥式仰拱移动模架一体机整体结构,结合公路桥涵设计规范和路桥施工计算手册等规范,采用有限元软件ABAQUS对该移动栈桥进行结构受力分析计算。
4.1计算参数
通过栈桥车辆荷载按50t混凝土搅拌运输车考虑,混凝土搅拌运输车重轴(后轴)单侧为4轮,单轮宽30cm,双轮横向净距10cm,单个车轮着地面积=0.2×0.3m2。两后轴间距135cm,左侧后双轮与右侧后双轮距190cm。车总宽为250cm。混凝土搅拌运输车前轴重P1=100kN,后轴重P2=400kN。荷载图示如下图:
活载横向示意图(图中尺寸cm)
设计通车能力按车辆限重50t,限速12km/h,按通过栈桥车辆为50t混凝土搅拌运输车满载时考虑,后轴按400kN计算,载重车辆技术参数如表2所示。
车辆载荷冲击动载系数为1.3,车辆制动力按一辆重车的30%计算,车辆对支腿的横向偏移力按一辆重车的10%计算。
表2 载重车辆技术参数
总重量
(KN) 前轴重
(KN) 后轴重(KN) 轴距(m) 轮距(m) 前后轮着地宽度
及长度(m) 外形尺寸((m)
500 100 400 1.35 1.3 1.9 0.3
4.2 计算依据
主要计算依据为: 移动栈桥布置图、 公路桥涵设计通用规范(JTG D60-2004)、公路桥涵施工技术规范(JTJ041-2000)、路桥施工计算手册、钢结构设计规范 (GB50017-2003)。
4.3荷载分析
移动栈桥的工况有两种:工况1 是车辆位于主桁架跨中并偏载时,主梁桁架承受的荷载。工况2是车辆位于前支腿上并偏载时,支腿所承受的荷载。验算栈桥强度时需乘以车辆运行的冲击系数,验算刚度时无需施加动载系数。
移动栈桥受到的荷载为:自身重力、载重车辆对移动栈桥的轮压荷载、制动力及车辆对支腿的横向偏移力。其中,移动栈桥的自身重力由软件自行设置,重力加速度取9.8m/s2。采用ABAQUS 中的耦合约束命令,将移动栈桥受到前后轮压的受力区域进行耦合,然后将轮压施加在参考点上。
4.4分析结论
采用ABAQUS 软件对施工长度19m的移动栈桥主体结构进行了静力强度校核,模型采取三维整体建模方式,杆件以梁单元处理。计算模型中没有建立载重车辆,其对移动栈桥的轮压作用以载荷的形式施加到移动栈桥结构模型上,由此计算出该移动栈桥主体结构的整体变形以及各杆件应力的分布情况。通过提取并分析计算结果得出,移动栈桥各杆件的最大Mises 应力值在杆件材料的许用应力范围之内,主梁上下弦杆的挠度最大值在规范允许挠度范围之内。由此表明设计的移动栈桥主体结构的强度、刚度和稳定性均符合规定要求,可以满足工程需要。
5.施工技术内容
全自动仰拱液压栈桥式移动模架涉及到的专业较多,主要包括有隧道仰拱施工、机电控制和液压控制系统、钢结构设计等方面,从单方面的土建工作入手有一定局限性,必须要加强机械和电器工程方面的专业人员参与,针对涉及到各专业方面进一步研究和优化,充分发挥专业优势进行互补,并培养专业人才,对栈桥操作、液电系统维修保养工作和机械故障处理、隧道工程施工工艺和实施组织、施工过程中常规问题的处理应对、关键工序控制等方面培养专业、综合性技术工人。
通过在沪昆客专贵州段3标栋梁坡隧道、报信山隧道、上寨隧道、长滩隧道工艺试验过程中,从栈桥开始组装、行走、施工工艺、拆卸等方面进一步深入研究,通过对栈桥在现场工艺试验过程中对基础数据收集、施工工艺过程控制、关键工艺工序等方面全面分析和完善总结,并从研制、混凝土施工技术、工艺工法、操作和使用技术、故障诊断及维修保养技术、长大隧道施工组织管理技术等方面进行研究。
6.结论
通过近3年的科技研究和技术攻关,充分利用沪昆贵州项目隧道长、多、难、围岩衬砌类型多、工程地质条件复杂等特点为科研载体,研究在不同地质、衬砌类型、工艺工况条件下,通过对设备设计研制、现场工艺试验研究、各部(构)件改进和方案优化、技术总结,通过在多座隧道工艺性试验和推广应用,取得了良好的成果,解决了隧道仰拱衬砌、仰拱填充、中心水沟的质量控制以及安全步距控制和过往行车安全通行等问题,进一步提高隧道仰拱施工关键配套设备和加强施工组织的管理能力,进一步确保隧道仰拱施工安全质量和安全步距、长大隧道工期控制、提高经济效益、提升施工机械化水平。
【参考文献】
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[2]中华人民共和国铁道部.TB10753-2010 高速铁路隧道工程施工质量验收标准[S] .北京:中国铁道出版社,2010
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[4]王梦恕,等.中国隧道及地下工程修建技术[M].北京:人民交通出版社,2010.
[5]铁道部第二工程局.隧道(上)[M].北京:中国铁道出版社,2003.
[6]铁道部第二工程局.隧道(下)[M].北京:中国铁道出版社,2003.
关键词:公路隧道;防排水;施工控制;二次衬砌;安全环保
Abstract:In this paper, Shanxi Xin Fu-Tong Yangtze River Highway Tunnel Construction in the process of the actual situation, the tunnel waterproofing and drainage, the main drainage from the hole before the anti-handling, excavation in the process of cited drainage treatment, secondary lining, waterproofing and drainage in the treatment and control, Secondary lining of leakage control in processing and to enhance the tunnel waterproofing and drainage control, achieved fairly good results.
Key Words:Highway Tunnel;Waterproofing and drainage;Construction Control;Secondary lining; Safety and Environmental Protection
中图分类号:U415.6
1概述
长江塘隧道位于五台县耿镇镇长江塘村与边家湾村之间。隧道设计为左右分离式。其中右洞长581米,最大埋深128.8米;左洞长490米,最大埋深118.6米。根据地质调查及钻探揭示,在勘探深度范围内未见地下水,在右线洞顶某处有一上升泉,出水量约100L/d,属上部山体内基岩裂隙水受坡脚粘性土隔挡上溢形成,隧址区除此处洞身其他的段落地表均无地下水出露,表明隧道洞体埋深范围内仅局部存在基岩裂隙水,但未形成稳定的含水层,洞体基本上处在地表水向地下水补给下渗运移的段落内。同时隧址区季节性大气降水可能在隧道范围内出现少量季节性暂时裂隙水,且围岩出水量与大气降水量及围岩构造裂隙条件、埋深等因素关系紧密,预测洞体内出水状态主要表现为岩体裂隙滴渗水,总体评价,隧址区水文地质条件较为简单。
2隧道防排水施工技术
为此,文中结合工作经验,认为主要应从进洞前防排水处理、开挖过程中的引排水处理、二次衬砌中防排水处理与控制、二次衬砌漏水处理与控制等方面来加强隧道防排水控制。当采取防排水工程措施时,应注意保护自然环境。当隧道内渗漏水引起地表水减少,影响居民生产、生活用水时,应对围岩采取堵水措施,减少地下水的渗漏。
隧道防水应遵循“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的原则。“防”,是指衬砌抗渗和衬砌防水,包括衬砌防水层和压浆;“排”,是指使衬砌背后空隙及围岩不积水,减少衬砌背后的渗水压力和渗水量;“截”,是在地下采取导坑、泄水洞、井点降水等截水措施,将水从地面截走,减少地面水下渗,减少地下水流向衬砌周围;“堵”,采用注浆、喷涂、嵌补抹面等方法堵住渗水裂缝、空隙、裂缝。应当指出的是,隧道防水的概念有狭义和广义之分:狭义防水如上所述,是指由衬砌混凝土、防水层和壁后压浆所构成的隧道防渗漏屏障;广义防水则泛指上述的“防、排、截、堵”水四个方面。有时也将隧道防排水的概念与广义防水的概念等同起来,以强调排水与防水的同等重要性。。
2.1进洞前防排水的处理
长江塘隧道洞口上方按设计要求做好了天沟,并用浆砌片石砌筑将地表水排到隧道穿过的地表外侧,防止地表水的下渗和对洞口仰坡冲刷,并与路基边沟顺接成排水系统;洞顶开挖的仰坡、边坡坡面可用喷射混凝土将其封闭,并对洞口上方及两侧挂网喷浆。
2.2开挖过程中引排水处理
随着施工的进行,隧道岩体裂隙滴渗水,以及洞身开挖时施工用水聚集较多,影响到隧道正常施工。长江塘隧道及时设置施工“排”水沟,在反坡开挖的一端安装排水管路设施并在掌子面附 近设置集水坑,用水泵及时将洞内积水排出洞外。
在施工过程中,派专人对施工给水管路进行检查和维修,防止施工给水管路的“跑、冒、漏”,造成洞内积水。
2.3二次衬砌中防排水处理与控制
应该说二次衬砌中的防排水是整个隧道防排水中最重要的一环,下面对二次衬砌防排水的施工方法和施工要点做一下介绍。
防水层施工前,对初期支护的质量 、喷射混凝土基面进行验收。防水层铺设前,基面要平顺,不得有尖突物,对初期支护喷锚 混凝土基面外露的锚杆头、钢筋头等尖硬物应进行切除,并用水泥砂浆抹平,对凸凹不平部 位应修凿、补喷,使表面平顺,凸凹不平部位高跨比不大于1/6,以保证喷射混凝土表面平顺,符合铺挂防水板的要求。然后按设计要求设置环向Φ50盲管(弹簧波纹管)和纵向Φ100盲管(单壁波纹管),作好围岩面的引水工作,在出水量较大的地段,加密环向透水管;纵环向盲管采用三通连接,并用塑料锚固螺栓绑牢固定在喷混凝土面上,锚固间距50cm,防止盲管扭曲移位、纵向盲管驼腰造成淤积堵塞。
2.4防水层安装与控制 (1)防水层进场时检查。除按必要的工作程序进行取样检查外,还应检查防水板表面是否存在变色、皱纹(厚薄不均)、斑点、撕裂、刀痕、小孔等缺陷,存在质量缺陷时,应及时处理。 (2)防水层铺设前对初期支护的检查和处理。防水层铺挂前,应先对初期支护喷射混凝土进行量测,对欠挖部位加以凿除,对喷射混凝土表面凹凸显著部位应分层喷射找平。
(3)防水层铺设好后检查和处理。防水层铺挂结束,监理工程师应对其焊接质量和防水层铺设质量进行检查。其检查方法有:①用手托起防水板,看其是否能与喷射混凝土密贴。②看防水板表面是否有被划破、扯破、扎破等破损现象。③看焊接或粘结宽度(焊接时,搭接宽度为10cm,两侧焊缝宽度应不小于2.5cm;粘结时,搭接宽度为10cm,粘结宽度不小于5cm)是否符合要求,且有无漏焊、假焊、烤焦等现象。④每铺设20延长米~30延长米,剪开焊缝2处~3处,每处0.5m。看是否有假焊、漏焊现象。⑤进行压水(气)试验,看其有无漏水(气)现象等,检查防水板铺挂质量。如果发现存在问题,除应详细记录外,并立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。
2.5止水带安装与控制 防水混凝土施工缝是衬砌防水混凝土间隙灌注施工造成的,对于施工缝的防排水处理,在复合式衬砌中,一般采用塑料止水带或橡胶止水带。长江塘隧道采用的是橡胶止水带。 (1)二次衬砌端部的检查与处理。在浇筑二次衬砌混凝土前,可用钢丝刷将上层混凝土刷毛,或在衬砌混凝土浇筑完后4h-12h内,用高压水将混凝土表面冲洗干净,并检查止水带接头是否完好,止水带在混凝土浇筑过程中是否刺破,止水带是否发生偏移,如发现有割伤、破裂、接头松动及偏移现象,应及时修补和处理,以保证止水带防水功能。 (2)止水带安装质量的检查与处理。检查是否有固定止水带和防止偏移的辅助设施、止水带接头宽度是否符合要求、止水带是否割伤破裂、止水带是否有卡环固定并伸入两端混凝土内等项目,做好详细检查记录,如存在问题时,应立即通知施工单位进行修补,不合格者应坚决要求返工。 (3)混凝土浇筑与控制 衬砌混凝土施工时,应督促施工单位加强商品砼的后仓管理,定期不定期的进行检查。混凝土振捣时必须专人负责,避免出现欠振、漏振、过振等现象。加强施工缝、变形缝等薄弱环节的混凝土振捣,排除止水带底部气泡和空隙,使止水带和混凝土紧密结合。 2.6二次衬砌渗漏处理与控制 2.6.1引流堵漏
对于滴水及裂纹渗漏处,可采用凿槽引流堵漏施工方法。如在渗漏部位顺裂缝走向将衬砌混凝土凿出一定宽度和深度(如宽20mm,深30mm)的沟槽,埋设直径略大于沟槽宽度或与沟槽宽度相当的半圆胶管将水引入边墙排水沟内,再用无纺布覆盖半圆胶管或防水堵漏剂封堵,然后用颜色相当的防水混凝土封堵或抹面。 2.6.2注浆堵漏
对于渗漏严重部位,可采用注浆堵漏施工方法。如在渗漏部位凿出一定宽度和深度(如直径80mm,深40mm)的凹坑,清理混凝土渣,并检查表面混凝土密实性,从渗漏部位向衬砌钻孔,其深度建议控制在衬砌厚度范围内,埋管注浆,其注浆浆液通过设计确定。
二次衬砌防排水是整个隧道防排水是否成功的关键,这就要求我们在施工过程中从每个细节做起,保证每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果,确保隧道衬砌不漏不渗,保证行车安全和隧道能够长期使用。
3结束语
山西忻阜高速长江塘隧道虽然水文地质条件较为简单,但是隧道的防排水仍然是目前设计和施工中的关键问题之一,“防、排、截、堵结合,因地制宜,综合治理”的设计理念要通过合理的施工组织及规范的施工工艺来实现,要做好隧道的防排水施工,必须从隧道施工过程的每一道工序做起,超前小导管预注浆、初期支护、防水板铺设、二次防水衬砌、排水设施的管理、养护等每道工序的施工质量都对隧道的防排水效果产生很大的影响,施工中的一点疏忽可能造成渗漏水隐患,从而严重影响隧道的行车安全和正常运营。因此,每道工序的施工质量都要达到设计预期的效果,才能使隧道的防排水工程质量有保证。只有多吸取以往隧道防排水的经验和教训,使设计和施工充分结合,积极开展“新材料、新技 术、新工艺、新设备”的创新活动,才能保证隧道的防排水工程的发展,积极打造“安全、耐久、环保、和谐”的优质工程。
参考文献:
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摘要:喷射混凝土是新奥法的核心技术之一,湿喷工艺替代传统的干喷工艺是喷射混凝土技术发展的必然。混凝土干喷工艺的缺陷是劳动强度大、工效低、回弹量大、粉尘多、混凝土质量难以控制,湿喷工艺可以克服以上缺点,提高混凝土质量,改善作业环境,有利于操作人的身体健康。本文总结了严寒冻融地区隧道混凝土湿喷施工技术,效果良好。
关键词:隧道混凝土 湿喷技术
前言
目前,国内湿喷工艺的推广进展并不顺利,其原因主要有:设备一次性投入大;作业人员熟练程度参差不齐;主要原材料质量不稳定;湿喷成本比干喷偏高;项目管理人员对湿喷认识不到位等。
兰新铁路第二双线甘青段隧道工程地质条件复杂,气候环境恶劣,集高原、严寒、冻融等特殊气候条件于一体,沿线合格混凝土原材料匮乏,隧道初支混凝土质量控制难度较大。
1湿喷混凝土原材料质量控制
水泥使用前必须做强度检测试验且应保证水泥质量的稳定。。施工中宜采用强度等级不低于42.5及以上的硅酸盐或普通硅酸盐水泥。对于侵蚀性环境,应根据设计要求选用适合的水泥品种,并经试验合格后使用。
矿物掺合料进场前后必须妥善存放,防止受潮,对细度(硅粉、矿渣粉检测比表面积)、烧失量、含水量做到车车必检,取样应采用3m 取样器取样。
2湿喷混凝土配合比设计
湿喷混凝土配合比设计必须同时满足拌合物工作性能要求和混凝土强度(早期强度和28天强度)与耐久性要求,此外兼顾经济型要求。
混凝土拌合物必须满足工作性要求,坍落度控制在15~20cm为宜,不得离析与泌水。混凝土配合比水胶比不大于0.45,砂率45-60%,胶凝材料大于400kg/m3。
充分考虑室内拌合与拌合站拌合功率的差别,配合比设计试验必须经过拌合站试拌验证。
施工过程中,原材料品质在合格基础上发生波动时,可对外加剂用量、砂率进行适当调整。喷射混凝土的早期强度必须符合规范要求,24h强度应达到10MPa。
3湿喷混凝土的生产
添加合成纤维的喷射混凝土应按照配合比数量逐盘称量,不得随意添加,添加方式应保证在添加过程中不致散失,并延长搅拌时间30s。搅拌完成后随机取样,如纤维已均匀分散成单丝,则混凝土可投入使用,若仍有成束纤维,则至少再延长搅拌时间至4~5min方可使用。
速凝剂用流量泵等具有自动计量功能的设备自动加入,确保计量准确。
。
4混凝土湿喷
湿喷混凝土施工必须严格执行铁建设[2010]241号《高速铁路隧道工程施工技术指南》、TB10108-2002《铁路隧道喷锚构筑法技术规范》等标准。
5现场准备
5.1 机具准备
①空压机:空压机宜采用多动,且出机风压不小宜小于0.8MPa。
②湿喷机:生产能力一般应在5~10m3/h且型号统一,喷浆压力可调,喷嘴料流连续,无脉冲和滴浆,经现场调试后运转良好。
③分料机:根据湿喷机配备情况,现场配备一台“一供三”型振动布料机。
5.2 现场准备
①现场清理:除喷射混凝土作业台架、必要的照明及应急设备外,其余设备均清理至作业区段以外。
②基面准备:喷射前应对受喷岩面进行处理。一般岩面可用高压水冲洗受喷岩面的浮尘、岩屑;当岩面遇水容易潮解、泥化时,宜采用高压风吹净岩面;若为泥、砂质岩面时应挂设细钢筋网(网格宜不大于10×10mm、线径宜不小于3mm),用环向钢筋和锚钉或钢架固定,使其密贴受喷面,以提高喷射混凝土的附着力。喷射混凝土前,宜先喷一层水泥砂浆,待终凝后再喷射混凝土;若基面有股水时应采用盲管将股水引出。
③速凝剂准备:速凝剂应采用耐腐蚀性材料的密闭容器盛装至湿喷机附近,湿喷机必须具有自动计量装置并调试良好。
5.3喷射作业
5.3.1 喷射操作程序应为:缓慢打开主风阀启动速凝剂计量泵启动主电机、振动器向料斗加混凝土。
5.3.2 喷射混凝土作业应采用分段、分片、分层依次进行,喷射顺序应自下而上,分段长度不宜大于6m。喷射时先将低洼处大致喷平,再自下而上顺序分层、往复喷射。
①喷射混凝土分段施工时,上次喷混凝土应预留斜面,斜面宽度为200~300mm,斜面上需用压力水冲洗润湿后再行喷射混凝土。
②分片喷射要自下而上进行并先喷钢架与壁面间混凝土,再喷两钢架之间混凝土。边墙喷混凝土应从墙脚开始向上喷射,使回弹不致裹入最后喷层。
③分层喷射时,后一层喷射应在前一层混凝土终凝后进行,若终凝1h后再进行喷射时,应先用风水清洗喷层表面。一次喷混凝土的厚度以喷混凝土不滑移、不坠落为度,既不能因厚度太大而影响喷混凝土的粘结力和凝聚力,也不能太薄而增加回弹量。
5.3.3 喷射速度要适当,以利于混凝土的密实性。风压过大,喷射速度增大,回弹增加;风压过小,喷射速度过小,压实力小,影响喷混凝土强度。因此在开机后要注意观察风压,起始风压达到0.5MPa后,才能开始操作,并根据喷嘴出料情况调压。
6湿喷混凝土质量检验
喷射混凝土的强度必须符合设计要求。用于检查喷射混凝土强度的试件,应采用大板切割法制取,大板必须在施工现场喷射成型;当不具备切割条件时也可采用边长150mm的立方体无底试模,在其内喷射混凝土制作试件,试件成型的喷射方向应与边墙相同,喷射混凝土标准养护试件的试验龄期为28d。
检验数量:施工单位每一作业循环检验一次,每个循环至少在拱部和边墙各留置一组检验试件;监理单位按施工单位检查次数的20%见证取样检测或按施工单位检查次数的10%平行检验。
检验方法:施工单位进行混凝土强度试验。监理单位检查混凝土强度试验报告并进行见证取样检测或平行检验。
参考文献:
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