天津生态城中部片区经六路上跨蓟运河故道桥梁工程
争创“海河杯”创优方案
天津市国腾公路咨询监理有限公司
二零一三年十一月一日
天津生态城中部片区经六路上跨蓟运河故道桥梁工程 海河杯创优方案
目录
1、工程概况 .................................................................................................................... 1 2、质量总体目标及各分部、分项质量目标 ........................................................................ 2 2.1 质量总体目标 .................................................................................................................. 2 2.2 分部、分项质量目标 ...................................................................................................... 2 3、组织机构...................................................................................................................... 3 4、施工管理措施及质量控制 ............................................................................................. 3 4.1 职能分工 .................................................................................................................. 3 4.2 主要工序工程质量控制措施 ...................................................................................... 6 5、施工难点、亮点、创新点 ........................................................................................... 11 5.1 河道内施工 ................................................................................................................... 12 5.2 主桥上部结构钢箱梁 ................................................................................................. 13 6、科技含量、技术创新（采用“四新”技术等） ............................................................ 14 6.1 抗拉拔速度锁定支座应用 ............................................................................................. 14 6.2 工艺、技术创新 ............................................................................................................ 15 6、质量通病控制 ............................................................................................................. 15
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争创“海河杯”创优方案
1、工程概况
本工程位于天津生态城03片区与04片区之间，自清净湖南路向东跨越蓟运河故道落地后与现状中新大道（汉北路）相接，全长959.47m（K0+184.067～K1+143.537），其中主桥270m，引桥229.86m，引路及道路顺接段为459.61m。
本工程桥梁跨越蓟运河故道，主桥（5～11#墩）为跨径35m+4×50m+35m的拱结构支撑的钢连续梁桥；北侧引桥（0～5#墩）跨径布置为5×25m，南侧引桥（11～15#墩）跨径布置为4×25m；桥梁总长度495m。
主桥采用35m+50m×4+35m的拱结构支撑的钢连续箱梁桥，由法国马克〃米姆拉姆工程咨询有限公司以“飘带”为理念设计，全桥由5个相同造型的主拱及主梁组成，结构新颖独特。
钢拱-连续梁组合结构好像直接漂在河面上，实际上是支撑于隐藏在飘带内的墩柱上。水面上钢结构的“飘带”使这座桥显得轻盈、通透，与下游的混凝土壳体的桥梁形成了呼应与共鸣，与周边景观融合、协调。
图1 主桥上部结构钢箱梁效果图
引桥上部结构采用标准跨径为25m的预应力混凝土连续梁，为了与主桥横断面对齐，采取了不等高的截面形式，即顶面1.5的横坡，底面水平，在中线处的梁高为1.58m。采用单箱三室截面，腹板厚度为0.4～0.6m，渐变段长度2.5m。
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表1 主要工程数量表
部位 项目 钻孔桩（φ1.5） 主桥 （5～11#墩） 承台 墩柱 拱结构支撑的钢连续箱梁（左、右幅） 钻孔桩（φ1.2） 引桥 （0～5#墩） （11～15#墩） 承台 桥台 墩柱 预应力混凝土现浇箱梁（左、右幅） 表2 建设情况一览表
建设单位 设计单位 监理单位 施工单位 工程总投资 开竣工日期 天津生态城市政景观有限公司 天津市市政工程设计研究院 法国马克〃米姆拉姆建筑工程事务所 天津市国腾公路咨询有限公司 中铁十八局集团第五工程有限公司 26700万元 2011年11月30日～2013年5月30日 单位 根 个 个 m 根 个 个 个 m 数量 60 10 18 270 96 22 4 36 225 2、质量总体目标及各分部、分项质量目标
2.1 质量总体目标
达到国家及天津市工程质量检验评定优良标准，确保市政工程金奖，争创国优。 2.2 分部、分项质量目标
桩基工程：桩基检测100%采用声波透射试验检测，检测结果全部为Ⅰ类桩。
试验检测：严把原材料进场及现场施工质量，原材料试验检测（检测项目包括：混凝土、钢筋、钢筋焊接、锚具静载锚固、钢绞线）结果全部合格。
结构安全性试验：成桥荷载试验，试验结果满足设计要求。
使用功能性试验：对桥梁沥青混凝土面层、伸缩缝进行抽样检验，合格率为100%。
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3、组织机构
总监理工程师办公室机构设置情况如下图：
现场监理机构框图
专职安全道路专业 桥梁专业 测量专业 排水专业 机电专业 试验专业 造价专业 监理工程师 监理工程师 监理工程师 监理工程师 监理工程师 监理工程师 监理工程师 监理工程师 张爱春宋德明 胡秀萍 邓 锴 黄莹玉 郭静辉 董永亮 常志国 监理员 路 涛 监理员 王 健 监理员 王哲杰 监理员 刘 强 试验员 张春松 行政人员 张 硕 总监理工程师 黄国梁 驻地监理工程师 邢 智
4、施工管理措施及质量控制
在总监理工程师办公室内，实行总监理工程师负责制，由总监理工程师全面负责监理的管理工作、驻地监理工程师在总监理工程的授权下，重点负责现场的施工质量、进度、费用、安全、文明、环保方面的监理工作。各专业监理工程师协助总监理工程师及驻地监理工程师开展日常工作。在总监理工程师领导下的总监办由工程部、合同部、中心试验室和综合办公室四大部门组成，每个部门配备相应的专业监理工程师及其他监理人员。 4.1 职能分工
4.1.1 总监理工程师的职责
（1）对建设单位委托监理合同的实施负全面责任； （2）负责管理项目监理部的日常工作； （3）确定项目监理部人员的分工和岗位职责；
（4）检查和监督监理人员的工作，根据工程项目的进展情况进行人员的调配，对
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不称职的人员进行调换；
（5）主持编写工程项目监理规划和审批监理实施细则；
（6）检查监理日记；组织编写并签发监理月报、监理工作阶段报告、专题报告和监理工作总结，主持编写工程质量评估报告；
（7）主持项目监理信息和监理资料的管理工作； （8）主持监理工作会议；
（9）签发项目监理部重要文件和暂停、复工指令；
（10）审定承包单位的开工报告、施工组织设计（施工方案）和进度计划； （11）组织审查分包单位、供货单位、试验单位资质，提出审查意见； （12）确定见证抽样送样工作岗位，指定专人负责； （13）签认分部工程和单位工程的质量验收记录；
（14）主持审查承包单位竣工预验收申请，组织监理人员进行竣工预验收，参加竣工验收；
（15）审查和处理工程变更；
（16）审定承包单位的工程款支付申请；
（17）参与工程质量和安全事故的凋查；
（18）处理索赔，审批工程延期，调解建设单位与承包单位的合同的争议； （19）对总监理工程师代表授权。 4.1.2 驻地监理工程的师职责
按照总监理工程师的授权，行使总监理工程师的部分职责和权力。其中以下九款的职责总监理工程师不得受权：
（1）检查和监督监理人员的工作，根据工程项目的进展情况进行人员的调配，对不称职的人员进行调换；
（2）主持编写工程项目监理规划和审批监理实施细则； （3）签发项目监理部重要文件和暂停、复工指令；
（4）审定承包单位的开工报告、施工组织设计（施工方案）和进度计划； （5）确定见证抽样送样工作岗位，指定专人负责； （6）签认分部工程和单位工程的质量验收记录； （7）审查和处理工程变更；
（8）参与工程质量和安全事故的凋查；
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（9）对总监理工程师代表授权。 4.1.3 专业监理工程师职责
（1）负责编制本专业监理实施细则；
（2）按专业分工对工程进行巡视、旁站、见证、平行检测；负责本专业检验批、分项工程验收和隐蔽工程验收，并对工程验收提出本专业的验收意见；
（3）负责审查施工组织设计（方案）中本专业部分内容；
（4）负责审查包单位提交的涉及本专业的计划、方案、申请、变更，并向总监理工程师提出意见；
（5）负责对本专业进场工程物资进行质量验收；
（6）负责本专业监理工作的实施填写监理日记，参与编写监理月报； （7）负责本专业工程的计量工作，审核计量成果。 （8）负责本专业监理资料的形成及处置工作；
（9）组织、指导、检查本专业监理员的工作，检查监理员的监理日；当需要调整监理员时，向总监理工程师提出建议；
（10）向总监理工程师汇报本专业监理工作，对重大质量和安全问题应立即报告。 4.1.4 安全监理工程师职责
（1）审核承包人安全管理和安全保证体系的组织机构，检查项目经理和专职安全管理人员安全资格培训持证情况；
（2）检查承包人安全生产责任制，安全管理规章制度，安全操作规程的制定情况； （3）审核施工组织设计中安全技术措施和专项施工技术方案是否符合安全生产强制性标准要求；
（4）检查施工现场各种安全标志和临建设施的设置是否符合有关技术标准规范、文明施工的要求；
（5）审核检查承包人安全事故应急预案的制定和危险源的监控措施及应急预案； （6）检查承包人安全组织的落实及安全措施的执行情况，并签署安全许可验收手续；
（7）在总监理工程师的领导下，全面监督现场监理和承包人的安全工作情况，发现安全隐患及时制止并上报总监理工程师。
4.1.5 监理员职责
（1）在专业监理工程师的指导下，开展现场监理工作。
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（2）检查承包单位投入的人力、材料、主要设备及其使用、运行情况，并作好检查记录。
（3）复核或从现场直接获取工程计量的有关数据并签署原始凭证。
（4）按施工图纸及有关标准，对承包单位的施工工艺或施工工序过程进行检查和记录。对加工制作及工序施工质量检查结果进行记录。
（5）担任见证、旁站工作，发现问题及时指出并向本专业监理工程师报告。 （6）作好监理日记和有关监理工作记录。
（7）按总监理工程师的分工，负责职责范围内的见证抽样工作。 4.1.6 资料员的职责
（1）负责项目监理部各类监理资料收集、登记、分类、整理和保管工作。 （2）负责对项目监理信息的整理工作。 （3）负责项目监理部的文印工作。
（4）向专业监理工程师沟通项目监理情况并及时向总监理工程师汇报。 4.2 主要工序工程质量控制措施
4.2.1 桩基施工
本工程原地面以下7m全部为流动状淤泥，桩基施工难度大，为了防止不良地质引起的缩颈、塌孔、断桩等情况发生，本工程钻孔灌注桩全部采用12m钢护筒穿透整个淤泥层进行护壁支护，保证了桩基的成孔质量，辅之各工序的质量严格控制，本工程184根灌注桩全部为I类桩。
桩基12m长钢护筒插打
本工程156颗桩基均进行了超声波检测，检测结果均为Ⅰ类桩，桩基完整性均合
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格，并选取了左5-2#桩；右8-3#桩进行桩基单桩承载力检验，检验结果表明承载力满足设计要求。
桩基承载力检测
4.2.2 承台深基坑施工
本工程主桥中墩位于河道范围内，承台底标高（含10cm混凝土垫层）为-5.2m，根据设计文件并结合现场实际情况，采用钢板桩围堰作为围护结构。
中墩处围堰采用500cm×200cm拉森钢板桩，桩长12m，入土深度不小于5.9m。 主桥中墩承台设计尺寸为10.3m×6.4m，分左右幅布置，考虑施工操作空间、钢板桩的结构模数、钢支撑安装及围檁支撑体系的构造要求，钢板桩内部尺寸确定为29.45m×12.2m，横桥向外放1.4m，顺桥向外放2.5m，作为施工操作空间和布置围檁支撑体系。
钢板桩围堰内支撑按受力计算并结合承台、墩柱施工的实际情况布设，共设置2层φ600钢管支撑，钢管支撑与钢板桩之间采用2根I40b工字钢做围檁。
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主桥中墩围护结构平面图
主桥中墩围护结构立面图
4.2.3 墩柱施工
本工程墩柱共54根，墩柱均采用定型钢模板，引桥墩柱6套，主桥墩柱模板2套。 施工工艺为墩柱钢筋预埋→墩柱钢筋绑扎→墩柱模板打磨涂刷脱模剂→定型模板安装→墩柱混凝土浇筑→拆模→养生。
另外为了确保墩柱混凝土质量，主墩墩柱混凝土浇筑完成后进行循环水降温，保证了混凝土内与表层温差不大于25℃。
混凝土模板拆除完成后及时进行成品保护。
墩柱外观质量及成品保护
4.2.4 支座
引桥采用高阻尼橡胶支座和四氟乙烯板式支座、主桥采用速度锁定支座和8#固定墩采用的盆式支座，能使桥梁在地震及急刹车冲击下，由主桥五个主墩共同抵抗。施工方法为速度锁定支座采用高强度自流平砂浆进行灌注，板式支座采用环氧树脂砂浆与墩柱
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或桥台顶面粘接。
各支座安装过程中均严格控制，四角高差均控制在1mm以内。自流平砂浆做到了灌浆密实。
4.2.5 引桥箱梁施工
引桥上部结构采用标准跨径为25m的预应力混凝土连续梁，为了与主桥横断面对齐，采取了不等高的截面形式，即顶面1.5的横坡，底面水平，在中线处的梁高为1.58m。采用单箱三室截面，腹板厚度为0.4 ~0.6m，渐变段长度2.5m。
4.2.5.1 支架体系施工：
支架基础采用回填素土、戗灰处理的方式对地基进行处理，采用压路机进行压实，保证地面平整、地基承载力不得小于0.4MPa；为防止基础被水浸泡，脚手架搭设前，在地基基础上满铺一层塑料布。
支架布置示意图
支架体系采用碗扣式脚手架，一般位置处布置间距为90cm×90cm，腹板处布置间距为60cm×90cm，横梁处布置间距为60cm。
搭设完毕的满堂式脚手架
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4.2.5.2 模板工程：
引桥上部结构采用单箱三室截面，中线处梁高1.58m；为满足现浇箱梁施工要求，采用方木、竹胶板进行外、内模制作，外模、内模布置方式见下图。
引桥箱梁内、外模横断面图
4.2.5.3 预应力创新压浆施工
项目部加强预应力技术交底，严格施工质量控制，预应力张拉伸长值均在规范要求以内。本工程箱梁采用后张法施工，在波纹管的定位固定中，为防止混凝土浇筑过程中波纹管出现移位、浮起现象，采用焊“U”形套的方式对波纹管进行加固。
通过项目部不懈的努力，引桥上部箱梁顺利浇筑完成，梁体混凝土浇筑质量良好，梁体浇筑完成后效果如图所示：
拆除模板后混凝土外观
4.2.6 主桥箱梁施工
主桥上部结构采用35m+4×35m的拱结构支撑的钢连续箱梁，按照两幅桥梁布置（桥
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全宽30.5m）。全桥由5个相同造型的主拱及主梁组成，结构新颖独特。箱梁为单箱双室截面，结合景观考虑，主梁顺桥向为变截面。主桥施工工艺采用支架法架设，一次落架的施工方式。
主桥箱梁安装施工现场
本工程主桥顺桥向由五个相似的主拱及主梁组成，主梁设置5个合拢段，主拱设置4个合拢段，因此钢箱梁的对接施焊可以在5个相对独立的区间内焊接，焊接从中墩向两端方向进行。而在钢箱梁横桥向分主拱、主梁、挑梁及飘带，存在上下分层；在高度方向的安装顺序为：主拱→主梁→飘带→挑梁。
目前主桥上部钢箱梁的施工正在有序的进行。
5、施工难点、亮点、创新点
本工程桥梁上跨蓟运河故道；主桥上部结构为拱结构支撑的钢连续箱梁，施工难点主要体现在以下四点：
（1）主桥承台位于河道内，深基坑开挖深度为6.2m，必须制定切实可行的支护方案，确保施工经济、安全。
（2）钢箱梁由5个相似造型的主拱及主梁组成，结构新颖、造型独特；下箱梁呈二次抛物线变化，两侧飘带为空间曲面，线形控制难度大，对胎架的要求较高。
（3）钢箱梁采用全焊结构，焊接内容包括节段内焊接、节段之间的拼装焊接，采用何种
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焊接工艺控制焊接变形，是研究的重点，也是控制的难点。
（4）钢箱梁施工范围为现状河道，采用何种机械吊装、拼装平台如何设置是保证现状拼装的关键，必须从可行性、经济性、合理性方面综合考虑。 5.1 河道内施工
因本工程主桥上跨蓟运河故道，采取何种措施保证水上施工是本工程施工的重点、难点。 根据以往施工经验，采取下列措施进行水上施工：
（1）河道内施工便道：为满足材料运输、机械行驶施工要求，采用“回填素土、戗灰处理、顶部浇筑混凝土”的方式修筑河道范围内施工便道。
（2）承台深基坑施工：为满足主桥下部结构承台、墩柱施工，采用插打12m长钢板桩作为围护结构，竖向设置两道钢支撑。
图2 承台围护结构平面布置（单位：cm）
（3）支架基础：为满足主桥施工要求，河道范围内采用“回填素土、戗灰处理”的方式施工进行处理。
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图3 主桥施工布置横断面图
5.2 主桥上部结构钢箱梁
（1）钢箱梁线形的控制
本工程主桥上部结构主梁在纵向有线形且在横向为一变截面，主拱在纵向亦有线形；而飘带则更是一空间扭曲梁，且桥梁线形是设计中的一项主要技术指标，贯穿钢箱梁施工的全过程，因此线形的控制是本工程施工的重点和难点。
图4 主桥上部结构钢箱梁效果图
（2）焊接变形的控制
本工程主桥钢箱梁采用全焊结构,焊缝多、焊接工程量大，因影响焊接变形的因素非常多，采用何种方式控制焊接变形，是本工程施工的重点，也是难点。
图5 主桥钢箱梁纵向分节图
（3）桥位梁段的组装就位及焊接
梁段的组装就位及焊接是钢箱梁制造工程中最重要的一项分项工程。
本工程由于运输条件限制，空间扭曲线形的飘带在工厂制作后不能直接安装在主拱上，只能在桥位安装，给桥位的安装及焊接增加了难度。
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图6 主桥钢箱梁安装效果图
创新点：针对本工程主桥上部结构钢箱梁空间线形控制、焊接变形控制难度大，施工精度要求高，为保证钢箱梁整个施工过程安全、一次成优，必须运用全新的思维和创新的方法，探索此类桥梁独有的施工工艺：
（1）线形控制：多节段连续匹配制作，进行二次立体匹配预拼装。 （2）焊接变形控制：分步组装、分步焊接，预制反变形，控制焊接顺序。 （3）梁段现场安装：采用龙门吊分段吊装，一次落架。
（4）飘带线形控制：预拼装时，焊接角度样板，作为现场安装的线形控制点。
6、科技含量、技术创新（采用“四新”技术等）
6.1 抗拉拔速度锁定支座应用
抗拉拔速度锁定支座：本桥位于八度地震区，主桥除中央的8#固定墩和两端连接墩采用盆式支座外，其余4个主墩（6#、7#、9#、10#）采用了抗拉拔速度锁定器支座，这种支座在结构纵向伸缩变形速度小于限值时（即温度变化、混凝土收缩徐变和低烈度地震引起的结构纵向变形），可以通过锁定器里的调节装置适应结构变形，从而释放由上述荷载引起的结构内力。当结构纵向伸缩变形速度大于限值时（七度或八度地震），支座内的速度锁定装置发挥作用，将支座的纵向位移量锁定，此时，主桥的五个主墩基础共同抵抗地震力。
速度锁定器与汽车安全带类似，低速时自由活动，速度超过某个值时锁定。
图9 速度锁定支座实物图
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6.2 工艺、技术创新
6.2.1 钢箱梁线形的控制
（1）在放样时，利用计算机精确放样，得到各零件的控制点数据；施工过程中，根据控制点三维坐标，用经纬仪、全站仪精确定位及检验。
（2）选择合适的焊接顺序，防止因焊接顺序不当而造成弯曲变形和扭曲变形。 （3）采用冷矫正及火焰矫正相结合的办法矫正各种焊接变形。
（4）钢箱梁设置预拱度，预拱度值按设计量预留，在块单元加工制作时考虑。 （5）在总拼时，预设置焊接收缩量和预拱度，以保证钢箱梁成桥线型。 （6）钢箱梁架设时，尽量采用两台龙门吊抬吊，以保证施工方便及拼装精度；吊装过程中，采用千斤顶进行微调就位，控制拼装精度。
（7）钢箱梁拼装时采用临时匹配件及马板来保证拼装精度及焊缝宽度，从而确保钢箱梁的外观线形顺畅。
（8）加强测量控制。中线测量每次用相同的导线点，尽量在每天的同一时间段，每段梁架设前先放样，架设后再复核、调整。高程测量要建立全桥统一的高程控制网，以保证全桥的纵坡及横坡的准确性。
6.2.2 焊接变形控制
（1）分步组装、分步焊接，预制反变形，控制焊接顺序，减少整体焊接量，减少热矫正工作量，以减少由收缩累计产生的内应力。
（2）采用小间隙、小坡口焊接，选择焊接线能量小的焊接方法，保证焊缝的力学性能，减少焊缝的拘束度。
（3）在施工中继续积累各类焊缝的焊接收缩量实测数据，以便使预留焊接收缩量留得更准确。
6.2.3 桥位梁段的组装就位及焊接
（1）选择合理的焊接顺序和采取有效的工艺措施，选派优秀的焊工。
（2）飘带的空中立体组装的解决方案为：在主拱与飘带预拼调整好后，采用角度样板连接主拱和飘带，每个环口位置设置几个角度样板，此角度样板即为飘带的线形控制点，同时在飘带上做好记号，在桥位组装时只需要把飘带放置在相应的角度样板位置上即可，避免了人为因素造成的误差。
6、质量通病控制
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6.1 工程工艺控制
（1）工程开工前，认真审核实施性施工组织设计，要求严格按照施工组织设计施工。
（2）主要分部、分项工程编制专项施工方案，科学组织施工。
（3）在施工过程中，经常检查施工组织设计及施工方案落实情况，以确保施工生产正常进行。 6.2 工程材料控制
工程材料和辅助材料（包括构件、成品、半成品）都将构成工程的实体。保证工程材料按质、按量、按时的供应是提高和保证质量的前提。因此，对采购的原材料、半成品等材料，建立健全进场前检查验收和取样送检制度，先调查料源，杜绝不合格的材料进入现场。 6.3 施工操作控制
（1）施工操作者必须具有相应的操作技能，做到考核合格持证上岗。
（2）施工操作中，坚持“三检”制度，即自检、互检、交接检；所有工序坚持样板制；牢固树立“上道工序为下道工序服务”和“下道工序就是用户”的思想，坚持做到不合格的工序不验收。
（3）各工序实行操作者挂牌制，促进操作者提高施工质量的意识。
（4）做到施工操作程序化、标准化、规范化，贯穿工前有交底、工中有检查、工后有验收的“一条龙”操作管理方法，确保施工质量。 6.4 选择合格实验室，把好试验检测关
（1）施工前，认真审核施工单位上报的临时实验室的相关材料，对该实验室的资质、人员、规模、试验设备、质量控制标准考察合格后允许使用该实验室。
（2）材料进场后，现场试验员在进行进场复试，检测结果合格后方可用于工程施工。禁止使用三证不齐全，复试不合格、外观不符合要求的材料。 6.5 把好隐蔽工程检查验收关
做好隐蔽验收记录，对于隐蔽工程检查中提出的质量问题进行认真处理，验收符合要求后，方可办理签证手续，进行下道工序施工。
（1）隐蔽工程施工完毕后，由施工队技术负责人签字，并邀请项目技术负责人、质量检查员，重要或特殊部位还邀请设计单位和质量监督单位派员参加，共同对隐蔽工程进行检查验收。
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（2）参加检查人员按隐蔽工程检查单的内容进行检查验收后，提出检查意见，由质检员在隐检单上填写工况，然后交参加检查人员签证。若检查中存在问题需要整改时，施工单位整改合格后，再次邀请有关各方进行复查，达到要求后，方可办理签证手续。
（3）隐蔽工程验收合格后，方可允许施工单位安排进行下一道工序的施工。
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