隧道小导管超前支护施工质量控制.docx
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隧道小导管超前支护施工质量控制
新建玉溪至蒙自段电气化铁路工程
隧道小导管超前支护
施工质量控制
中铁十局集团三建公司玉蒙项目部QC小组
二OO七年二月
隧道小导管超前支护施工质量控制
一、工程概况
汉邑村隧道位于新建昆河线玉溪至蒙自段站前工程第一合同段，为单线铁路隧道，全长6670m，位于川滇菱形断块的东南端，区域地质构造复杂，新构造运动强烈，是一个褶皱与断裂均比较发育的区域。
隧道地表地下水发育，地表水主要为水库水、塘水及沟槽内流水；地下水主要为孔隙水、基岩裂隙水、断裂带水、岩溶水等。
隧道设计Ⅲ级围岩1360米，Ⅳ级围岩2650米，Ⅴ级围岩2660米，Ⅴ级围岩除进口洞口段20m采用管棚超前支护外，其余段均采用φ42小导管注浆超前支护，注浆材料选用水泥浆，水灰比0.5～0.8：
1，注浆压力0.5～1.0Mpa。
汉邑村隧道质量目标是：
工程一次验收合格率100％，自检率100％，争创省优、部优工程及鲁班奖。
二、小组概况
玉蒙项目部汉邑村隧道小导管超前支护QC小组成立于2006年6月1日，并确定攻关课题，目的是在保证施工安全的前提下加快施工进度，提高经济效益，确保汉邑村隧道质量目标的实现。
1、小组名称：
三建公司玉蒙项目部QC小组。
2、攻关课题：
汉邑村隧道小导管超前支护施工质量控制。
3、活动时间：
2006年6月1日～2006年12月31日。
4、小组活动次数：
6次
5、TQC教育程度：
小组成员均接受了48小时TQC教育。
6、小组成员情况：
小组成员情况表
序号
姓名
性别
年龄
文化程度
职称/职务
组内职务
1
杜强泽
男
36
本科
经理
组长
2
赵宇
男
31
本科
总工程师
副组长
3
李丹阳
男
29
本科
工程部长
组员
4
赵春杰
男
27
本科
隧道工程师
组员
5
方同亮
男
31
大专
物资部长
组员
6
周洪斌
男
27
大专
试验室主任
组员
7
王安铭
男
32
大专
安质部长
组员
8
汤文爽
男
27
大专
技术主管
组员
9
李栋政
男
25
大本
技术主管
组员
10
李正海
男
42
高中
领工员
组员
三、选题理由
理由一：
隧道地质构造复杂，浅埋段多。
汉邑村隧道Ⅴ级围岩所占比例接近40％，且穿越7个断层（997m），1个向斜，其中关营断层为活动断层，围岩大部分为断层泥，断层宽236m。
隧道通过6处浅埋段，全长1036米,覆盖层厚1.2m～20m，施工易发生洞身坍塌。
汉邑村隧道关营活动断层围岩为断层泥
理由二：
地下水丰富。
汉邑村隧道最大涌水量设计为5.5万方/天，沿线断裂构造极其发育，地下水主要沿断裂带分布，水文地质条件比较复杂，且各段不一。
四、制定目标
通过QC小组活动，提高超前小导管施工质量，达到加固周边围岩的目的，封堵水源，有效控制隧道超欠挖，确保隧道施工安全。
五、活动过程（PDCA）
1、计划阶段（P）
1）现象分析
隧道软弱围岩段施工，超前支护的质量是隧道控制超欠挖及施工安全的关键。
为此，我们QC小组对汉邑村隧道小导管超前支护的质量缺陷进行了调查统计，影响其质量的主要因素有：
注浆压力、浆液配合比、孔位布置、注浆量及注浆管封堵等。
缺陷统计列表如下：
小导管超前支护质量缺陷统计表
序号
缺陷项目
频数
频率%
累计频率%
1
注浆压力
45
49.45
49.45
2
浆液配合比
21
23.08
72.53
3
孔位布置
13
14.28
86.81
4
注浆管封堵
6
6.59
93.40
5
注浆量
4
4.40
97.80
6
其它
2
2.20
100
总计
91
100
根据缺陷统计表绘制排列图如下：
2）根据统计表找出主要缺陷
从统计表及排列图中可得出结论，影响小导管超前支护质量的主要因素是：
注浆压力、浆液配合比和孔位布置，这三项因素占总数的86.81%。
3）原因分析
针对上述各种因素产生的问题，QC小组经过全面分析，并结合以往的施工经验，就小导管超前支护质量缺陷作出因果分析图，如下：
从因果分析图中，我们找到影响小导管注浆施工质量的末端因素，并进行了要因确认。
要因确认表
序号
末端因素
论证
是否要因
1
水泥浆液滞留时间较长
精心组织，加强工序协调，可避免
非要因
2
外加剂单一
根据需要准备，可避免
非要因
3
注浆设备陈旧
设备更换，可避免
非要因
4
压力表、流量计损坏
经常检查，损坏后及时更换，可避免
非要因
5
分工不明确
加强施工管理，可避免
非要因
6
操作不熟练，责任心不强
操作人员对注浆工艺不熟悉，经验将不断渐积累
要因
7
浆液水灰比难控制
规范操作，不断积累
要因
8
注浆管与孔口堵塞不密实
加强检查，可避免
非要因
9
注浆孔布置及钻眼不规范
加强检查，不断改进
要因
10
注浆终压难控制
经验逐渐积累，不断改进
要因
11
烟尘大，光线暗
加强通风及照明，可改善
非要因
12
施工场地狭窄
现场统一部署，可改善
非要因
根据小导管注浆质量缺陷因果分析图，经过小组成员认真讨论、现场分析，确认小导管注浆质量缺陷的主要原因是：
a、操作不熟练；
b、浆液水灰比难控制；
c、注浆终压难控制；
d、注浆孔布置及钻眼不规范
4）制定对策
针对影响小导管注浆质量的四大主因，我们研究制定了对策，并分工负责，见下表：
对策实施表
序号
主因
目标
对策
完成时间
负责人
1
操作不熟练
提高职工的业务技能，逐步积累施工经验。
加强对职工的业务培训，开办施工经验交流课。
06.6.18
赵宇
2
浆液水灰比难控制
及时调整水灰比，确保裂隙充满浆液。
每次注浆前对围岩裂隙进行观察，及时调整水灰比。
06.7.8
周洪彬
汤文爽
3
注浆终压难控制
确保每个注浆孔的注浆压力满足设计要求。
根据岩性、施工条件及水压等因素现场确定。
06.7.8
李丹阳赵春杰
4
注浆孔布置及钻眼不规范
确保注浆孔位置、孔深满足设计要求。
每排注浆孔由技术人员测量布眼，成孔后逐一进行检查。
06.6.25
李栋政王安铭
2、实施阶段（D）
实施一：
针对小导管施工工艺，项目部技术人员对现场作业人员、值班员进行业务培训，并定期组织现场作业人员召开经验交流课，让作业人员熟悉小导管的施工工艺。
现场施工过程中，项目部技术人员全程值班，及时发现问题并进行指导，逐步积累施工经验。
实施二：
对现场陈旧的、不满足施工工艺要求的机械设备进行更换，确保现场的机械设备满足施工工艺要求。
实施三：
严把原材料关，现场使用的原材料严格按照规范要求进行检验，经检验合格后方可使用，杜绝不合格材料进入施工现场。
实施四：
每排注浆孔均由测量人员放线布眼，在钻孔过程中严格控制小导管外插角及孔深。
钻眼完成后必须经质检人员检查确认钻孔外插角、孔深、孔距满足设计及规范要求后方可送入小导管注浆，若不合格必须进行返工。
实施五：
注浆过程中，合理的选择与控制注浆压力，选用合宜的浆液，适时的变换浆液配合比，并使它们质检很好的配合，是保证注浆质量的重要因素。
每次注浆前由技术人员对掌子面围岩情况进行观察，根据掌子面围岩裂隙、水量大小等情况来确定注浆压力的大小。
注浆过程采用一次升压法，在一开始就在短时间内将压力升到确定的注浆压力，并一直保持到注浆结束。
在此压力下，浆液由稀到浓，首先将较细的裂隙充填压好，而后将中等或较大的裂隙压注密实。
浆液浓度的变换是在同一浓度下注浆持续一段时间后，吸浆量无显著改变时，即加浓一级，若加浓后吸浆量突减时，说明浓度变换不当，立即换回原来浓度。
3、检查阶段（C）
效果一：
通过认真执行对策后，我们再一次对超前小导管施工质量进行检查，其检查结果如下：
序号
质量
因素
检测
次数
不合格次数
合格次数
单项合格率%
备注
1
注浆压力
60
3
57
95
2
浆液配合比
60
6
54
90
3
孔位布置
110
8
102
92.7
累计
230
17
213
92.6
平均
效果二：
提高了小导管注浆的施工质量后，确保了超前支护的施工质量，有效控制了隧道的超挖情况，并确保了施工安全。
目前汉邑村隧道进、出口洞口浅埋、破碎段均已顺利穿越。
4、总结阶段（A）
通过开展QC攻关活动，将理论与实践有机的结合起来，得出以下结论：
1）超前支护是隧道施工的关键，超前支护的质量得到保证可以有效的控制隧道超挖，并确保施工安全。
2）小导管注浆是一个完整的施工工艺，每道工序环环相扣，相辅相成。
3）通过开展本次QC攻关活动，施工队伍的素质、施工技术水平、管理水平均得到了明显的提高。
六、下一步打算
在今后小导管超前支护施工过程中，继续积累经验，不断总结，严格控制超前小导管的施工质量，确保汉邑村隧道软弱围岩段、断层破碎带、浅埋段顺利穿越。
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