攻克双跨连拱隧道中隔墙施工难关.docx
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攻克双跨连拱隧道中隔墙施工难关
攻克双跨连拱隧道中隔墙塌方技术难关
一、工程概况
老代坝双跨连拱隧道是勉宁高速公路重难点工程，是整个MN—5标段的控制性工程。
此隧道全长125米，设计净空为（宽*高）2*9.75米*5米，开挖跨度较大（23.2米），结构复杂。
隧道穿过燕山期花岗岩，洞内围岩为Ⅴ类，岩石呈巨块状结构，节理不太发育，稳定性好。
地下水主要为基岩裂隙水，水量不大。
隧道按2车道高速公路标准设计，两洞中线距离11.5米，中墙厚1.5米，底部为素砼，墙身以及顶部与拱脚连结处为钢筋砼。
隧道按“新奥法”原理设计，采用复合式衬砌。
二、小组概况
1、老代坝隧道QC小组成立于2001年4月10日，同年在公司登记注册，注册号为Mｇ2001－09，小组由项目长江中新、总工章忠和技术人员张允兴、王振宇以及质检负责人周鲁军等5人组成的，属现场攻关型。
小组成员平均年龄28岁，文化程度均是专科以上，平均接受TQC教育时间120小时，组员现场施工经验丰富且参加过多次QC小组活动（详情见表一）。
自成立以来，在组长江中新的带领下，日夜奋战在施工一线，亲自动手操作、做试验，在大家共同努力下，解决了隧道施工中道道技术难题，攻克了一个又一个质量难关，保证了隧道整体分创优，缩短了工期，提高了经济效益。
小组概况一览表 ［表一］
QC小组名称
勉宁老代坝隧道技术攻关QC小组
成立时间
2001.4
注册时间
2001.4
注册编号Mｇ2001—09
小组类型
现场攻关型
活动时间
2001.5—2001.10
姓名
性别
年龄
现任职务
组内
职务
学历
TQC教育
时间（s）
组内分工
江中新
男
32
项目经理
组长
专科
130
组织协调
章忠
男
29
总工程师
副组长
本科
117
组织活动
王振宇
男
27
技术科长
组员
本科
130
全面负责技术
张允兴
男
26
技术人员
组员
本科
110
负责工艺并检查工艺
周鲁军
男
26
质检科长
组员
专科
117
记录统计
本课题
攻克双跨连拱隧道中隔墙施工难关
2、小组活动时间表 老代埧隧道自2001年5月开工至2002
年3月全部完工。
实施项目
负责人
时间（2001年）--（2002。
3月）
5、6月
7、8月
9、10月
10、11月
12、1月
2、月
3月
选题理由
章忠
可行性分析
王振宇
现状调查
张允兴
原因分析
王振宇
制定对策
章忠
实施
周鲁军
效果对比
周鲁军
巩固措施
张允兴
今后课题
章忠
计划实际
三、选题理由
公司质量方针
追求行业一流，满足业主期望
建造优质工程，提供满意服务
项目质量目标
保证一次成优，力争创精品工程
项目质量症结点
1、中隔墙部位施工是双跨连拱隧道施工的难点所在。
2、我指挥部第一次接触双跨连拱隧道施工，打算通过这次活动培养出一批双跨连拱隧道施工技术骨干，全面掌握中隔墙施工经验。
3、2001.4月—5月份对中隔墙围岩施工时经常出现塌方，增加了石方开挖及砼回填量，降低了生产效益。
攻克双跨连拱隧道中隔墙塌方技术难关，确保中隔墙施工一次成优。
选定课题
四、小组活动过程
1、2001年5月底至六月初，对中隔墙在施工时塌方的现场情况进行科学调查分析并统计如下表：
［表二］
次数
施工部位
是否塌方
塌方量
不合格
主要原因分析
1
中隔墙
塌方
200m3
59
爆破震动引起
2
中隔墙
塌方
160m3
42
锚杆防护、支护布置不全面
3
中隔墙
塌方
102m3
36
锚杆受力不均匀
4
中隔墙
塌方
95m3
28
锚杆支护不合理和爆破震动大
5
中隔墙
塌方
80m3
17
锚杆加固不到位
6
中隔墙
塌方
66m3
锚杆加固不到位
7
中隔墙
塌方
75m3
支护不牢和中墙顶衬砌不及时
8
中隔墙
塌方
68m3
锚杆支护不正确
9
中隔墙
塌方
70m3
爆破震动引起
10
中隔墙
塌方
45m3
爆破震动引起
11
中隔墙
塌方
38m3
锚杆支护不正确
由上表分析造成中隔墙施工塌方主要原因是锚杆不正确和爆破震动引起的，其中是锚固因素引起塌方占60%，是爆破因素引起塌方占40%，因此，若要解决中隔墙塌方问题首先必须解决锚固和爆破问题。
2、目标设定
怎么能杜绝塌方
A、目标值：
“在中隔墙施工时杜绝塌方”
B、目标值的依据
设立施工过程中值班员发塌方苗头及时处理
有公司领导的指示为动力：
坚决杜绝塌方，减少损失
借签兄弟单位成功的施工经验
公司领导指示：
杜绝塌方，减少损失
确保塌方的苗头为零
可行性分析
3、目标值可行性分析
2、技术实力雄厚，小组成员全是专科以上学历组成的。
4、成员自信心高，责任心强，精力充沛，有决心攻克难关。
3、实践操作水平高，组员全是在施工一线奋战多年的技术和质检人员，施工经验丰富
1、领导重视，指挥长江中新亲自任小组组长，负责协调工作。
结论：
有领导重视和管理、技术、操作上的保证，可实行目标。
4、排列图
针对表二实测调查情况我们小组进行了排列图分析详见下图
爆破震动
引起的
锚杆防护支护布置不全面
锚杆受
力不均
施工人员责任心不强造成
锚杆加固不到位
5、原因分析
人机料环法
责任心不强
岗前没经专业培训
执行工艺不严
技术水平不过硬
我们小组根据排列图分析又进行了原因分析详见中隔墙塌方因果分析树图
经验不足
中隔墙塌方
风枪前护罩大
器材选用不当
爆破参数不当
雷管型号不合理
爆破设计不科学
起爆方法不当
前后颠倒
工序不合理
中墙顶锚杆防护、支护布置不合理
开挖长度过宽或过小
开挖不正确
连续开挖
砼强度不够
中墙砼衬砌强度不足
设计问题
6、确定要因
针对在中隔墙开挖时多次塌方，小组召开多次原因分析会，认真讨论研究，现对13条未端原因进行要因确认。
详见表三。
这些都是主要因素
要因确认情况表 ［表三］
序号
因 素
验证方法
确 认 情 况
结论
1
岗前没经专业培训
现场调查分析
没有培训记录，现场施工人员操作不熟练
是
2
责任心不强
现场调查
监督管理不严
否
3
经验不足
现场调查
现场操作不熟练，动作慢
否
4
风枪前护罩大
现场查看
炮眼较大
否
5
雷管型号不合理
检查雷管型号
以雷管性能不了解
否
6
爆破参数不当
现场查看分析
炮眼深、间距小，装药过多
是
7
药卷过粗
现场查看
炮眼装药量较多
否
8
起爆方法
现场调查
同时起爆威力大
是
9
工序前后颠倒
现场查看
施工不合理，有亏工、误时现象
否
10
中墙顶锚杆防护、支护布置不合理
现场查看
锚杆牢固不到位，受力不均，在压弯现象
是
11
连续开挖
现场查看测量
连续起爆开挖，震动大
是
12
砼强度不够
现场做试验
衬砌的砼有震裂现象
否
13
设计问题
现场调查分析
起爆后砼有震裂
是
对未端因素逐条确认找出6条主要原因：
1、岗前没经专业培训。
2、防护、支护布置不合理。
3、连续起爆开挖。
4、爆破参数不当。
5、设计问题。
6、起爆方法。
7、制定对策
针对要因，小组按照5W1H原则制定对策表，做到对策清楚，目标明确，责任落实，限期完成。
详见对策表四
对策表［表四］
序号
要因
现状
目标
措施
负责人
完成日期
1
岗前没经专业培训
1、对双跨隧道施工技术不熟练。
2、职工对隧道施工规范了解不多，有蛮干现象
经培训后使施工人员懂规范，能熟练操作
对中隔墙施工技术要领培训
江中新
章忠
6月15日前
2
防护、支护布置不合理
1、锚杆间距大，离隧底距离长，
2、锚杆数量少，长度不够
布置合理锚杆，受力均匀，达到支撑作用
修改防护、支护技术措施
章忠
王振宇
6月15日前
3
连续起爆开挖
连续不间断地开挖作业，锚杆受力大
开挖后不引起塌方
修改起爆方法，跳槽开挖
张允兴
6月15日前
4
爆破参数不当
起爆后，震动大，裂块大
起爆后对周围岩石振动作用小
采用微震预裂爆破方法
王振宇
周鲁军
6月15日前
5
设计问题
已支衬砌好的中隔墙砼经爆破后有少震动裂缝现象
起爆后不影响已衬砌好的砼
变更设计，使素砼变为钢筋砼
周鲁军
章忠
6月15日前
6
起爆方法
所有炮眼同时起爆，对围岩扰动大
起爆后对周围岩石振动作用小
修改起爆方案，先爆周边眼
张允兴
王振宇
6月15日前
8、实施对策
实施一：
邀请铁道部第一设计院隧道专家王教授来现场讲解双跨连拱隧道施工技术并剖析中隔墙施工的关键点；组织职工到兄弟单位观摩学习，吸取别人的经验。
让职工对双跨连拱隧道施工在理论上和实物上有足够的了解，做到日后施工时胸有成竹。
3.0
实施二、中隔墙顶设置3排锚杆，第1排设置在离隧道底5.0m高处。
锚杆长2.5，沿拱圈法向布置，纵向间距1.5；第2排设置在离隧道底，3.4高处，沿隧道横向水平布置，锚杆长4.0，纵向间距2.0；第3排设置在离隧道底2.9高处，沿隧道横向水平布置，锚杆长3.0，纵向间距2.0，锚杆全部采用砂浆锚杆。
钻爆开挖前先用锚杆加固中隔墙顶围岩，中隔墙衬砌完毕，及时用砼预及片石浆回填墙顶与围岩之间空隙，拱圈衬砌后再拆除。
详情见图一和图二。
隧道顶
图一
断面开挖
支撑示意
图二
实施三、经小组成员充分分析研究，精确计算爆破时和开挖时围岩受力变化情况，确定施工工序为：
中隔墙顶锚杆支护
中隔墙部位围岩跳挖中隔墙衬砌中隔墙顶部支撑加固。
中隔墙采用跳槽开挖，跳槽衬砌。
考虑现场施工方法与衬砌设备，机具相匹配，中隔墙跳挖长度不宜过长或过短，过长则易出现塌方造成不安全，过短则影响工作效率。
经计算围岩应力变化，综合比较，确定每次开挖长度为8m，跳槽间隔也定为8m，开挖后衬砌中隔墙6m，两前空余1m。
1-喷锚支护 ②-采用锚杆支护中隔墙顶部
2-中隔墙部位开挖 ④-中隔墙衬砌
⑤-中隔墙上部开挖 ⑥-边墙及拱圈衬砌
实施四：
中隔墙部位围岩采用微震预裂爆破方法，尽量多打眼，少装药。
控制开挖轮廓线的炮眼间距取20cm，采用隔眼装药方法，即两个装药眼间有一个空眼，装药集中度0.12kg/m；其它眼按两侧交错呈梅花状布置，间距55cm，装药集中度0.20kg/m，炮眼直径Ф42mm，药卷直径Ф25mm，采用连续装药结构，每个炮眼用炮泥填塞严密，填塞长度不小于25cm。
实施五：
依据现场有震裂现象，征得业主同意，中隔墙全部变更为钢筋砼，提高抗震强度，以降低多次爆破对已衬砌好中隔墙结构的影响。
实施六：
非电毫秒雷管分段起爆，先爆周边眼，再爆其它眼。
五、总的效果检查
通过实施对策，技术攻关，达到了预定目标，而且收到良好效果。
（1）实施一后职工对双跨连拱隧道施工技术的了解掌握程度由实施前的50%提高到90%。
掌90%
握50%
程
度
实施前实施后
（2）实施二后，防护和支护得到了进一步加固，开挖时中隔墙围岩应力变化能及时有效地控制，施工时没再发生一次塌方事故，由原来的多次变为现在的0次。
11
塌
方
次
数
0实施前实施后
（3）实施三后，制定了科学的施工工序，合理的开挖跳槽宽度，不仅保证了施工安全，而且大大地提高了施工进度。
（4）实施四后检查现场没有太多的碎岩，大块围岩震动裂缝宽度适宜，在计算允许误差范围内，实施后的爆破震动作用比实施前小得多。
裂缝裂缝
裂缝
实施前裂缝多且宽实施后裂缝少且宽小
（5）实施五后已衬砌中隔墙钢筋砼表面不再有裂纹裂缝现象，下图是前后两中隔墙断面比较情况。
实施前的实施后的
（6）实施六后现场裂缝走势稳定，缝隙变化均匀，石块大小基本匀称，传力均匀。
由于使用了新工艺、新方法、杜绝了再次塌方，施工进度明显加快，无一起重大作业伤亡事故，受业主的好评，在社会产生良好的声誉。
六、巩固巩固措施
（1）把在双跨隧道中隔墙施工中运用的防护、支护技术措施以及微震预裂爆破方法上报公司，经公司技术科批准写成工法，为今后类似工程施工提供依据。
（2）组员到现场检查，施工人员已按新的方法和措施在规范作业，实践证明取得良好效果。
七、总结回顾及今后打算
（1）双跨连拱隧道施工，关键在于中墙部位的施工控制，施工中采用微震预裂爆破方法和合理布置锚杆对中隔墙开挖，较好地控制了塌方事故和超欠挖，减少了施工作业中的不安全因素，保证了施工质量。
（2）通过这次活动，组员的质量意识、问题意识、改进意识、参与意识得到了进一步加强。
个人能力、QCC知识的掌握、解决问题的信心以及团队精神提高到新的台阶。
（详见下图。
）
自我评价
项目
活动前（分）活动后（分）
质量意识34
个人能力24
QCC知识34
解决问题的信心24
团队精神35
质量意识活动前
活动后
活动
团队精神个人能力
个
解决问题的信心QCC知识
雷达图
（3）通过此次活动，达到预先目标，解决了中隔墙施工时塌方的难题，但中隔墙防排水问题没有很好地控制，于是我们决定“解决双跨连拱隧道中隔墙防排水问题”作为下一个研究课题。
中铁十五局集团第一工程有限公司
勉宁项目部QC小组
二00二年十月三十日
质量管理小组注册登记表
单位：
中铁十五局集团第一工程有限公司勉宁项目部
QC小组名称：
勉宁老代坝隧道技术攻关QC小组
登记号：
Mg2001-09
所在部门：
第一工程有限公司
成立日期：
2001年4月28日
登记日期：
2001年5月2日
№
姓名
年龄
性别
职务
组内职务
№
姓名
年龄
性别
职务
组内职务
1
江中新
男
32岁
项目长
组长
5
周鲁军
男
26岁
助工
组员
2
章忠
男
29岁
总工
副组长
6
3
王振宇
男
27岁
监察长
组员
7
4
张允兴
男
26岁
助工
组员
8
№
攻关课题名称
预期经济效果
1
攻克双跨连拱隧道中隔墙施工难关
节约资金3万元
2
创部优质工程
小组成员掌握知识情况
小组历年发表成果情况
质量管理情况：
掌握8小时教学大纲要求的知识3人
年份
成果名称
级别
掌握四十八小时教学大纲要求和知识2人
指挥部意见
同意上报
项目经理：
江中新盖章
同意注册登记 质量检查科 盖章
质量管理小组课题登记表
QC小组名称：
勉宁老代坝隧道技术攻关QC小组
登记号：
Mg2001-09
组长姓名：
江中新
小组人数：
5人
课题名称：
攻克双跨连拱隧道中隔墙施工难关
计划完成时间：
2002年10月2日
现状
可行性论证
车间（工程队）意见
攻克双跨连拱隧道中隔墙塌方技术难关，确保中隔墙施工一次成优
1、中隔墙部位施工是双跨连拱隧道施工的难点所在。
2、我指挥部第一次接触双跨连拱隧道施工，打算通过这次活动培养出一批双跨连拱隧道施工技术骨干，全面掌握中隔墙施工经验。
3、2001.4月—5月份对中隔墙围岩施工时经常出现塌方，增加了石方开挖及砼回填量，降低了生产效益。
1、开展技术攻关，并对施工人员进行岗前技术培训，提高技术素质。
2、编制施工技术作业指导书，在施工中严格奖惩制度，确保PC连续刚构悬港口桥线型控制施工难关。
3、加强现场的领导指挥和检查，坚持领导跟班作业制，坚持施工工序上的三不施工、四不放过，坚持持证上岗。
同意上报
指令性完成期限：
2002.10.2
车间（工程队）盖章
质量管理部门复核意见
登记日期:
2001.5.2
质量管理领导:
李清华盖章
质量管理小组成果认证表
小组名称：
勉宁老代坝隧道技术攻关QC小组登记号：
Mg2001-09
课题开始时间：
2001年5月2日
效益分类
经济效益
社会效益
技术效益
其它效益
小组自议
通过我们QC小组的活动节约原材料费3.3万元，安全无事故，受到上级及业主的好评。
由于使用了新工艺、新方法、杜绝了再次塌方，施工进度明显加快，无一起重大作业伤亡事故，受业主的好评，在社会产生良好的声誉。
双跨连拱隧道施工，关键在于中墙部位的施工控制，施工中采用微震预裂爆破方法和合理布置锚杆对中隔墙开挖，较好地控制了塌方事故和超欠挖，减少了施工作业中的不安全因素，保证了施工质量。
职工对双跨连拱隧道施工技术的了解掌握程度由实施前的50%提高到90%。
认证部门
意见
属实
同意上报
属实
同意上报
属实
同意上报
属实
同意上报
认证部门
盖部
升级会员 