提高隧道开挖光面爆破质量合格率.docx
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提高隧道开挖光面爆破质量合格率
CompanyDocumentnumber：
WUUT-WUUY-WBBGB-BWYTT-1982GT
提高隧道开挖光面爆破质量合格率
提高隧道开挖光面爆破质量合格率
江西有色建设集团有限公司
寻全高速C3标项目部QC小组
提高隧道开挖光面爆破质量合格率
一、工程概况
寻乌（赣闽界）至全南高速公路寻乌至信丰段土建工程C3合同段，起讫桩号K91+540～K96+120，线路全长约。
其中，路基土石方万立方米，排水工程米，防护工程5606立方米；隧道三座全长公里，分别为松虎坑1#隧道、松虎坑2#隧道、松虎坑3#隧道；大桥一座为许屋高架桥长578米；涵洞5座，通道2座。
松虎坑3#隧道位于信丰县虎山乡松虎坑与车堆坑，是一座上下分离的四车道高速公路隧道。
隧道右洞最大埋深约198米，隧道左洞最大埋深约197米。
隧道右线起讫桩号YK93+700～YK95+088，全长1388米；左线起讫桩号ZK93+641～ZK95+055，全长1414米。
隧道右线位于平曲线上，隧道进口为直线，出口为圆曲线，R右；隧道左线线位于平曲线上，隧道进口为直线，出口为圆曲线，R左。
隧道左、右线纵坡均为%至%的单向坡。
松虎坑3#隧道结构按新奥法原理设计，采用复合式衬砌，以锚杆、钢拱架、钢筋挂网、湿喷射混凝土等为初期支护，长管棚、超前注浆小导管等为施工辅助措施，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施做初期支护和二次衬砌。
二、小组概况
本QC小组是在公司领导的支持及帮助下，针对隧道光面爆破不太理想，超挖严重等现象成立的。
小组以项目总工为组长，公司管理干部、项目副总工、技术人员、施工员等组成的现场型QC小组，各个环节都有专人负责，从上到下形成质量控制网络。
围绕本课题，全组共进行主要活动9次，针对发现问题及时找原因、定对策、布置任务，达到全组成员思想明确统一。
经过实践证明，本QC小组活动成绩显着，在施工中成功提高光面爆破施工质量，而且实践了施工技术与人员管理相结合的控制管理方法。
表1小组介绍
小组名称
江西有色建设集团有限公司
寻全高速C3标项目部QC小组
课题名称
提高隧道开挖光面爆破质量合格率
本次活动起止时间
—
组人数
9人
小组类型
现场型
成员介绍
序号
姓名
职务
职称
职责
小组责任分工
出勤率
1
黄震
项目总工
高级
组长
全面指挥、决策
100%
2
徐峰
项目副总工
中级
副组长
策划组织、制定方案
100%
3
周志强
公司质量管理部经理
高级
副组长
技术顾问、指导实施
80%
4
王雄兵
工程部主任
中级
组员
方案实施
100%
5
陈志刚
2#工区长
中级
组员
现场施工管理
100%
6
曾翀
3#工区长
初级
组员
现场施工管理
100%
7
肖敏
测量员
初级
组员
测量控制
100%
8
周民贵
施工员
初级
组员
现场施工管理
100%
9
郑如风
施工员
初级
组员
现场施工管理
100%
制表人：
徐峰时间：
三、选题理由
1、松虎坑3#隧道在我合同段占较大比例，是整个合同段的关键所在。
依据《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）Ⅲ级围岩拱部平均超挖值的规定值或允许偏差值为150mm。
通过施工现场测量计算，现Ⅲ级围岩拱部平均超挖值达到187mm，超出规范规定值37mm，超挖较为严重。
本隧道拱墙开挖断面周长为，由此可计算得出每延米出碴和支护混凝土的工程量增加×＝，再根据施工设计图纸统计松虎坑3#隧道左右双幅Ⅲ级围岩共1075m，则出碴和支护混凝土的工程量将增加m3/m×1075m＝1396m3。
通过QC小组攻关，来提高光面爆破效果，控制隧道超挖量以提高碴块成形率，进而减少出碴量，大幅减少支护的工作量，来降低成本，加快施工进度。
从而在隧道施工中，在讲究安全与质量并举的要求下获得更多的工程经济效益。
2、锻炼施工队伍，培养技术骨干，为隧道洞身开挖光面爆破施工积累经验。
综合以上原因，经过小组全体组员讨论确定以“提高隧道开挖光面爆破质量合格率”为本次活动的研究课题，开展QC攻关活动。
四、现状调查
松虎坑3#隧道采用“两端对打”施工方案，2013年6月18日松虎坑3#右洞出口掘进至YK94+611，该段为Ⅲ级围岩，主要为中风化变质砂岩，以镶嵌块状结构为主，较破碎，裂隙稍发育，岩质较坚硬，围岩稳定性一般，拱部无支护时可能产生小坍塌，侧壁基本稳定，遇水平中薄岩层时，拱部易掉块，爆破震动过大易产生坍塌现象。
隧道通过区地下水活动较弱，延裂隙以渗水、滴水为主。
该隧道采用隧道新奥法施工，隧道开挖采用上下断面分步开挖，采用钻爆法施工。
小组成员通过对YK94+611～YK94+600段3个开挖循环开挖断面,依据《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）钻爆的相关规定，进行开挖光面爆破外观质量进行检查，重点检查光面爆破的周边孔控制、爆破工艺、钻孔工艺等。
对影响钻爆质量的不合格点进行了统计：
共检查145个点，其不合格点数37个，合格率为％。
QC小组成员对该循环中各工序进行了统计，根据要因绘制成光面爆破检测情况统计表（表2）、不合格点频数、频率统计表（表3）。
表2光面爆破检测情况统计表
序号
检查项目
检查点数
合格频数
不合格频数
不合格内容
1
周边眼控制
50
35
15
孔距、外斜率不合格
2
爆破工艺
40
28
12
装药结构不正确，爆破网络连接不规范
3
钻孔工艺
30
21
9
随意性大，没有按照轮廓线造孔
4
测量放样
25
24
1
偏差大
合计
145
108
37
合格率
（108÷145）×100%=%
制表人：
曾翀时间：
表3不合格点频数、频率统计表
序号
检测项目
不合格频数
累计频数
频率（%）
累计频率（%）
1
周边眼控制
15
15
2
爆破工艺
12
27
3
钻孔工艺
9
36
4
测量放样
1
37
100
制表人：
曾翀时间：
根据表2、表3绘制出影响光面爆破效果的质量因素饼分图（图1）。
图1质量因素饼分图
制图人：
曾翀时间：
五、活动目标及可行性分析
（一）活动目标
提高光面爆破质量，掌子面平整，开挖轮廓壁面平顺，降低工程成本。
光面爆破合格率达到90%以上，平均超挖值控制到150mm以内。
（二）可行性分析
1、集团公司及项目部领导对本课题非常重视，并给予大力支持。
2、目前一次验收合格率为%,三大质量问题发生频率为%,若将三大问题解决70%,一次验收合格率＝%+%）×%×70%＝%。
3、根据施工需要，配置充足的工程技术人员，质检人员及技术工人，人员具有较丰富的工作经验，技术力量雄厚，知识结构合理，确保了QC活动的正常开展。
4、全组人员质量意识强，专业化水平高，具有较强的学习能力和实际操作能力，善于总结，具有较强的责任心和良好的团队精神。
5、技术人员到现场组织工班长进行集中学习，每次对技术难题进行讲解之后对他们进行考核，掌握学习情况；
6、建立质量反馈系统，即时对反馈的信息采取相应的措施，增进管理水平，提高施工安全及工程质量。
六、原因分析
对上几次循环的光爆效果经讨论分析，从质量因素饼分图可以看出，影响光面爆破质量的主要因素是周边眼控制、爆破工艺和钻孔工艺。
针对影响爆破质量的这三个主要因素，我QC小组召开了全体成员会议，从5M1E方面入手，集思广益，针对存在的问题进行了认真分析讨论，确定了最终导致钻爆质量差、造成隧道超挖严重的16项末端因素，并绘制关联图表示周边眼控制、爆破工艺和钻孔工艺三项主要因素的关系分析，关联图（图2）。
图2关联图
七、要因确认
小组前后两次在施工现场进行检查，并召开现场会议，结合现场施工实际施工情况进行分析讨论，对16条影响因素进行逐一确认，最终确定主要影响因素7条，具体确认过程见要因确认表（表4）。
表4要因确认表
序号
末端因素
要因确认情况
负责人
完成时间
是否要因
1
测量放样不准确
测量放样人员对炮眼位置没有准确标出，但只有一个点偏差教大，出现的概率较少，确认为非要因。
肖敏
否
2
人员质量意识差、责任心不强
现场管理人员责任划分明确，签订责任状；并制订奖罚制度。
确认为非要因。
王雄兵
否
3
对工艺掌握不充分,熟练程度差
施工前组织了光面爆破专业知识讲座，做过详细的技术交底，以及细致的现场讲解。
确认为非要因。
徐峰
否
4
跟班检查不及时、现场指导不足
现场质量监控制度具体化，现场人员分工明确，施工技术人员跟班进行现场指导监督，确认为非要因。
王雄兵
否
5
风压不足
压风管道连接处漏风，致使掌子面风压不足。
出现的概率较高，但每次发现均及时处理，确认为非要因。
陈志刚
否
6
风枪性能老化，钻孔精度降低
风枪设备老化，施工过程中出现机械故障，机械震动过大，钻孔精度降低。
在现状调查过程中已对部分老化的风枪进行了维修，确认为非要因。
陈志刚
否
7
作业台车设置不合理
开挖台车第二层高度较高，平台空间较大，钻孔操作时较为困难，周边眼外斜率难以控制，确认为要因。
曾翀
是
8
导爆管打结或拉细
爆破器材保管、运输过程中，导爆管打结或拉细会影响起爆可靠性和准确性。
在现场认证过程中确认爆破物品的保管和运输执行《爆破安全规程》（GB722）较好，该因素确认为非要因。
曾翀
否
9
装药结构不正确
药卷间隔布置不准确或连续装药、未间隔，影响爆破效果，确认为要因。
周民贵
是
序号
末端因素
要因确认情况
负责人
完成时间
是否要因
10
装药集中度过大
工人误认为加大药量可以提高炮眼利用率，能得到较好的爆破效果，施工中因装药集中度过大造成光爆壁面的破坏，也加大了对围岩的扰动，产生超挖，确认为要因。
郑如风
是
11
周边眼间距过大，外斜率控制不当
现场发现周边眼间距误差较大，最大误差达到73mm，超过《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）中周边眼延隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于50mm的规定，确认为要因。
周民贵
是
12
炮眼未堵塞炮泥
现场确认炮眼堵塞随意，有时用湿纸盒代替，在一定程度上降低了炸药的有效作用，但对光面爆破质量影响有限，确认为非要因。
郑如风
否
13
爆破网络连接不规范
光面爆破周边炮眼应使用同段雷管，同时起爆，而在实际工作中，因为施工人员的失误，检查不仔细，产生了爆破网络连接不规范，使爆破未能按设计的起爆，导致欠挖较大。
在施工现场对爆破网络进行了检查，网络连接较好，该项因素确认为非要因。
郑如风
否
14
拱顶有水平岩层节理发育
局部拱顶存在水平岩层因层或节理发育，造成拱部掉块及平顶现象，开挖轮廓成形差。
现场确认，该施工段无水平岩层，围岩质量较好，确认该项因素为非要因。
周民贵
否
15
掌子面照明不足
掌子面照明不足，影响施工作业。
施工现场设置了两盏防爆灯，且作业工人均配有头灯，照明能基本满足要求，确认该因素为非要因。
郑如风
否
16
掌子面空气混浊，粉尘较大
工作面粉尘较大，影响掌子面能见度。
钻眼过程中采用了湿式钻眼，已有效的降低了现场粉尘，确认为非要因。
郑如风
否
制表人：
王雄兵
八、制定对策
小组成员针对主要原因，对每一个原因制定了相应的对策，编制了质量控制对策表（表5）。
表5质量控制对策表
序号
影响因素
对策
目标
措施
地点
时间
负责人
1
开挖台车设置不合理
调整预留工作空间
有效控制拱部周边眼外斜率
制作可移动小台架，钻孔时用于垫脚，以调整预留工作空间
施工
现场
6月21日
曾翀
周民贵
2
装药结构不正确
控制装药结构
操作规范，结构科学合理，达到最佳效果。
周边孔选用导爆索起爆，采用小直径空气间隔装药，用竹片帮扎固定间距成串状结构。
施工
现场
全程
曾翀
周民贵
3
装药集中度过大
调整周边眼装药量
减少对光面爆破避免的破坏，使炮眼均匀布置，轮廓避免平顺
间隔均匀装药，适当调整周边眼装药量，加密炮眼，根据岩体情况隔孔装药。
施工
现场
全程
陈志刚郑如风
4
周边眼间距过大，外插角度控制不当
严格控制周边眼间距
控制周边眼间距在50mm之内
先钻一标准孔，插入炮棍，其他孔平行炮棍钻进，并加强现场监控。
施工
现场
全程
陈志刚郑如风
制表人：
王雄兵
九、对策实施
实施一：
调整预留工作空间
1、制作两个简易台架，分别放置于台车两侧的第二层平台，调整作业平台高度。
该措施实施后，作业人员施工作业更加便利，能有效的控制周边眼外斜率，确保了拱部钻孔作业的施工质量。
实施二：
控制装药结构
2、严格控制周边眼装药结构，采用不耦合装药结构，使用用竹片将导爆索和药卷加工成串状结构，药卷间距严格按要求布置。
周边眼采用导爆索引爆，实现了周边眼空间隔装药，爆炸时爆破力沿炮孔均匀分布，爆破后爆炸轮廓线圆滑、平顺。
实施三：
调整周边眼装药量
3、根据上一开挖循环光爆壁面的效果，适当调整周边眼装药量，加密炮眼，根据岩体情况隔孔装药。
实施四：
严格控制周边眼间距
4、对每一循环周边眼间距进行跟班控制，间距误差严格控制在50mm之内。
同时周边眼钻孔时，先钻一个标准孔，在标准孔内插入一钻杆并露头，其它周边眼平行于该钻杆钻进，确保周边孔外插角一致。
施工员每班检查掌子面围岩情况，对于水平分层及破碎围岩段造孔适当加密，隔孔装药。
十、效果检查
1、2013年8月5日～8月8日，小组成员对开展QC活动后的隧道光面爆破情况进行了效果检查，共检查145个点，合格点数133个，合格率为％；拱部平均超挖值达到135mm，超挖现象比活动前减少5cm左右，符合《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）Ⅲ级围岩拱部平均超挖值的规定值或允许偏差值为150mm的要求，达到了预期的目标。
通过小组活动，不仅提高了施工人员的专业技能，而且光面爆破有明显的提高，提高了经济效益。
表6光面爆破检测情况统计表
序号
检查项目
检查点数
合格频数
不合格频数
1
周边眼控制
50
45
5
2
爆破工艺
40
37
3
3
钻孔工艺
30
26
4
4
测量放样
25
25
0
合计
145
133
12
合格率
（133÷145）×100%=%
制表人：
曾翀时间：
图3效果检查直方图
制图人：
曾翀时间：
、通过本次活动，项目部技术管理人员及施工队均受到了很好的锻炼，有效地提高了施工水平和解决问题的能力。
提高了团队合作精神和协同作战能力，也增强了职工参与质量改进的意识和热情。
3、此次QC成果的成功运用为以后光面爆破施工提供了可靠的技术依据，积累了经验，并且更多的节约了初期支护的时间，加快了施工进度。
4、通过本次活动，节约了光面爆破作业经济成本，提升了经济效益。
（1）按照平均控制超挖5cm，隧道拱墙开挖断面周长为，每延米控制超挖为×0.05m＝，超挖量按照喷射混凝土计算，每方喷射混凝土计520元，则每延米共节约材料费为：
×520元/m3=元。
（2）出碴和支护混凝土的工程量减少后，每循环作业时间缩短约2h，每循环进尺按计，则每延米缩短作业时间。
开挖支护作业人数为20人，人工费按小时折算后约为35元/h/人，机械台班费为330元/h，则每延米节约人工费：
35元/h/人××20人=455元；每延米节约机械台班费：
×320元/h=198元。
合计每延米节约经济成本：
+455+198=元。
十一、巩固措施
1、对这次QC活动中摸索出的有效光面爆破工艺，继续探讨、总结，把所采取的各种措施和标准统一整理收集，依此为依据编制编制作业指导书，各工序按照作业指导书实施操作，并严格进行现场质量控制。
并为其它项目和今后类似的工程施工提供了指导性和操作性。
2、进一步加强各个工序的质量控制，建立一个比较完善、系统的质量保证体系，完善技术质量管理制度，形成一套标准化的管理体系。
3、建立及时准确的信息反馈系统，加强测量检查工作，作好详细记录，保证超挖的信息及时的反馈给现场施工人员，不断进行方案优化。
4、继续实施质量责任制，制定有效的奖罚措施，经常的检查各项作业质量，使质量与经济效益直接挂钩，调动广大员工的积极性。
十二、总结和今后打算
1、总结
通过开展QC活动，对隧道光面爆破施工质量进行深入的探讨研究，从现场的实际情况出发，系统全面的考虑问题，找出了现场施工存在的主要问题，根据存在的问题提出详细可靠的相应对策，并在对策实施的过程中安排专职人员进行监督检查，保证对策100%按要求进行实施。
从最终的效果检查可以看出，本次QC活动目标达到了提高施工质量、降低返修成本、创造经济效益的效果，进一步打造公司品牌。
同时，小组成员通过本次活动，对QC活动程序有了更深刻的了解，在检查和分析的过程中不断提高判断问题和解决问题的能力，技术水平、管理能力、质量意识、团队精神等方面也得到了一定的提高，具体见小组成员自我评价表（表7），并根据小组成员自我评价表绘制出自我评价雷达图（图6）。
表7小组成员自我评价表
评价项目
自我评价
活动前（分）
活动后（分）
质量意识
3
5
个人能力
2
4
团队精神
进取精神
2
4
QC知识
4
图4自我评价雷达图
2、今后打算
本项目为提高隧道开挖光面爆破质量合格率，为进一步取得爆破施工的施工经验，QC小组打算在以后的类似的工程项目中，在完善该工法的同时，加强对炮眼长度、进尺长度、装药量和钻爆时间进行技术经济比较，继续通过QC小组活动，来确定更优方案。
组织建立更多的QC小组，加强学习，广泛积累隧道施工经验，在全面提高工程质量的同时创造经济效益。
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