提高盾构管片拼装精度.docx

1、提高盾构管片拼装精度1. 工程概况南京纬三路过江通道工程位于长江大桥上游4.5km处，连接南京主城区与浦口规划新区。隧道设计为双层双向八车道，隧道在江中采用左右线分离两管盾构，盾构施工采用直径为14.93m泥水加压平衡式盾构机，刀盘开挖直径为15.01m。其中N线盾构隧道总长3557m，穿越2600m宽长江。图1 南京纬三路过江隧道平面位置图制图人：何源 时间：2013年3月20日N线盾构隧道采用楔形量为48mm（双边楔形）的楔形衬砌环，管片外径14.5m，内径13.3m，环宽2.0m。衬砌管环分块采用7+2+1方式，即由1块封顶块F，2块邻接块L和7块标准块B组成，环间错缝拼装。盾构全线拼装

2、管片共计1799环，盾构掘进计划于2013年2月10日始发，2014年12月20日到达，总工期18个月，日均掘进34环。图2 盾构管片构造及成型隧道效果图 制图人：何源 时间：2013年3月20日2. 小组概况为提高大直径泥水盾构管片拼装精确度，保证盾构隧道线形平顺、接缝严密，南京市纬三路过江通道项目经理部成立现场QC小组，小组情况如下表1所示。 小组成员情况统计表 表1小组名称中交二航三公司南京纬三路过江通道盾构管片拼装QC小组课题名称提高盾构管片拼装精度课题类型现场型组长何源小组注册时间2013.3.20课题注册时间2013.3.20小组注册号2013-(QCXZ)-03课题注册号2013

3、-(QCKT)-03活动时间2013.3.20-2013.11.21小组人数10小组接受QC知识教育情况48小时序号姓名性别年龄文化程度职务组内分工1赵会兵男47本科项目总工顾问2何源男27本科工程部副部长组长3王 勇男37专科质检部部长组员4唐晓鹏男30本科工程部部长组员5袁中林男37本科设备部部长组员6王 会女24本科质检员组员7张 郁男36本科试验室主任组员8胡尊礼男33本科测量组组长组员9解月生男54初中工长组员10宝凤康男47初中工人组员制表人：王会 日期： 2013年3月20日3. 选题理由根据 盾构法隧道施工与验收规范 （GB 50446-2008）、 公路隧道施工技术规范 以及

4、业主提出 南京纬三路过江通道技术规范 501.05条款要求，盾构法施工成型隧道检验批质量综合合格率应达80%以上。对已拼成环隧道0环50环之间随机抽取50环检验盾构管片拼装质量,其综合合格率如表2所示。 0 50环管片拼装质量统计表 表2序号检测项目允许偏差（mm）检验环数合格环数合格率（%）1成型隧道相邻管片错台环向3503672纵向82管片纵、环缝以及沿螺栓孔渗漏1%5037743管片拼装成环施工控制轴线偏差502018904管片边角及剪力销处拼装破损1%5044885同步注浆偏差5%5043866合计22017881综合合格率=合格总点数/检验点数100%=178/220=81%制表人：

5、何源 日期： 2013年3月20日由已成环拼装质量检验表可知，综合合格率为81%，虽达到规范标准及业主提出 南京纬三路过江通道技术规范 501.05条款要求，但精确度不高。据此，选择QC小组课题为：提高管片安装精度。4. 现状调查2013年5月25日，南京纬三路过江通道工程盾构施工已完成掘进拼装51-101环，QC小组成员对51-101环管片拼装质量进行检验，检验结果见表3。 51 101环管片拼装质量统计表 表3 序号检测项目允许偏差（mm）检验环数不合格点频数（点）频率（%）累计频率（%）1相邻管片错台环向3501841.941.9纵向82管片纵、环缝以及沿螺栓孔渗漏1%501739.58

6、1.43管片拼装成环施工控制轴线偏差502049.390.74管片边角及剪力销处拼装破损1%5037.097.75同步注浆偏差5%5012.31006合计22043综合合格率=合格总点数/检验点数100%=177/220=80.5%制表人：何源 日期：2013年5月27日根据表3，小组绘制管片拼装质量缺陷饼分图，图3。 管片错台 管片渗漏 管片拼成环偏差 管片拼装破损情况 同步注浆偏差图3 管片拼装质量缺陷排列图制图人：王会 时间：2013年5月27日由图3可见，“管片错台”和“管片渗漏”问题发生的频率最高，占累计频率的81.4%，是影响管片拼装质量的主要问题。图4 管片拼装质量主、次因素图

7、制图人：何源 日期： 2013年5月27日5. 确定目标由管片拼装质量检验统计表可知，管片拼装质量综合合格率为80.5%，“管片错台” ，“管片渗漏”两个问题占累计频率的81.4%，如何解决此类问题的80%，使隧道管片拼装合格率提高到90%以上，是此次QC活动的关键。分析计算如下：80.5%+（1-80.5%）81.4%80% =93.2% 。因此，将本次QC小组活动目标定为：管片拼装质量综合合格率提高到90%以上。图5 活动目标图制图人：王会 日期：2013年5月27日6. 原因分析为找出盾构管片拼装质量缺陷的原因，小组通过头脑风暴法，对人、机、料、法、环、测六方面进行因果分析，详见图6因果

8、分析关联图。图6 因果分析关联图制图人：何源 日期：2013年5月29日7. 要因确定通过因果分析关联图，经过小组讨论，共确定12个末端因素，并制定要因确认计划表4。要因确认计划表 表4序号末端因素确认内容确认方法确认标准负责人计划完成日期1盾构姿态未及时调整掘进时及时调整姿态现场调查盾构姿态满足轴线偏差要求何源胡尊礼2013.06.032盾尾间隙不均匀加强测量频率，及时调整拼装点位现场验证，查看资料次环管片无损角拉裂，轴线偏差50mm 之内何源胡尊礼2013.06.033K块未经润滑直接插入封顶块润滑，轴线方向平缓插入现场查看K块插入平顺，不出现损角损边王勇唐晓鹏2013.06.044同步注

9、浆不充分合理确认注浆量，确认注浆压力， 现场检查，查看资料同步注浆充盈系数100%满足规范要求谢月生张郁2013.06.035砂浆质量不稳定控制材料质量和配合比现场检查，查看资料砂浆质量满足底层填充要求谢月生张郁2013.06.036螺栓紧不足，扭矩不够螺栓3遍复紧，扭矩达到紧固要求现场调查螺栓紧固3遍，扭矩满足规范要求王勇袁中林2013.06.047封顶块未左右交替拼装及点位选择不当拼装严格按照操作规程现场调查管片预先交替拼装标准块，并严格执行操作规程何源唐晓鹏2013.06.048盾构技术培训不够加强盾构技术理论学习现场调查，查看资料盾构掘进施工技术不少于2次/月王勇王会2013.06.0

10、59管片拼装技术交底未掌握检查交底记录并考核操作手掌握情况现场调查有记录，考核合格率100%王勇何源2013.06.1010预制管片尺寸精确无损边损角检查堆场管片质量现场调查有记录，考核合格率100%王勇王会2013.06.1011防水材料贴铺不均匀检查管片防水贴铺质量现场调查有记录，考核合格率100%王勇王会2013.06.1012管片拼装机失灵，旋转臂无法转至预设点位检查设备维保记录和机器运转情况现场调查，查看记录有记录，设备运转正常袁中林谢月生2013.06.08制表人：何源 日期：2013年6月1日要因确认一末端因素：盾构姿态未及时调整标准：盾构姿态满足轴线偏差要求实测：2013年6月

11、3日，何源、胡尊礼分别对白班、夜班盾构掘进操作中盾构姿态的调整和对设计轴线的拟合进行检查验证，查看当环掘进参数设定和历史记录，发现盾构主、副司机在操作中，对于盾构姿态参数调整不勤，并且常有调整过大过急现象，导致盾构机在不良姿态中掘进，造成盾尾间隙过小影响管片拼装质量，并易出现拉裂管片造成防水薄弱点。盾构姿态检查如表5所示。盾构姿态检查表 表5序号掘进班组盾构姿态滚动偏差竖直和水平方向偏差上下和水平倾斜偏差纠偏过急姿态超限环数/姿态检查环数姿态良好率(%)1白班范围内较大范围内出现多次2/333.32夜班范围内较大范围内出现1次1/366.7制表人：王会 日期： 2013年6月3日从上表可见，在

12、盾构掘进过程中盾构主司机在盾构姿态调整的操作上均出现多次失误，导致盾构姿态在偏离轴线或偏离轴线趋势下掘进，对管片拼装成环质量产生较大的影响，同时为下一循环的掘进施工带来困难。故小组认为，及时调整盾构机姿态，当出现姿态不当时采用勤纠偏，少量纠偏，避免一次性纠偏过大的操作才能确保盾构管片拼装质量。结论：是主要原因要因确认二末端因素：盾尾间隙不均匀标准：次环管片无损角拉裂，轴线偏差-50mm+50 mm 之内实测：2013年6月3日，何源、胡尊礼分别对白班、夜班的盾尾间隙进行检查，发现两个班次掘进5环的管片拼装操作内，出现盾尾间隙不平均，仅略大于管片最小拼装间隙要求，造成管片拼装困难，易出现边角拉裂

13、并影响下一环管片拼装和影响隧道轴线。隧道轴线情况反映盾尾间隙情况，如表6所示。 盾构与隧道轴线偏差统计表 表6序号轴线偏差要求轴线偏差统计合格率150mm43mm60%250mm40mm350mm51mm450mm55mm550mm42mm制表人：王会 日期：2013年6月3日表6中盾构与隧道轴线偏差，反映盾尾间隙情况，可见盾尾间隙易出现上、下、左、右不均，影响管片拼装质量。结论：是主要原因要因确认三末端因素：K块未经润滑直接插入标准：K块插入平顺，不出现损角损边实测：2013年6月4日，王勇、唐晓鹏分别对当天白班、夜班管片拼装K块拼装进行检查，两班次共掘进3环，其中两环管片因为拼装点位选择得当，拼装操作精确，K块拼装空间较为充裕，没有经过润滑即可顺利完成封顶块插入，成环质量良好；另有一环管片K块插入空间较小，简单进行润