大别山隧道2#斜井QC文件硬岩花岗岩区斜井快速掘进施工措施.docx

1、大别山隧道2#斜井QC文件硬岩花岗岩区斜井快速掘进施工措施硬岩花岗岩区斜井快速掘进施工措施 中铁隧道集团合武铁路大别山隧道2#斜井QC小组1工程概况1.1设计概况大别山隧道是新建铁路沪汉蓉通道全线最长的隧道，也是全线的控制工程之一。工程位于湖北省麻城市境内，隧道里程为DK212+429DK225+682，隧道全长13253m。大别山隧道2#斜井位大别山隧道右侧，与大别山隧道中线正交于DK221+450，综合坡度为8.2%，斜井全长为1077.59m，与大别山隧道采用正交双联连接方式。计划工期为7个月（不含施工准备期）。 1.2地质概况大别山隧道及2#斜井均位处剥蚀中低山区，山势陡峻，沟谷纵横，

2、自然坡度为1045不等。2#斜井穿越围岩级别依次为、级，斜井所穿越围岩主要由花岗岩组成；此外斜井还要经过节理式断层区，节理产状为12080。隧道位于大别山核心地带，地壳抬升剧烈，剥蚀冲沟发育，地下水主要为构造裂隙水，接受大气降水及地表水的下渗补给。隧道通过断层破碎带及节理密集带地段时，洞身开挖施工地下水涌水量较大。表1 各级围岩地质情况表围岩级别长度(m)地 质 概 况20.54二长花岗岩，岩体较破碎，节理发育，地下水为基岩裂隙水，不发育。83.38160.57813.10二长花岗岩，岩体较完整，石质坚硬、性脆，局部节理较发育，地下水为基岩裂隙水，不发育。2 选题理由大别山隧道工期紧，任务重，

3、必须提高二号斜井的施工进度，为正洞施工赢得时间。因此，在硬质花岗岩区提高爆破水平、压缩工序循环时间成为加快斜井施工进度的关键手段。详见下图：3 QC小组概况3.1 QC小组的组成工区于2005年6月20日成立QC小组，拟就前述问题进行攻关，并在成立后立即展开工作。该QC小组由10人组成，全部人员接受TQC的学习和教育平均在48小时以上。小组基本情况见表2：表2 QC小组概况及组成小 组 名 称中铁隧道集团有限公司合武铁路大别山隧道2#斜井QC小组组 建 日 期2005年6月20日注 册 日 期小 组 类 型现场管理型注 册 号攻关课题名称硬岩花岗岩区斜井快速施工综合措施序号姓名性别年龄学历职称

4、职 务组内职务组内分工1罗治军男34本科工程师工区总工组长组织实施2熊凯斌男29大专工程师工区副总工副组长组织实施3安湘山男36大专工程师工区副主任副组长组织实施4胡红卫男33硕士高级工程师工区主任技术顾问技术指导5党红章男33大专工程师处工程部主任技术顾问技术指导6王小健男29本科工程师质检工程师组员过程检验7李兴泽男26本科工程师隧道工程师组员资料收集8宋星光男24本科工程师隧道工程师组员决策实施/资料收集9韩文平男34中技高级技师开挖队队长组员决策实施10陈 伟男32中技中级技师开挖队副队长组员决策实施活动时间2005.6.202005.12.31循环次数四 次3.2小组主要活动内容及形

5、式表3 小组主要活动内容及形式阶 段活动内容活动形式出席人数活动次数计划阶段(P阶段)进行现场调查、分析原因、确认主要原因、制定相应解决措施小组讨论104实施阶段(D阶段)根据解决措施、组织实施现场小组讨 论104检查阶段(C阶段)现场检查、小组讨论小组讨论104总结阶段(A阶段)总结活动过程及相关成绩小组讨论104图2 小组活动循环图4 第一阶段(第一次PDCA循环)4.1现场调查2005年8月1日到2005年8月15日，QC小组对施工现场进行跟踪调查，对平均开挖每循环进尺、出碴时间进行了统计。表4 开挖进尺-时间统计表施工日期进尺(m)平均每循环进尺(m)平均循环时间消耗(min)循环次数

6、计划每循环时间(min)/进尺(m)钻爆出碴8.18.312.71.83751117每循环进尺为2.7m；每循环钻爆时间为360min，出碴时间为44min/m。8.48.612.42.140712368.78.913.12.266811368.108.1217.32.550414278.138.1516.72.450111674.2现场影响进度因素分析2005年8月1日到2005年8月31日(共计72个循环)，QC小组对施工现场进行跟踪调查，现将31天施工情况统计如下：表52005年8月1日8月31日各因素影响施工进度统计表 日期项目12345678910111213141516171819

7、202122232425262728293031完成计划未完成计划运输光爆环境炸药到场其他说明：“”完成计划、“”运输影响、“”光爆影响、“”环境影响、“”炸药到场、“”其他影响根据以上调查情况，做出了影响施工进度的因素调查表：表5各因素影响施工进度调查表序号影响因素影响次数每循环平均影响时间(min)累计次数百分比(%)累计百分比(%)1运输水平低26302644.844.82光爆质量差261105244.889.63环境质量差32555.294.84其他32585.2100说明：每循环平均影响时间=各影响因素31天的总影响时间总循环次数据以上表，QC小组做出了各因素影响施工进度的次数排列图

8、及影响时间柱状图。从排列图和柱状图中可以明显看出，运输水平低和光面进尺短是影响施工进度的症结所在，解决以上两个首要问题是第一阶段的突破点。4.3原因分析、要因确定及相应对策4.3.1 2005年9月1日到2日，QC小组针对爆破进尺短进行了原因分析如下：表6 斜井爆破进尺差要因确认统计表序号末端因素要因确定负责人结论1奖惩制度不完善2005年9月4日，工区对现实行的奖惩制度进行了一定的修改和补充，同时加大了监督执行力度和奖惩承诺的兑现决心。胡红卫安湘山非要因2培训不及时、司钻工人多是新手组织熟练工人带新人的“一帮一”的活动，通过技能培训进行指导，使每个工人达到熟练程度。韩文平陈伟非要因3设计断面

9、小对现开挖台架进行修改，限期完成并投入使用。熊凯斌非要因4抽水机功率较小、排水有倒流现象更换大功率抽水机，加工临时储水池，同时对抽水机附加回流止阀。韩文平非要因5钻孔精度不符合要求现场调查钻孔精度(包括炮眼深度、角度)不符合爆破设计要求，钻孔比较随意。宋星光韩文平是要因6装药结构不合理现场调查，由于对正确装药缺乏足够的认识，致使装药数量错乱、装药方法不对和装药结构不符合实际要求。宋星光韩文平是要因7布眼不合理现场调查发现，司钻工人对炮眼的具体布置比较模糊，现由测量人员根据爆破设计放轮廓线时将掏槽眼、拱部周边眼的具体位置画出。宋星光陈伟非要因8起爆顺序不合理根据现场爆破情况来看，由于导爆管雷管的

10、错乱使用，致使起爆顺序打乱，有时产生“瞎炮”现象。现要求现场技术人员和炮工及时检查雷管的连接。宋星光陈伟是要因9雷管性能不稳定“瞎炮”现象的产生在一定程度上是由于雷管的原因，现生产厂家已派员来现场配合我工区进行检查和试验。韩文平非要因10炸药性能较差现使用炸药的爆速仅为3200m/s。根据钻爆施工经验和施工要求，对炸药爆速调整至4000m/s.党红章非要因11钻孔设备性能较差现场钻爆工人普遍反映，风钻配件、钻杆、钻头存在质量问题，已通知厂家对进行更换。韩文平非要因4.3.2爆破进尺差的对策实施9月3日起，QC小组组织相关部门和人员按上述对策进入实施阶段，采取如下措施：(1)QC小组成员宋星光、

11、韩文平等轮流现场值班，对钻孔、装药工序进行全过程监控和。(2)挑选优秀的司钻人员负责主要位置(如掏槽眼)的司钻，保证做到钻孔一次到位。(3)对司钻工人进行培训，挑选优秀合格的钻爆人员专门负责本钻爆区域的装药工作。(4)挑选优秀合格的钻爆人员专门负责本钻爆区域的雷管连接工作，同时加强检查工作。4.3.3爆破效果检查2005年9月18日，QC小组对现场所收集数据(2005年9月3日9月17日)进行了整理，同时于8月份同期进行了对比，结果如下：表8 活动前后平均循环进尺对比表序号活动前活动后施工日期平均每循环进尺(m)施工日期平均每循环进尺(m)18.18.31.89.39.52.828.48.62

12、.19.69.82.738.78.92.29.99.112.648.108.122.59.129.142.858.138.152.49.159.172.74.3.4爆破质量总结通过本次PDCA循环，我们主要解决了影响循环进尺中的钻孔精度、现场布眼、装药结构以及雷管连接等爆破技术中的关键技术问题。该对策措施在斜井级围岩施工中取得了良好的效果，截止2005年9月30日，9月份实际进尺比8月份实际进尺增长了31.2m。4.3.5 针对运输水平低的原因分析(1)运输水平低的的原因分析(见下图)(2)运输水平低的要因确定表9 斜井运输水平低要因确认统计表序号末端因素要因确定负责人结论1奖惩制度不完善20

13、05年9月4日，工区针对运输水平低的原因进行了讨论，决定完善奖惩制度，加大对运输的监督执行力度。胡红卫安湘山非要因2培训不及时由于出碴司机技术水平参差不齐。工区决定对招聘司机进行考核，合格者继续留用；不合格者解除合同，重新招聘。安湘山非要因3设计断面小由于设计开挖断面尺寸较小，运输车辆不能顺利掉头，且错车困难，致使出碴车辆作业时只能单车倒行，严重影响了循环时间。 罗治军熊凯斌是要因4路况欠佳由于斜井坡度较大(9.00%)，施工现场存在排水不畅，水流冲刷路面等现象，造成路面起伏不平，车辆行驶缓慢，降低了出碴运输效率，现场已加强对出碴路线的维护。韩文平非要因5施工组织不合理出碴运输过程中经常与其他

14、施工工序相冲突，以致相互影响。安湘山非要因6运输方法不科学在装碴过程中，由于载重卡车所停靠位置不是最佳位置，导致装载机的装载效率降低。韩文平非要因7机械到位不及时在出碴过程中，由于载重卡车到位不及时，在一定程度上影响了循环时间。安湘山是要因8车况不稳定根据现场调查发现，在出碴过程中存在车轮爆胎等机车故障，在不同程度上影响了循环时间。安湘山是要因9车辆维修不及时由于机修工人对车辆的检查和维护不及时，出碴过程中出现车辆抛锚、爆胎等故障，在一定程度上影响了循环时间。安湘山非要因(3)运输水平低的对策实施2003年9月3日起，QC小组组织相关部门、人员按制定的对策对运输水平低开展工作，进入实施阶段，实

15、施过程中采取了如下解决措施：A沿斜井每隔200m单侧设一加宽段，长度为4m，加宽宽度为2m，加宽段高度为3.2m，满足车辆相互错车和调车要求，缩短出碴时间，增加日循环次数，提高日循环进尺。B空车可在离掌子面最近的加宽段调车、停靠，待载重车通过后，空车可立即进入掌子面进行装碴，每趟可缩短25min，取得了相应的效果。C在斜井掌子面装药即将结束前20min，提前通知调度员，然后由调度员通知装载机和载重卡车司机提前到位，保证出碴机械设备准时进行。D根据现场调查，设置专人负责机车维修和保养；同时购置新载重卡车2台，保证出碴顺利进行。(4)运输水平检查2005年10月1日，QC小组对现场所收集数据(20

16、05年9月3日9月30日)进行了整理，同时于8月份同期进行了对比，结果如下：表11 活动前后平均每循环出碴时间对比表序号活动前活动后施工日期3天循环次数(次)施工日期3天循环次数(次)18.18.379.19.3728.48.669.49.6738.78.969.79.9848.108.1279.109.12858.138.1579.139.15768.168.1879.169.18778.198.2179.199.21788.228.2479.229.24898.258.2779.259.278108.288.3089.289.308合计8.18.30699.19.3075(5)运输水平总结

17、通过这次PDCA循环，主要解决了影响运输水平中的设计断面小、机械到位、车况等关键问题，在斜井级围岩施工中取得了良好效果， 9月份循环次数比8月份增长了6次。5 第二阶段(第二次PDCA循环)在第一阶段(第一次PDCA循环)中，QC小组提高了平均循环进尺，缩短了出碴运输时间，但仍存在钻爆作业循环时间偏长、日循环数量少的问题。QC小组决定开展第二次PDCA循环活动，进入第二阶段。5.1现场调查2005年9月4日到24日，QC小组对施工现场对开挖中钻爆时间进行了详细记录：表12钻爆时间现场调查表序号施工时间钻爆作业总时间(min)钻爆作业总循环次数(次)钻爆作业平均每循环时间(min/次)计划钻爆时

18、间(min)超时(min)19.49.6317074533609329.79.93595844911939.109.12348584357549.139.153280746910959.169.18316074519169.199.213290747011079.229.248根据现场资料：炮眼钻孔的垂直深度为3.0m，钻爆每循环进尺控制在2.72.8m，同时钻爆循环时间控制在360mini以内，每天可达到3个循环，日循环进尺可达到8.18.4m。针对以上所提及的问题，我们将在第二阶段(第二PDCA循环)中解决。5.2原因分析、要因确定及相应对策5.2.1 针对钻爆作业时间长的原因分析分析如下

19、图：其中人员组织是该环节的重点。5.2.2 针对钻爆作业时间长的要因确认表13针对钻爆作业时间长要因确认表序号末端因素要因确认负责人结论1奖惩制度不完善此前工区所制订的各项奖惩制度落实较差，特别是涉及到奖励方面，工人的积极性受到了一定影响。安湘山韩文平是要因2工资发放不及时前期资金紧张，工资发放不及时，致使部分技术熟练的劳务工选择了离职，在职劳务工的积极性受到影响。安湘山韩文平是要因3风钻维修质量较差在钻爆施工中，司钻工人所使用的风钻经常出现故障，特别是所更换风钻故障仍然不断。韩文平陈伟是要因4钻头磨损较大由于围岩强度较大和钻头质量差，致使钻头的的合金钢部分出现破损和钻头严重磨损现象的发生。韩

20、文平陈伟是要因续表135钻杆钎尾损坏较严重由于钻杆质量较差，在钻爆过程中新钻杆钎尾出现不同程度的损坏，导致风钻维修困难。韩文平陈伟是要因6钻杆断钎现象频繁在钻爆施工中，每循环均有断钎事故发生，影响了钻爆循环时间，同时也影响了爆破效果。韩文平陈伟是要因7风、水、电保障不到位在钻爆施工中出现风压不够、钻孔用水水压不够、洞内用电不稳定，有停水、停电等现象的发生，导致钻爆作业时间滞后，现已有专职人员负责。韩文平陈伟非要因5.2.3针对钻爆作业时间长的对策2005年9月26日起，我QC小组组织相关部门、人员按制定的对策对钻爆作业时间长开展工作，进入实施阶段，实施过程中采取了如下解决措施：（1）奖惩制度不

21、完善、工资待遇较差针对第一阶段中由于奖惩制度不完善所带来的负面影响，尤其是对现场施工人员积极性的影响，工区重新制订了奖惩措施，并严格执行。主要内容有：以当月生产任务为基数，相对于基数的超欠的奖罚规定；钻爆循环时间超欠的处罚和奖励规定；（2）通过各种途径解决了资金问题，对所拖欠劳务工的工资进行及时补发，同时调整分配体制，提高钻爆班组的施工人员的工资和相关待遇。（3）2005年9月26日起，开挖班领工员及时回收不合格的新钻杆、新钻头，统一交给开挖队队长，然后到材料室进行调换。（4）对于风钻配件不合格的，要求风钻修理工跟班服务，及时排除风钻故障；对于短时间内无法解决的，要求工人及时进行调换，同时对主

22、要位置的风钻进行更新。（5）材料室通知生产厂家到现场对损坏的设备进行鉴定，同时进行现场指导，更正工人的操作方法；此外，要求生产厂家对不合格设备进行回收及时退换。5.2.4钻爆作业时间的检查2005年10月5日，QC小组对现场所收集数据(2005年9月26日10月5日)进行了整理，同时于QC活动前进行了对比，结果如下：表15 QC活动前后平均每循环钻爆作业时间对比表序号QC活动前QC活动后施工日期循环次数(次)平均循环时间(min)施工日期循环次数(次)平均循环时间(min)19.162448(+88)9.263408(+48)29.173450(+90)9.273356(-4)39.18245

23、8(+98)9.283373(+13)49.192478(+118)9.292375(+15)59.203475(+115)9.303378(+18)69.212455(+95)10.13353(-7)79.222460(+100)10.23368(+8)89.232420(+60)10.33354(-6)99.243420(+60)10.43347(-13)109.252428(+68)10.53308(-52)说明：括号中的 “+”代表超时，“-”代表“省时；时间标准为每循环开挖钻爆作业时间为360min。5.2.5钻爆作业时间的检查通过此阶段的活动，基本上稳定了工人(尤其是司钻工人)的情

24、绪，提高了工人的积极性；从表15和图？中，可显示出钻爆作业循环速度得到了很大的提高(基本上可以保证每天3个循环，日进尺8.0m)，达到了预期效果。6 第三阶段(第三次PDCA循环)在第二阶段，QC小组基本解决钻爆时间长的问题；但同时发现，在钻爆作业速度提高的同时，光面爆破的质量却有所下降，超欠挖严重，导致后续施工难度和成本的增加。为提高光面爆破质量，降低成本，QC小组决定进入第三次PDCA循环活动。6.1现场调查2005年9月26日至10月15日，QC小组对开挖施工中影响隧道超欠挖的因素进行了统计和分析，其汇总结果如下：表16开挖施工中影响隧道超欠挖的因素统计表序号项目频数(件)频率(%)影响

25、钻爆质量的累计频率(%)1钻孔精度2745.845.82爆破技术1525.471.23施工组织管理1118.689.84测量放线35.194.65地质变化23.498.06其他12.0100合 计591001002 原因分析、要因确定及相应对策6.2.1 针对隧道超欠挖的原因分析根据2005年9月26日至10月15日期间59个开挖循环的统计，上述6个因素对隧道超欠挖的影响见“表16”和“图？”。其中钻孔精度对超欠挖影响最大(45.8%)，其次是爆破技术(25.4%)、施工组织管理(18.6%)、测量放线(5.1%)、地质变化(3.4%)等，而前3项因素的影响占(89.8%)。因此控制隧道超欠挖、提高光面爆破质量的重点在于提高钻孔精度、合理调整现场爆破技术参数和加强施工现场的组织和管理。