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- 1 -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。隧道设计级围 岩 1360 米，级围岩 2650米，级围 岩 2660 米，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 42 小导管注浆超前支护，注 浆材料选用水泥浆，水灰比0.50.8：1，注 浆压力 0.51.0Mpa。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：- 2 -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 1.2m20m，施工易发生洞身坍塌。- 3 -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、- 4 -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 49.452 浆液配合比 21 23.08 72.533 孔位布置 13 14.28 86.814 注浆管封堵 6 6.59 93.405 注浆量 4 4.40 97.806 其它 2 2.20 100总计 91 100根据缺陷统计表绘制排列图如下： 10位80602040%97.80%93.40%2472.53%86.1%613 位位 位位108060 2149.5%4020450位 位位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- 5 -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：外 加 剂 单 一烟 尘 大 ， 光 线 暗 施 工 场 地 狭 窄 浆 液 水 灰比 难 控 制注 浆 管 与 孔 口堵 塞 不 密 实方 法环 境水 泥 浆 滞 留 时 间 较 长 注 浆 设 备 陈 旧 压 力 表 、 流 量计 经 常 损 坏料 机 分 工 不 明 确人 位位位位位位位位位操 作 不 熟 练 ，责 任 心 不 强注 浆 终 压 难 控 制注 浆 孔 布 置 及钻 孔 不 规 范- 6 -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- 7 -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。- 8 -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 57 952 浆液配合比 60 6 54 903 孔位布置 110 8 102 92.7累计 230 17 213 92.6 平均效果二：- 9 -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