中煤矿山天津-右线盾构区间轴线控制成果材料.doc

右线盾构区间轴线控制中煤矿山建设集团天津公司盾构项目部QC小组一、小组简介本小组成立于2009年8月3日，是一个集管理人员、技术人员和施工人员于一体的团体。在经历了现场的磨练后，小组已具备相当的技术水平，且拥有很强的管理能力。（具体人员见表1）。 表1：小组成员表名称天津公司盾构项目部QC小组成立时间2009年8月3日小组类型攻关型小组人数8活动时间2009.8.32010.1.3序号姓名性别年龄学历职务组内职务1杨天亮男57本科高级工程师组长2钱玉红男43本科高级工程师副组长3李 雷男38硕士工程师组员4潘德举男25本科助工组员5刘世龙男23本科助工组员6李 新男30本科工程师组员7张国栋男27大专盾构机司机组员8张 浩男22大专技术员组员二、工程概况天津市地铁3号线14C标段盾构隧道工程为明挖段津围公路站盾构区间，右线全长1008.146m；平面线路包括直线段、R=400m的圆曲线段及缓和曲线段，左右线路间距在13m15m之间；线路纵断面采用动力坡V字型，下坡坡度为3，上坡坡度为11.703，在联络通道位置达到最低点；隧道顶部埋深10.3 m16.3m，隧道洞身位于第一海相层、第二陆相层和第四系上更新统第三陆相层，土层饱和软弱，地层较均匀。隧道内径5500mm,管片厚度350mm，本区间采用单向推进，不掉头工艺施工。三、选题理由天津地铁公司于2007年成立，2009年8月开始盾构法隧道施工。在盾构掘进施工方面没有太多可以借鉴的施工经验，而区间轴线控制又是掘进工作中的一大重点和难点。对隧道工程而言各项行业规范和国家标准对区间轴线偏差的要求都十分严格，而区间轴线几何位置的改变会造成盾构机无法进洞，甚至洞内建筑物侵入规定的限界等重大质量事故，严重者需要通过调坡来满足线路设计要求。为了确保隧道按设计的要求贯通，总结盾构法施工中宝贵的实践经验，提升公司在地铁施工领域的科技攻关能力，我小组选定“右线盾构区间轴线控制”为题目的质量控制，并以之为方向做质量控制分析。四、现状调查我公司右线盾构区间自2009年8月27日开始试掘进至100环试验段，在此掘进过程中我小组对隧道的轴线偏移量进行了监测、统计，发现隧道轴线存在不同程度的偏移， 这是百环验收时的轴线偏移情况示意图。图1：1环100环隧道轴线偏差曲线从图中的数据可以看出来，自盾构始发到试验段掘进结束，轴线的偏移量一直在警戒值附近波动，有个别环甚至逼近了警戒值。区间轴线轴线的偏移量和质量稳定性有待提高。五、确定目标根据城市轨道交通工程测量规范、盾构法隧道施工与验收规范、天津市地铁二期工程控制测量技术规定和天津地铁建设工程强制要求标准等标准的要求，我小组将质控目标确定为：轴线测量中误差：横向25mm，比规范提高了25mm，垂直15 mm，比规范提高了10mm，在接下来的质控活动中，我小组将以此为目标并采用一定手段确保精度的稳定。六、原因分析一）、在100环试验段掘进完毕后，小组针对出现的问题召开了现场会议，从人、机、料、法、环五方面着手，并运用因果分析法对问题进行了全面细致的讨论和分析，寻找造成轴线偏差的原因，最终得出以下结论。图2：因果分析图1、人员方面针对人员缺乏施工经验、个别人员责任心不强，我小组经过现场调查发现，为确保工程的优质质量，项目部在开工前4个月安排技术人员和施工人员在其他项目进行了技术培训教育，盾构机机长和带班班长均是从其他项目一线抽调的技术中坚力量， 现场调查中还发现，因个别施工人员责任心不强，存在管片螺栓复紧不足的现象。2、机械方面1）盾构机属于现代化大型综合施工设备，自动化、机电化程度较高，检修保养不易，我小组通过现场调查发现，在日常工作中，项目部认真履行管理职责，自觉执行设备管理控制程序和集团机电设备管理办法等一系列规定，同时严格执行设备进场验收、日巡检查、维护保养和交接班制度，设备的完好率达到95%，因此检修保养不及时判定为为非要因。3、材料方面同步浆液配合比等级不足，致使浆液的性能不满足施工要求，直接影响到壁后注浆的施工效果，对区间轴线控制影响较大，判定为要因。4施工方法方面1）盾构姿态控制A、在区间的掘进过程中，确保盾构顺利沿设计轴线推进，自动测量导向系统起到引导方向的重要作用，通过现场调查我们发现，在实际施工过程中存在人工校核频次不足的现象。B、在试验段掘进过程中，我小组通过查阅日常测量记录和掘进记录发现，由于盾构机平衡土压力和推进速度等掘进参数设置不合理，致使盾构姿态不理想，存在超挖现象；其次由于推进速度快，剧烈震动影响壁后浆液凝固效果。2）注浆工序根据注浆原始记录，现场同步注浆浆液量为设计数量的153，注浆压力为0.130.18Mpa,虽注浆量达到了设计要求的130180之间，符合要求，但注浆压力却小于规范要求的标准0.30.5Mpa，这说明管片后的空隙并没有效地填充密实，致使管片在浆压力和土压力作用下出现错台和错位变形，进而引起轴线偏差。二次注浆时，采用的为水泥单液浆，初凝时间较长，不能及时有效的提供一个围绕隧道衬砌的长期、匀质、稳定的防水层，减少管片的徐变和沉降。管片拼装时部分管片出现错台和环面不平整现象，直接影响到管片的姿态和区间轴线质量。5、环境方面根据地质勘查报告，施工区域地质水文条件复杂，存在微承压水，致使浆液在富水地带损耗量较大，影响壁后注浆效果。这是要因判定分析表，进过全体小组成员对末端因素验证、确认，最终确定了浆液配合比等级不足、掘进参数有待优化、注浆工序、管片拼装不够严格，成环质量有待提高4个因素为主要因素，具体判定过程在此不再赘述。七、制定对策针对4大主要原因，小组经过讨论后，在实际工作的各个方面采取了不同的对策，见表2：表2：目标对策分析表序 号要因对策目标措施地点时间负责人1浆液配比等级不足优化同步浆液的等级与稠度、原材料的规格及性能提高浆液稠度，使浆液满足缓凝早强的施工要求将同步浆液等级优化为M2.5，原材使用普通硅酸盐P.o42.5水泥、一级粉煤灰、含泥量少的中粗砂及自来水 ；施工现场2009.10潘德举2掘进参数有待优化优化调整盾构掘进时的技术参数，加强盾构 姿态控制和监测将盾构姿态控和管片姿态控制在设计线30mm内通过控制土压、推进速度，螺旋机转速等参数控制超挖现象；加强盾构姿态监控量测，做到勤测量、勤纠偏操作室2009.10张国栋3注浆工序调整注浆压力和注浆量，选择合理的注浆管路及时有效的约束管片，减少轴线偏差同步注浆量控制在建筑空隙的150%180%，注浆压力控制在0.30.5Mpa，选用1#、4#注浆管路注浆，有效抑制管片上浮施工现场2009.10潘德举4管片拼装不够严格，成环质量有待提高安排有经验的施工技术人员进行拼装作业管片环面不平整度5mm，相邻环高差6mm专人指导拼装，针对拼装随意性采取奖惩措施，惩罚与奖励并进。施工现场2009.10张 浩八、落实实施为保证以上措施的实施和落实，小组着手加强内部管理，制定实际有效的方案，并在全项目部上下推行：1、 优化配比，提高浆液质量将同步浆液等级优化为M2.5，原材料矿渣水泥更换为普通硅酸盐水泥P.o42.5，选用一级粉煤灰和含泥量小的中粗砂，提高水泥用量，降低初凝时间，提高早期强度。优化后的浆液性能有了较大的提升，浆液稠度控制在了911cm，初凝时间达到了56h，24h强度达到0.3MPa，具有很好的防稀释性能和工程性能。表3：同步浆液配比分析表2、优化注浆施工参数同步注浆时应根据实际施工情况、地质情况；结合土体的空隙率和渗透系数，优化调整浆液的损耗系数，做到注浆量和注浆压力二者兼顾、严格控制，将一次注浆量控制在理论注浆体积的130180之间，注浆压力控制在0.3 0.5 Mpa ，使壁后建筑空隙得到有效填充，及时有效的约束管片的位移，减少轴线偏差。二次注浆时，采用凝结时间较短的双液浆，确保建筑空隙的有效填充，填充率达到130%180%。同步注浆时，选择1#、4#注浆管注浆，控制注浆压力0.20.3MPa，注浆流量控制在150L/min。抑制管片的上浮，起到轴线控制的目的。 3、严格控制盾构机的施工参数加强盾构及管片姿态监控量测，保证盾尾间隙。盾构掘进时尽量使各区油缸推力均衡，是盾构均衡匀速推进，减少对土层的扰动。针对本区间的地质条件，控制出土量在38方左右，严格控制土仓压力和出土量，防止超挖或欠挖。对一环出土量在39-40方的环号，盾构司机须即时通知工程技术部。以及时增加当前环同步注浆量，避免地表沉降及管片上浮； 4、严格控制环面不平整度、相邻环踏步和管片的发面超前量。控制环面不平整度小于5mm；控制相邻环踏步小于6mm； 法面上下左右超前量小于20mm，交接班前用吊垂线方法检查管片超前量，当其值过大时，用软性楔子给予纠正， 管片螺栓要严格做到3次复紧，确保管片的整体性。九、效果检查对策实施2个月后小组对100环试验段后的管片再次进行了检查，结果有了很大的改善，在抽查的300环中，其中最大的水平偏差为15mm，最大的高程偏差为27mm，均满足规范和我们的目标要求；这是825-833环的偏差曲线，此次检查的结果比较理想，这表明小组所做的努力取得了成效，所用的方法是合理有效的，因此我们将在今后的工程项目中推广沿用下去。 图3:825环833环隧道轴线偏移量变化曲线付出就有回报，努力终有收获。该右线于2010年1月3日实现了高精度贯通，贯通误差：水平6mm,高程8mm。我公司承建的14c标段在天津市地下铁道集团有限公司09年度综合评比中，凭借优秀的工程质量和现场安全文明施工荣获三等奖，获得奖金100万元，摘得10年度天津市示范文明工地和结构海河杯两个荣誉称号，在天津地铁市场提升了中煤三建的企业