提高土夹石隧道掘进速度

提高土夹石隧道掘进速度第1页，共45页，2023年，2月20日，星期六目录一、工程概况二、QC小组概况三、选题理由四、现状调查五、目标确定六、可行性分析七、分析原因八、要因确认九、对策制定十、对策实施十一、效果检查十二、效益评价十三、巩固措施及标准化十四、活动体会及下步打算2第2页，共45页，2023年，2月20日，星期六3

新建张家口至唐山铁路ZTSG-4标段内的宋家梁隧道为单洞双线隧道，全长3710米，隧道沿线所处地段的地层岩性主要为粘性土、片麻岩、花岗岩、凝灰岩、二长花岗岩等，其中隧道出口段185米地层的地质构造为土夹石构造，土质以粉质黏土（Q4dl+el）、细角砾土（Q4al+pl）为主，围岩主要以花岗岩（γ1-2）、凝灰岩（J2b）、片麻岩（Arj）为主。初期支护为超前小导管预支护加格栅钢架（含临时橫撑）、系统锚杆及网喷混凝土联合支护，二次衬砌为曲墙复合式衬砌。本QC小组于2011年3月1日成立，由项目经理贾枝喜任组长，抽调项目部有关部门骨干人员进入小组，充实小组整体工作能力。小组具体情况如下：

一、工程概况二、QC小组概况第3页，共45页，2023年，2月20日，星期六4QC小组情况简介表小组名称中铁三局六公司张唐铁路项目部QC小组课题名称提高土夹石隧道掘进速度组建日期2011年3月1日小组类型现场型活动时间2011.3.5~2011.5.2小组人数14人小组成员情况序号姓名文化程度组内职务小组分工TQC知识情况1贾枝喜本科组长决策组织接受48小时TQC培训2许海丰本科副组长决策组织接受48小时TQC培训3王庆林大专副组长决策组织接受48小时TQC培训4彭一江本科组员组织实施接受48小时TQC培训5郭凯本科组员组织实施接受48小时TQC培训6苏恩生大专组员组织实施接受48小时TQC培训7熊小波大专组员组织实施接受48小时TQC培训8朱爱升本科组员组织实施接受48小时TQC培训9王宏振大专组员组织实施接受48小时TQC培训10李鹏大专组员组织实施接受48小时TQC培训11周鹏本科组员组织实施接受48小时TQC培训12崔艳雷本科组员组织实施接受48小时TQC培训13冯清文中专组员组织实施接受48小时TQC培训14陈邦龙中专组员组织实施接受48小时TQC培训制表人：彭一江制表时间：2011年3月5日第4页，共45页，2023年，2月20日，星期六5三、选题理由制图时间：2011年3月5日制图人：彭一江施工组织工期要求根据宋家梁隧道施工组织的工期安排，该隧道施工工期为2010年11月1日~2012年4月15日，总工期18个月，其中隧道出口段预计掘进速度为50m/月。施工现场现实问题土夹石隧道地质情况复杂，施工技术含量较高，施工难度大，安全风险高，按照以往的施工模式不能满足施工组织中制定的进度要求，严重影响总体施工进度。确定课题提高土夹石隧道掘进速度第5页，共45页，2023年，2月20日，星期六6四、施工调查

根据设计要求，宋家梁隧道出口掘进施工采用台阶法（临时橫撑）进行施工。开挖断面如图所示：1.施工情况简介台阶法（临时横撑）施工法横纵断面示意图（图中尺寸以厘米计）制图人：李鹏制图时间：2011年3月8日第6页，共45页，2023年，2月20日，星期六7四、施工调查

2.现场施工情况调查2011年3月5日至3月15日，小组成员深入施工现场，根据各自分工对直接影响隧道掘进速度的上台阶掘进施工进行跟踪调查，以下是当时小组成员对施工现场上台阶掘进全循环各工序作业时间统计表：第7页，共45页，2023年，2月20日，星期六8上台阶洞身开挖及支护循环工序作业时间统计（2011.3.8~2011.3.13）日期施工里程进尺（m）各工序作业时间工序转换交接时间循环总时间开挖安装锚杆安装钢筋网片安装格栅钢架（含临时橫撑）超前预支护喷射混凝土（含临时橫撑喷射混凝土）拆除临时橫撑2011.3.8DK208+740.75~DK208+7400.7503:05~05:2505:35~06:5507:00~10:0510:10~13:4013:50~17:251h30min34min15.9h2011.3.8~2011.3.9DK208+740~DK208+739.250.7520:50~23:2023:25~00:5001:00~04:1004:20~06:3506:40~10:201h40min35min15.3h2011.3.9~2011.3.10DK208+739.25~DK208+738.50.7513:35~16:0016:05~17:2017:25~20:2020:30~23:5500:05~03:351h35min30min15.6h2011.3.10DK208+738.5~DK208+737.750.7507:05~09:4509:50~11:1511:25~14:3514:40~16:5517:05~20:401h30min35min15.2h2011.3.11DK208+737.75~DK208+7370.7500:10~02:4502:50~04:1504:25~07:5508:00~11:3511:40~15:251h35min28min16.6h2011.3.11~2011.3.12DK208+737~DK208+736.250.7518:45~21:2021:35~23:0023:10~02:2002:25~04:3504:40~08:251h30min37min15.2h2011.3.12DK208+736.25~DK208+735.50.7512:05~14:2514:35~15:5015:55~18:5519:00~22:2522:35~02:051h40min32min15.7h2011.3.13DK208+735.5~DK208+734.750.7505:25~07:5008:00~09:3009:40~12:4512:55~15:1515:25~19:101h45min40min15.5h制表时间：2011年3月13日

制表人：周鹏

四、施工调查

第8页，共45页，2023年，2月20日，星期六9上台阶掘进施工各工序作业累计时间统计表制表时间：2011年3月14日

制表人：周鹏

四、施工调查

各工序作业时间消耗累计值工序转换交接时间累计值循环时间累计值开挖进尺累计值超前预支护开挖安装锚杆安装钢筋网片安装格栅钢架（含临时橫撑）喷射混凝土（含临时橫撑喷射混凝土）拆除临时橫撑22h55min19h50min11h25h45min29h5min12h45min4h31min125h6m各工序作业时间消耗平均值工序转换交接时间平均值循环时间平均值每循环开挖进尺平均值超前预支护开挖安装锚杆安装钢筋网片安装格栅钢架（含临时橫撑）喷射混凝土（含临时橫撑喷射混凝土）拆除临时橫撑2h51min2h28min1h22min3h13min3h38min1h35min34min15.6h0.75m上台阶掘进施工各工序作业平均时间统计表上台阶掘进速度统计表累计循环个数累计掘进长度每循环耗用时间平均每日掘进8个6米125小时/5.21天1.2米第9页，共45页，2023年，2月20日，星期六10制表人：周鹏制表时间：2011年3月15日

通过统计分析，现场平均每天掘进1.2m，依照此速度，月成洞36米，难以满足工期要求。小组对各工序需要时间进行统计，结果如下：序号工序名称频数累计频数频率1安装钢筋网片、格栅钢架（含安装拆除临时橫撑）4.8h4.8h30.6%2喷射混凝土（含临时橫撑喷射混凝土）3.63h8.43h23.2%3安装锚杆1.36h9.79h8.7%4超前预支护2.85h12.64h18.2%5开挖2.46h15.1h15.7%6工序交接间隔0.56h15.6h3.6%四、施工调查

各工序所需时间统计表第10页，共45页，2023年，2月20日，星期六11根据上表统计数据结果如下：制表人：周鹏制表时间：2011年3月15日

序号工序名称频数累计频数频率1初期支护9.79h9.79h62.5%2超前预支护2.85h12.64h18.2%3开挖2.46h15.1h15.7%4工序交接间隔0.56h15.6h3.6%从以上排列图中可以得出A区的初期支护工序所消耗时间占用循环工序总时间的62.5%，是影响掘进速度的主要因素。制图时间：2011年3月15日

制图人：彭一江四、施工调查

第11页，共45页，2023年，2月20日，星期六12五、目标确定缩短初期支护工序施工时间，进而缩短全循环工序时间，提高隧道掘进速度，每日掘进达到2米，月成洞达到60米，满足施工组织要求。制图人：彭一江制图时间：2011年3月18日

单位：米第12页，共45页，2023年，2月20日，星期六13六、可行性分析公司及项目部领导高度重视，全力以赴，在人、物、财力等方面均优先给予大力支持。小组成员均具有丰富隧道施工经验、较强的业务攻关能力和团队拼搏精神，敢于创新，勇于挑战新方法、新工艺。项目部拥有一批具有现场施工经验丰富、整体现场作业能力较强的施工作业队伍。制定了详细的可操作性强的施工组织计划及安全质量保障措施。建设、设计、监理单位对于活动高度重视。小组成员上下一心，群策群力，目标可以实现。制图人：彭一江制图时间：2011年3月18日

第13页，共45页，2023年，2月20日，星期六14七、原因分析末端因素分析如下图：制图人：周鹏制图时间:2011年3月22日第14页，共45页，2023年，2月20日，星期六15八、要因确认要因确认计划表制表人：彭一江制表时间:2011年3月21日

序号末端因素确认方法完成时间负责人1劳动技能培训不足技能考核2011.3.30郭凯2初期支护施工作业组织不合理调查分析2011.3.30陈邦龙3湿喷机维护保养差现场调查2011.3.30熊晓波4初期支护施工工序繁琐调查分析2011.3.30彭一江5作业空间狭小现场调查2011.3.30周鹏6细骨料粒径过大试验检测2011.3.30朱爱升7格栅钢架加工不规范现场调查2011.3.30李鹏第15页，共45页，2023年，2月20日，星期六末端因素1：“劳动技能培训不足”由安质部组织对宋家梁隧道出口作业相关班组全体作业人员进行劳动技能考核，考核结果如下：序号姓名理论知识考试分数（满分50分）现场技能考核分数（满分50分）劳动技能总分（满分100分）1付克强4845932王永胜4346893王全印4547924王宝军4643895王存阳4145866曹清波4240827刘振明4642888王福军4347909王松44408410宋志斌45438811陈小春41418212崔世甲424486制表时间:2011年3月24日

制表人：李鹏证明现场作业人员均能达到技能要求，不会因为劳动技能培训不足导致技能水平低下进而延长作业时间结论：末端因素1是非要因。第16页，共45页，2023年，2月20日，星期六末端因素2：“初期支护施工作业组织不合理”现场技术人员李鹏对相似施工条件下的宋家梁隧道进口和出口上台阶初期支护施工各道工序转换间隔时间进行调查统计，结果如下：制表时间:2011年3月25日

制表人：李鹏施工里程初期支护各道工序转换间隔时间（单位：分钟）转换间隔时间总和（分钟）安装锚杆转换至安装钢筋网片安装钢筋网片转换至安装格栅钢架安装格栅钢架转换至喷射混凝土DK208+728.75~DK208+7285101530DK208+728~DK208+727.251071532DK208+727.25~DK208+726.5552030DK208+726.5~DK208+725.751061531宋家梁隧道出口上台阶初期支护各道工序转换间隔时间统计表第17页，共45页，2023年，2月20日，星期六施工里程初期支护各道工序转换间隔时间转换间隔时间总和（分钟）安装锚杆转换至安装钢筋网片安装钢筋网片转换至安装格栅钢架安装格栅钢架转换至喷射混凝土DK205+120.75~DK205+121.5.471021DK205+121.5~DK205+122.25561122DK205+122.25~DK205+12348921DK205+123~DK205+123.75661022宋家梁隧道出口上台阶初期支护各道工序转换间隔时间统计表结论：末端因素2是要因。制表时间:2011年3月25日

制表人：李鹏宋家梁隧道出口上台阶初期支护各道工序转换间隔时间明显多于相似施工条件下的宋家梁隧道进口。通过小组成员讨论分析，现场初期支护作业的施工组织安排不合理是导致工序转换间隔时间过长的直接原因。第18页，共45页，2023年，2月20日，星期六末端因素4：“初期支护施工工序繁琐”由工程管理部组织召开技术问题分析会，全体技术人员一致认为，目前的施工方法中，安装临时横撑施工增加了格栅钢架安装的时间，临时横撑喷射混凝土又增加了喷射混凝土的施工时间，而后又要进行临时横撑拆除作业，确实增加了初期支护作业的繁琐程度，直接导致了作业总体时间的增加。拍摄日期：2011年3月24日

拍摄人：彭一江结论：末端因素4是要因。结论：末端因素3是非要因。由机物部对湿喷机的日常维护保养工作进行检查，通过检查发现湿喷机日常维护保养均能按照机械保养制度和厂家使用规范进行，由专人负责实施，并且每次维修保养均有记录，现场运转状况良好。末端因素3：“湿喷机维护保养差”第19页，共45页，2023年，2月20日，星期六末端因素5：“作业空间狭小”现场技术人员周鹏绘制了上台阶初期支护作业空间尺寸示意图，并进行现场体验调查，证明上台阶开挖后的空间能够满足初期支护作业中各项工序人员和机具的作业需要和放置要求。制图时间：2011年3月27日

制图人：周鹏结论：末端因素5是非要因。上台阶初期支护作业空间尺寸示意图（图中尺寸均以厘米计）

第20页，共45页，2023年，2月20日，星期六末端因素6：“细骨料粒径过大”

由试验室负责对宋家梁隧道出口混凝土搅拌站中用于拌制喷射混凝土的中砂进行原材料取样检测，经过检测，中砂粒径符合规范要求。以下是试验报告：检测时间：2011年3月26日

负责人：朱爱升结论：末端因素6是非要因。第21页，共45页，2023年，2月20日，星期六末端因素7：“格栅钢架加工不规范”由安质部组织质检人员对DK208+728.75~DK208+722.75区间连续8个初期支护施工循环中使用的格栅钢架的拼装连接处构件加工质量进行检查（每个循环检查20个点），并对现场安装过程进行调查，结果如下：制表时间：2012年3月28日制表人：郭凯格栅钢架加工质量检查情况统计表施工里程加工质量合格点个数加工偏差大于允许偏差值50%的合格点个数加工偏差大于允许偏差值50%的占所有合格点比例DK208+728.75~DK208+72818422.2%DK208+728~DK208+727.2519526.3%DK208+727.25~DK208+726.518527.8%DK208+726.5~DK208+725.7517529.4%DK208+725.75~DK208+72519631.6%DK208+725~DK208+724.2519631.6%DK208+724.25~DK208+723.519421.1%DK208+723.5~DK208+722.7518527.8%第22页，共45页，2023年，2月20日，星期六制表时间：2012年3月28日制表人：郭凯结论：末端因素7是要因。格栅钢架现场安装调整情况调查统计表施工里程安装过程调整次数每次安装调整时间（分钟）平均每次安装调整时间安装调整时间总和DK208+728.75~DK208+7281777DK208+728~DK208+727.25210、8918DK208+727.25~DK208+726.536、9、3618DK208+726.5~DK208+725.7525、86.513DK208+725.75~DK208+72528、6714DK208+725~DK208+724.25211、7918DK208+724.25~DK208+723.50000DK208+723.5~DK208+722.7529、5714格栅钢架连接处的构件加工质量直接影响到了现场安装过程中的安装调整次数，延长了格栅钢架的安装时间。第23页，共45页，2023年，2月20日，星期六24通过以上过程确认要因以下：初期支护施工工序繁琐初期支护施工作业组织不合理格栅钢架加工不规范导致“初期支护作业时间长”的要因

第24页，共45页，2023年，2月20日，星期六25九、制定对策对策表制表人：彭一江制表时间：2011年4月7日

序号要因对策目标措施实施地点实施负责人实施完成日期1初期支护施工工序繁琐改变施工方法取消安装和拆除临时横撑、喷射临时横撑混凝土等工序，缩短初期支护作业时间。将原有台阶法（临时橫撑）施工法变更为两台阶弧形导坑预留核心土施工法。宋家梁隧道出口许海丰彭一江2011.4.8至2011.4.102格栅钢架加工不规范规范格栅钢架加工缩小格栅钢架连接处构件加工偏差，缩短格栅钢架现场安装调整时间。1.成立钢筋构架加工厂，对格栅钢架进行工厂化标准加工。2.格栅钢架成品在使用前必须进行试拼装，检验合格后才能出厂。钢筋构件加工厂许海丰郭凯2011.4.8至2011.4.153初期支护作业施工组织不合理合理调整施工组织安排提高作业效率，达到零间隔工序衔接，缩短初期支护作业总体时间。1.调整施工作业步骤。2.增加开挖作业带班人员。3.制定劳动管理制度和奖罚措施。宋家梁隧道出口王庆林陈邦龙2011.4.8至2011.4.15第25页，共45页，2023年，2月20日，星期六26十、对策实施1.“初期支护施工工序繁琐”的实施：经过与建设单位和设计单位协商，征得一致同意后，将现场施工方法由设计要求的台阶法（临时横撑）施工法改变为两台阶弧形导坑预留核心土法，并专门编制了实施性施工方法技术交底。将上、下台阶开挖分界线调整至起拱线位置,上台阶预留核心土长度4m，上部宽3.5m，下部宽5.5m，高3.5m，核心土顶面距拱顶高度为1.8m；下台阶核心土长度约3.5m，核心土顶面与起拱线平齐，核心土两侧距离边墙约2.5m，边墙开挖位置与掌子面步距最大不能超过10m,两侧边墙错开至少3m。变更后的开挖断面示意图如下：两台阶弧形导坑预留核心土法横纵断面示意图（图中尺寸以厘米计）制图人：周鹏制图时间：2011年4月9日

第26页，共45页，2023年，2月20日，星期六变更施工方法讨论会拍摄人：彭一江拍摄时间：2011年4月8日

十、对策实施第27页，共45页，2023年，2月20日，星期六28技术人员培训会拍摄人：周鹏拍摄时间：2011年4月10日

十、对策实施第28页，共45页，2023年，2月20日，星期六29两台阶弧形导坑预留核心土施工法拍摄人：周鹏拍摄时间：2011年4月11日

十、对策实施第29页，共45页，2023年，2月20日，星期六302.“格栅钢架加工不规范”的实施①项目部成立了钢筋构件加工厂，聘请技能熟练程度高的钢筋构件加工工人，对格栅钢架进行工厂化标准加工，确保格栅钢架的加工质量，提高各部位的检验合格率，建立企业内部加工误差控制标准，缩小钢筋构件特别是连接处构件的加工误差，不但要满足相关验收标准，更要精益求精。拍摄人：郭凯拍摄时间：2011年4月16日

合格成品粘贴检验标签

标准化加工作业十、对策实施第30页，共45页，2023年，2月20日，星期六②在施工现场设置格栅钢架试拼区，在格栅钢架使用前进行试拼装，由质检员监督试拼过程，试拼合格后才能使用。从而提高现场使用时的一次安装成功率，进而节省了安装格栅钢架的总体时间，缩短初期支护作业时间。格栅钢架加工工厂试拼装区拍摄人：郭凯拍摄时间：2011年4月16日

十、对策实施第31页，共45页，2023年，2月20日，星期六323.“初期支护施工作业组织不合理”的实施，重新分析施工作业情况，调整施工组织，创新现场作业管理模式。①施工步骤调整施工方法变更后，开挖支护施工顺序调整为：制图人：李鹏制图时间：2011年4月11日

上台阶周边开挖上台阶周边人工修整上台阶初期支护、超前预支护下台阶左侧边墙开挖下台阶左侧边墙人工修整下台阶左侧边墙初期支护上、下台阶核心土开挖下台阶右侧边墙开挖下台阶右侧边墙人工修整下台阶右侧边墙初期支护通过合理安排班组作业时间，优化机械机具调配，尽可能多创造不同工序平行作业的机会，节省作业时间，提高工效。十、对策实施第32页，共45页，2023年，2月20日，星期六33②现场管理调整由工班长专门指挥开挖作业，减少不合理开挖造成的超挖现象，进而为后续的初期支护的喷射混凝土工序节省作业时间。③劳动制度调整针对现场管理人员及施工人员制定严格的劳动管理制度和零间隔交接班制度，并实行相应的奖罚措施，确保作业人员随叫随到，提高工效意识。十、对策实施第33页，共45页，2023年，2月20日，星期六34十一、效果检查1.对策实施后，现场技术人员对初期支护各道工序转换间隔时间进行统计调查，现场调查结果如下：宋家梁隧道出口上台阶初期支护各道工序转换间隔时间统计表制表人：李鹏制表时间：2011年4月20日施工里程初期支护各道工序转换间隔时间（单位：分钟）转换间隔时间总和（分钟）安装锚杆转换至安装钢筋网片安装钢筋网片转换至安装格栅钢架安装格栅钢架转换至喷射混凝土DK208+713.75~DK208+713551020DK208+713~DK208+712.25471122DK208+712.25~DK208+711.556920DK208+711.5~DK208+710.25651021对比活动前，工序转换间隔时间明显缩短。第34页，共45页，2023年，2月20日，星期六35十一、效果检查2.对策实施后，安质部再次对相等数量的格栅钢架进行加工质量检查，对安装情况进行调查，结果如下：格栅钢架加工质量检查情况统计表制表人：郭凯制表时间：2011年4月22日施工里程加工质量合格点个数加工偏差大于允许偏差值50%的合格点个数加工偏差大于允许偏差值50%的占所有合格点比例DK208+713.75~DK208+71319210.5%DK208+713~DK208+712.2519315.8%DK208+712.25~DK208+711.51815.6%DK208+711.5~DK208+710.2518211.1%DK208+710.25~DK208+709.519210.5%DK208+709.5~DK208+708.7519315.8%DK208+708.75~DK208+70819221.1%DK208+708~DK208+707.251915.3%第35页，共45页，2023年，2月20日，星期六36十一、效果检查格栅钢架现场安装调整情况调查统计表制表人：郭凯制表时间：2011年4月22日施工里程安装过程调整次数每次安装调整时间（分钟）平均每次安装调整时间安装调整时间总和DK208+713.75~DK208+7131555DK208+713~DK208+712.251666DK208+712.25~DK208+711.50000DK208+711.5~DK208+710.251888DK208+710.25~DK208+709.50000DK208+709.5~DK208+708.751888DK208+708.75~DK208+70825、65.511DK208+708~DK208+707.250000对比活动前，钢架安装调整时间明显缩短。第36页，共45页，2023年，2月20日，星期六37十一、效果检查3.各项对策实施后，现场初期支护作业时间明显缩短，各工序合理作业，工序间隔时间有效减少。2011年4月20日至4月23日小组再次对宋家梁隧道出口施工现场循环工序作业时间进行跟踪调查，调查结果见下表：制表人：周鹏制表时间：2011年4月24日

日期施工里程进尺（m）各工序作业时间工序转换交接时间循环总时间开挖安装锚杆安装钢筋网片安装格栅拱架超前预支护喷射混凝土2011.4.20DK208+713.75~DK208+7130.751h5min1h15min1h35min1h55min1h55min28min8.2h2011.4.20DK208+713~DK208+712.250.751h5min1h20min1h25min1h5min2h27min7.4h2011.4.20~2011.4.21DK208+712.25~DK208+711.50.751h10min1h5min1h35min2h5min1h55min38min8.5h2011.4.21DK208+711.5~DK208+710.250.7555min1h15min1h35min1h15min2h33min7.6h2011.4.21~2011.4.22DK208+710.25~DK208+709.50.751h5min1h25min1h35min2h10min2h5min29min8.8h2011.4.22DK208+709.5~DK208+708.750.751h10min1h15min1h25min1h5min2h5min34min7.5h2011.4.22~2011.4.23DK208+708.75~DK208+7080.751h5min1h25min1h40min1h55min2h10min36min8.8h2011.4.23DK208+708~DK208+707.250.751h5min1h25min1h35min1h10min1h55min35min7.7h2011.4.20~2011.4.23上台阶掘进循环工序作业时间统计表第37页，共45页，2023年，2月20日，星期六38十一、效果检查3.各项对策实施后，现场初期支护作业时间明显缩短，各工序合理作业，工序间隔时间有效减少。2011年4月20日至4月23日小组再次对宋家梁隧道出口施工现场循环工序作业时间进行跟踪调查，调查结果见下表：2011.4.20~2011.4.23上台阶掘进循环工序作业累计时间统计表上台阶开挖及支护循环工序作业平均时间统计

制表人：周鹏制表时间：2011年4月24日

各工序作业时间