QC成果合理选择盾构隧道结构与防水方案

WELCOME中国铁建合理选择盾构隧道结构与防水方案二、小组概况三、选题理由四、活动计划五、现状调查及目标确定六、原因分析七、要因确认八、研究制定对策目录十、实施效果十一、巩固措施十二、总结及今后打算九、对策实施一、武汉长江隧道工程概况长江一桥

路线全长3630m武汉长江隧道工程位于武汉长江一桥、二桥之间，是一条解决武汉内环线内主城区过江交通的城市主干道，北起汉口大智路，南迄武昌沙湖附近三角路村，全长3630m。

沙湖大智路长江二桥一、武汉长江隧道工程概况一、武汉长江隧道工程概况隧道内设双向四车道，设计车速50km/h，分为江北段、盾构段和江南明挖段，盾构段全长2550m。作为武汉的第一条过江隧道，也是国内第一条穿越长江的市政道路隧道，该工程投资巨大，难度极高，影响深远，对今后类似工程的修建有着十分重要的参考价值。2004年11月28日省委书记俞正声亲自主持了武汉长江隧道的开工仪式。一、武汉长江隧道工程概况注册编号:成立时间:2004年10月5日活动次数:10次小组出勤：98%课题注册时间:2004年12月小组类型:攻关型活动时间:2004.10～2005.3二、小组概况序号姓名性别年龄文化程度职称组内职务受QC教育时间1肖明清男34硕士高工组长482焦齐柱男33本科高工副组长463邓朝辉男28本科工程师副组长454王腾飞男32本科工程师组员465王文辉男26本科工程师组员426张慧兰女31本科工程师组员407管鸿浩男31本科工程师组员408季大雪男26硕士助理工程师组员89彭长胜男26硕士助理工程师组员810阳芳女24硕士助理工程师组员8二、小组概况武汉长江隧道盾构断面大，埋深大，隧道岸边段最大埋深为40.5m，江中段最大埋深为21.3m，断面最大水压力0.57MPa，该工程结构与防水设计是整个越江隧道成败的关键。隧道穿越地层复杂，既穿越淤泥质粘土、粉细砂、中粗砂，又穿越卵石层和基岩，这样的地层除了极大地增加盾构隧道的施工难度外，还对隧道的结构和防水设计提出了更高的要求。其中衬砌接缝防水是盾构隧道防水的重点，结构设计与防水设计又紧密相关。合理的结构与防水设计不仅能加快施工进度，而且能减少工程安全隐患，节省工程投资，推动水底隧道的发展。三、选题理由

基于以上理由，确定了QC课题的名称为合理选择盾构隧道结构与防水方案。课题握确定罢以后的，小族组制拼定了取活动愧计划舟实施绘表，牙要求臣全组浅成员木按此纤计划录时间蹄进行脆活动铁。(图中秋虚线志表示脾计划临完成板时间朱，每唱一阶周段完耻成后先，实爪际完煮成的贯时间肯用实双线划群在它裤的下镰面。)计划内容10月11月12月1月2月3月现状调查原因分析要因确认制定对策对策实施效果检查巩固措施下部打算四、镜活动趋计划现状筐调查在我速国，每公路财隧道辟（Φ1糕1m以上炉）仅晋上海降地区椅修建朝了几费条穿眠越黄崖浦江刷的水配底隧方道，藏盾构川管片半分块停一般少为7+临1方式互，基喉本上另采用橡左右伯转弯垒环+标准信环，轧环宽骄，采梨用弯欢螺栓嗽，管抚片厚梯度为45完0－50贿0m陈m；水拨压不词超过0.码4M定Pa，盾址构机扇为土将压平逆衡式桐或泥辜水平恐衡式痒。五、楚现状挪调查娱及目决标确丛定１现状忠调查对于杯盾构溪隧道姨防水猾，欧担洲多参采用愚在接扛缝处吐设置新弹性涝橡胶自密封惰垫的蛮方式尿，日由本多娇采用啄在接佛缝处拉设置起遇水钳膨胀浊橡胶循条的谣方式加，国顺内盾瞒构隧捞道设备计者士经过旺对欧敢洲和镰日本鬼防水润方式姐及材悲料的丹综合婚比选泛，结争合国桶内实串际情啦况，另基本渣上采厦用接栽缝处冶设置贴弹性锯橡胶跑密封悠垫防刚水的脖方式佳。五、院现状忠调查靠及目横标确等定２现状夏调查国内顽已建袜的所揪有大性直径候盾构丸隧道糕穿越摸地层伟均为缝软土毕，地脊层相衡对单厉一。３五、从现状伞调查荒及目辛标确途定武汉乖长江茄隧道唐是国冰内第铅一条岗穿越泊长江缘瑞的大祥断面链隧道种，目孕前类铜似条缠件的笋隧道挖仅欧平洲有悦几例参，可读借鉴雹的经冒验很豆少，扎设计钥施工拒难度亏极大箱，必代须在创设计宪和施矛工中呀不断妖加强兄总结播和优藏化。索为此因我们江确定闷了以势下目胶标：目标滋确定五、店现状抹调查惯及目挥标确勾定通过袄小组蹈活动患的开劈燕展，隆完整超掌握虹大直释径盾痛构隧妻道结茫构与旱防水呈设计典的关想键技邪术，盘为今霉后相炕关工种程提米供技胡术支棵持。目标斥确定五、缺现状杨调查则及目炎标确喷定１２通过姨方案辜比选顷及优别化，粪确定雀安全逆合理愤的设狭计方怠案，零节省那直接疏及间判接投徒资，仔以取惰得良晋好的围经济瓜效益念。积极薪开展洗小组壤活动抓，以掏加快坚设计弯施工以进度柏，保崭证工弹程质型量，朽使隧加道早姑日贯变通，猾安全电运行油，造灵福武智汉市吩民。３可行汉性分蔬析1、我侦院对旺盾构号隧道爹设计茶已具映备一耻定的玩技术纲积累旺，将偷借鉴瞒国内牙外类贵似工换程成斤功经菠验，槐结合插本工强程实赔际情接况，漂研究唯衬砌谎结构颂及防支水方粒案，妻确保膜设计滴正确推有效麻。2、小土组成速员构姻成为救新老轿结合津，以粉老带绝新，浮具有请较强拥的专戒业技峰术水难平，慎有一习定的驶技术侵攻关朋能力硬。3、小限组成低员大亩多参戒加了饼武汉胃长江俗隧道犬的前受期工捏作，森对现乏场的假情况铲比较摆了解斤，且鹿具备仰广州第、上狡海盾刻构地廉铁区狠间设隙计经痛验。4、武耍汉长违江隧美道是林我院困设计初的第柿一条宵正在泪施工注的过匠江隧见道，倾因此摸本次伞活动易受到兔了院钻领导庭的高浆度重遵视，良小组繁成员弃参加萌活动辣的积稍极性乓也很梳高。五、度现状悦调查副及目注标确宇定可行虑性分乒析综上买所述节，我府们认否为：小组丙确定秘的目忧标，捞通过法小组宏成员卵的共斥同努纳力是封完全舱可以座实现按的。五、骡现状文调查钟及目忍标确拥定为确躲保小本组活杆动目担标的姿实现罗，针撒对存既在的滔问题罢，小节组成掉员多耕方分挎析，峰查找柱原因舒，绘掉制了业以下苦因果搞分析目图。六、幸原因赌分析第一饰次设各计施窝工长秆江下知大直吨径盾污构隧扁道人员下穿纳长江计，隧拾道埋落深大扯，水俊压大合理妹选择索盾构心隧道辩结构具与防怕水方姐案困丢难环境设计材料设计单人员外经验燥不足施工笨方经掩验不屯足工程矮地质昨条件仅复杂工程火外部爱环境涌复杂结构慰及防秒水狂设计炎难度首大管片居环结专构设苍计难碎度大接缝僚防水获设计第难度六大密封坝垫难落以确淋定密封眼垫材虹料选旅择困钱难接缝允张开看量确煤定困文难针对签原因侄分析降中的垫末端挺因素熊，本朗着解证决问都题的聋目的枕，小魔组根撒据责冈任到招人、爹互相鸡帮助幕的原李则，惜深入霜研究亲，精证心论顽证，抖确定智要因样，以担确保房诚对策伸实施贞的准牺确性诞和针闲对性多。论母证结冒果详钻见下炕表。序号末端因素理由简述要因确认1设计人员经验不足可通过与国内外专家交流，消化吸收大直径盾构隧道成功设计经验，以弥补设计经验不足，不是要因。×2施工方经验不足可通过与施工方交流贯彻设计意图，同时施工方与国内外交流，施工人员进行培训，以保证施工质量，不是要因。×3隧道埋深大，水压大隧道规划下穿长江，隧道埋深需保证施工安全及满足抗浮要求，埋深及水压可调节余地不大，不是要因。×4工程地质条件复杂隧道穿越地层因隧道设计可调整的可能性不大，不是要因。×5管片环结构设计难度大管片环根据结构强度、防水要求设计，管片环的合理划分可以在防水接缝长度和结构刚度之间协调，是结构设计的关键因素，是要因。★6接缝防水设计难度大接缝设计要根据防水机理、防水要求来选择，接缝防水形式直接影响结构防水效果，是要因。★7密封垫材料选择困难密封垫之间的接触应力及材料的耐久性在很大程度上影响结构一百年正常使用年限内结构的安全性，是要因。★8接缝张开量确定困难在管片环结构确定及工程外部环境一定的条件下，接缝张开量可以确定最不利工况，不是要因。×七、义要因示确认通过削深入马现场稳调查词研究筹，运绘用各厌种方计法对庄上述8项末规端因叛素进顽行分贫析论择证，灭我们势找出帝了三个主要垄因素:管片颠环结你构设城计难主度大接缝妄防水象设计狗难度集大密封遮垫材费料选洪择困次难七、抱要因醉确认针对昨上述血主要扒因素稳，小泳组成都员共绑同商众讨，浆集思些广益页，在席可控卫因素嘉范围缎内对窑三项宣要因灿制定种了切否实可胆行的除对策甘表。序号要因对策目标措施地点负责人完成日1管片环结构设计难度大确定满足结构安全条件的衬砌厚度，在盾构机机械能力范围内增大环宽。管片结构满足强度要求，减少接缝长度，做到强度、防水与施工机具有机结合。采用管片厚0.5m、环宽2.0m，等分9块的管片环设计。铁四院总工办公室肖明清焦齐柱邓朝辉季大雪04.122接缝防水设计难度大在高水压条件下，采用两道密封垫防水。提供安全、可靠、经济的措施保证防水设计。根据内外侧防水特点，分别设计内外防水垫。武汉长江隧道联合体三层楼会议室肖明清邓朝辉王腾飞05.13密封垫材料选择困难内外两道防水分别采用适合其特点的防水材料。保证在使用期限范围内每道防水防线安全可靠。外侧采用三元乙丙+遇水膨胀橡胶密封垫，内侧采用遇水膨胀止水条。西北橡胶塑料研究院试验室焦齐柱邓朝辉张惠兰阳芳05.2八、嗽研究册制定鸟对策对槐策栗表实施截一：家针对危管片允环结您构设琴计难众度大边这一灶要因公，主豪要从绣以下悲几个针方面铜解决义：1.合理厉选择松管片烫厚度饥，经涝计算温分析哨，选籍用50求cm厚管撇片；2.根据申管片与受力阿特点早，选惯择配畏用M3妄0及M3执6连接复螺栓扫；3.针对搭管片亭环划谊分，笔做了跑以下耳几个辞方案所进行艳比较饶：分块方案A块圆心角（°）外周弧长（m）环宽1.5m重（t）环宽2.0m重（t）环宽1.5m隧道接缝全长（m）环宽2.0m隧道接缝全长（m）7+1分块模式51.4284.9379.25712.343146142.81197228块等分454.328.110.8146142.81197228+1分块模式454.328.110.8151192.4124771.69块等分403.847.29.6151192.4124771.69+1分块模式403.847.29.6156242129821.2九、猎对策曲实施确定批采用社环宽2.苏0m、管舌片厚50牌cm及等捐分9块的从管片症环划鸣分方何案实施扭二：沸针对塘接缝择防水馆设计浪难度被大这效一要贝因，震采取苍了双康道密洞封垫锄防水谎方案障，外变侧靠刻近管猛片外柱缘，古内侧脊设置节在连茶接螺抹栓与瞎内缘括之间合，确惯保结读构防诵水安歇全。九、惜对策替实施实施捧三：躺针对厌密封坟垫材蒸料选歇择困饼难这浑一要趋因，寻根据猫内外挠侧防菊水特熄点，由分别常选用拍不同卡材料镇，外东侧为三元肥乙丙+遇水侍膨胀研橡胶牲密封脏垫，揪内侧艇为遇陷水膨更胀止凡水条赏，确耍保材希料在叮一百旅年使洲用期肤限内抚的防假水效毫果。十、犁实施佛效果本QC小组州严格仙地按尘照制上定的乓对策再进行英实施散，指弃定计末划时带间表凉并落比实到怜每个亭人，丙做到旨了有扇计划徒、有咏目的杏、有幅步骤狡地完知成了住一个PD斧CA循环糕，取党得了瘦显著欧的效罩果。技术迎效益求：小组最活动罪的开茄展，庭攻克敌了大肃直径翠盾构刮隧道锋结构版和防挺水设蜜计的边难题甲，积求累了末大直营径盾秘构隧名道的鸡设计烧经验每，同矮时设撇计人暖员的劈燕专业值水平笨和个墙人素土质都库得到岛了提唤高。十、持实施暂效果经济算效益箭：管片单环划左分减产少接炮缝长词度21挤37除12爹m，节昼省投笔资14慈80万元颂；优化彩管片眠接缝置防水查密封璃垫设抢计，灵防水滩密封杠垫截断面积笑减少20元0m咐m2，节慌省投赵资74党8万元太；优化延连接及螺栓匠，节饺省投副资88罩0万元密；共节悦省直买接投胡资31凡08万元兴。社会奴效益尼：课题扁的开肯展积锻极推挤动了授项目笑设计圈施工局的进液展，协为盾旺构机献招标衡采购叫、管胆片高阴精度妈钢模肺板制峰造提喘供了咱技术武支持丈，为抗隧道坊早日忘贯通少造福声武汉厉市民头作出恢贡献抹。本项猫目成筒果在20则04年11月设坟计评凯审会亮上获届得与撇会专涂家一湿致好稼评。十、华实施围效果本次步活动韵达到皆了预旷期的饺目的桃，为阶了使亮本次绢活动嗓的成业果进俯一步希深化伤、巩袄固和所提高下，制杏定了焰以下骄巩固众措施悼：定期柜开展摩