承压水帷幕封堵技术改进与优化.docx
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承压水帷幕封堵技术改进与优化
承压水帷幕封堵技术改进与优化
编写:
*****指导:
*****
*****************有限公司
承压水帷幕封堵技术QC小组
二〇〇八年八月*****
目录
一、课题背景1
二、小组概况1
三、选题理由2
四、现状调查2
五、设定目标3
六、原因分析3
七、确认主因5
八、制定对策6
九、对策实施6
十、效果检查8
十一、巩固措施9
十二、体会与今后的打算10
承压水帷幕封堵技术改进与优化
一、课题背景
2006年6月在青藏铁路西格二线增建过程中,*******处路基改箱体涵洞,在进行地质补充勘察时,钻机施钻至29.6m时揭穿承压含水层顶板,承压水涌出地表,涌水量3000m3/d,水头压力0.12Mpa。
承压水冲走了周围土,原孔位已找不到,涌水沿路基蔓延,在铁路路基北侧形成宽20m长8Km的水塘,很快在路基坡脚下形成大面积积水,直接威胁既有铁路路基及新增二线的运营安全。
后采用了小钻孔桩惟幕加注浆止水方案,但成桩困难,效果极差,处理失败。
关键时刻,上级指派我单位前往现场进行治理。
区域水文地质情况:
该勘探孔东北1.6km为巴音河;四周被第三系残丘围绕,主要通过连通河接受克鲁克湖水补给,属封闭式咸水湖。
由于情况特殊,止水存在一定的难度,为此,我们成立了QC小组,通过在现场开展技术攻关,来指导本次任务。
工程与2006年8月开始,2006年12月完成,期间包括2个月的测试观察期。
二、小组概况
表一
小组名称
*********
小组类型
现场型
课题名称
承压水帷幕封堵技术改进与优化
课题起止日期
2006年8月~2006年12月
小组成员掌握TQM知识:
熟悉6人,接受TQC小组教育人均36小时
小组成员均接受过全面质量基础教育,开展有记录的QC小组活动1次/月
小组人员情况
序号
姓名
文化程度
职务
职称
组内职务
1
大本
高级工程师
技术顾问
2
大本
教授级高工
组员
3
大本
高工
组员
4
大本
工程师
组长
5
大本
高级工程师
副组长
6
大本
高级工程师
组员
7
大专
高级工程师
组员
8
大本
工程师
质检员
小组获奖情况
发表时间
课题名称
获奖情况
三、选题理由
四、现状调查
现状一:
本次承压水处理的特殊性
由于此地地层本身不稳定,承压水压力较大,前期采用了小钻孔桩帷幕加注浆止水方案,现场仅完成帷幕孔30余孔,承压水仍从未凝固的混凝土及混凝土与土的接触面涌出。
目前水量2000m3/d左右,水头压力0.12Mpa。
施工失败后原始隔水层己遭到一定程度的破坏,处理难度增大。
同时地处高海拔地区,气温低,对施工会质量造成一定影响
现状二:
处理方案比选情况
针对本工程的特殊性,我QC小组召开专题讨论分析会,就采用“引排”或“封堵”进行了比选。
在确定了使用“封堵方案”后,接着提出了四种封堵处理方案。
对这四个方案从质量安全、操作性、成本、工期等方面进行分析、讨论、比较。
方案比选表表二
方案名称
比选内容
质量安全
操作性
成本
工期
重晶石水泥封堵方案
涌水量大且原始土层遭到破坏,质量难以保证
出水点已经找不到,无法从源头进行治理
成本低
工期短
高压旋喷桩帷幕堵水方案
有在大坝下作止水帷幕的经验,质量可以得到保证
操作简单,但设备需从远处运输进场
成本高
工期长
混凝土排桩式或混凝土连续墙止水方案
基坑运用较多,质量可以得到保证
施工较繁杂,且机械选型受到限制,我单位无现成的抓斗设备
成本中等
工期中等
深层水泥土搅拌桩止水方案
工艺成熟,桩间可方便搭接,质量能得到保证
施工方便,设备可就近调运,所需原料单一,操作性强
成本低
工期短
★结论:
处理方案采用“深层水泥搅拌桩止水方案”。
五、设定目标
目标的可行性分析:
问题
条件
结论
所定目标是否可行
1、拥有大坝帷幕注浆和黄河桥墩帷幕的施工经验。
2、对施工参数反复演算,从技术了上提供有利保障。
3、小组有过成功的QC小组活动经历。
目标是可实现的
六、原因分析
小组成员通过广泛的讨论,对可能造成封堵失败的原因进行分析,并将其列举在因果分析图上见后(图三)。
因果图分析
图三
七、确认主因
小组成员通过因果图分析(见图三),将因果图末端因素逐一分析及验证,确认可能造成承压水封堵失败的主要原因。
主因确认表表三
序号
末端因素
确认方法
确认情况
确认人
是否
主因
1
工人操作经验不足
不足
调查分析
缺乏系统的水文治理知识,通过培训可解决。
非主因
2
桩机功率
不足
计算
分析
功率不足造成成孔困难,通过机械选型,配置大功率桩机。
非主因
3
灰罐压力低
分析
送灰罐压力低容易造成桩体不连续,通过检修和标定可保证送灰顺畅。
非主因
4
泥浆泵压低
调查
压浆时要保证压力,将原来的活塞式泵改用双柱塞泵,可保证压力
非主因
5
水上作业受影响
现场
调查
作业环境差,通过预埋引流管疏引涌水及硬化地面解决。
非主因
6
高寒地区施工受影响
调查
分析
地处高寒地区,砼浇筑及龄期养护受到很大影响,必须有特殊的养护工艺。
非主因
7
桩间搭接不好
计算
分析
桩间必须咬合好,才能保证帷幕不发生漏水现象。
主因
8
桩长不足
计算
调查
桩长不足,承压水将从帷幕底部返上地面,造成治理的彻底失败。
主因
9
盖板强度不足
分析
分析
砼盖板强度不足,在强大水压力下有还压裂开缝的可能,从而使封堵失败。
主因
10
浆液流失
调查
分析
压浆中可能应为浆液太稀或地下裂隙发育等原因造成浆液流失,不仅增加工程成本,也使封闭阶段无法完成。
主因
11
石料级配差
现场
调查
石料粒径过大,砼盖板浇筑捣鼓不好,进料后进行过筛,保证石子质量。
非主因
12
水泥受潮结块
现场
调查
由于环境差,水泥极易受潮影响压浆质量,为此必须对水泥堆放地进行地面硬化排水,做好防潮措施。
非主因
★经过以上确认:
可能造成封堵失败的主要原因有以下几点:
1、桩长不足
2、桩间搭接不好
3、盖板强度不足
4、高寒地区施工受影响
5、压浆时浆液流失
八、制定对策
通过分析影响施工质量的因素后,针对主要因素,我们制定了实现目标的计划对策。
见表九。
对策表表四
要因
目标
对策
措施
责任人
完成
时间
桩长不足
桩长控制,使帷幕外地面无出水点
加强桩长检查工作
1、计算确定合理桩长
2、加强过程动态管理
2006.8.20
桩间搭接不好
桩咬合严密,使帷幕无漏水
加强桩径和桩间距检查工作
1、严格桩位测设程序
2、建立技术交接规程
2006.9.10
盖板强度不足
盖板强度足够抵御水压力,盖板不出现裂纹
加强施工质量管理
1、按冬季施工规范浇筑和捣固砼料
2、规范钢筋绑扎操作
2006.9.25
高寒地区施工受影响
砼盖板龄期内养护得当
现场检查养护情况
1、采取保温措施养护
2006.10.25
浆液流失
保证浆液不随涌水流失
进行动态监视及调整
1、增加浆液水灰比
2、使用速凝剂
3、间歇式注浆
2006.11.18
九、对策实施
实施一、保证桩长满足要求,加强动态管理,持续改进。
实施二、桩间搭接严密,注意复核桩位测设。
实施三、加强施工管理,保证砼盖板强度。
1、严格按照规范进行混凝土的搅拌、浇筑和捣固。
盖板分两步浇筑,先做30~40公分底板逐步封堵各出水点,保证后续的盖板施工在干燥的环境下进行。
为确保关阀后盖板周边不渗漏还采取了清洗桩头,在中间一排桩顶剔出挖两道15厘米宽、深70厘米的深槽镶嵌盖板,和将盖板扩大至外包桩头等措施,除溢流管外圈内所有出水点全部封住。
盖板厚1.2米。
2、为加强盖板强度进行了配筋。
盖板中放射状布16毫米螺纹钢。
实施四、采取特殊保温措施,保证高寒地区施工质量。
走访了当地施工企业收集他们冬季施工经验请他们提供指导意见,在混凝土施工中采取添加抗冻早强剂、防漏剂,拌和采用机械法热水(50~80度)拌和,确保入膜温度在零度以上,并延长搅拌时间等等。
养护保温采取底层地膜中层棉被棉帐篷布上部加盖防雨布的保温措施,在盖板施工时为保证连续施工质量,采取在场地上搭建防冻蓬并在蓬内生火加温,混凝土表面加盖棉被的双保温措施。
实施五、通过动态监测和调整浆液稠度及采用间歇式注浆法,保证浆液不流失。
十、效果检查
检查一、过程效果检查(第一阶段效果检查“封水“)
检查手段:
观察法及钻探取芯法检查日期:
2006.9.25
检查二、过程效果检查(第二阶段效果检查“堵水“)
检查手段:
关闭主导流阀后,观察盖板变化情况检查日期:
2006.11.10
★完成课题预定目标:
通过第一阶段和第二阶段的不断改进优化,最终达到预定目标
即:
1、成桩封住出水面积,达到帷幕作用。
2、浇注盖板后打孔灌浆,堵住出水点。
活动效益:
(1)本次止水系一次抢险任务,成功地解决了承压水大量外涌,并消除了由此造成的对沿线铁路的潜在威胁,确保了青藏铁路的畅通,取得了巨大的社会效益。
现在止水工作已完成二年多,经过了四季的考验仍未有承压水渗出,治水效果很好。
获得了*****************的一致好评和普遍赞誉。
QC小组的活动能力得到了同行们的肯定,公司在高承压水落底式帷幕止水的施工工艺方面迈上了新的台阶。
(2)避免了柴达木盆地地下水资源的大量损失,按出水量半年计算就挽回地下水资源近200万元,取得了巨大的经济效益。
(3)2008年8月向国家知识产权局正式申请了《*******止水方法》的发明专利,目前已通过初审,授予申请号为:
********,于2009年1月14日在国家知识产权局网站正式公示,并在国家知识产权局知识产权出版社第***期专利公报上正式出版公开。
(4)小组成员通过此次QC活动的锻炼,各方面的素质及能力均得到了明显的提高。
我队利用QC小组的成果不仅顺利完成本次止水任务,也因此在该项工程上创造了50多万元的经济效益。
十一、巩固措施
在充分总结QC活动中取得成功经验的同时,我们将对高承压水落底式帷幕止水的有关资料进行了整理,将该施工工法列入我公司岩土施工范本内。
本工点QC工序流程图如下。
十二、体会与今后的打算
本小组在此次止水工程活动中,运用“PDCA“的原理,不断循序渐进,使施工始终处于动态的优化过程中,及时发现质量隐患,不断总结经验,为有效地控制施工质量做了许多有益的工作,取得了成功。
以下是小组在完成课题后对小组自我评价,评价使用调查表方式,每位组员进行自我评价,经统计平均得出小组活动前后的总结示意图如下:
小组自我评价、总结示意图
实践证明,运用TQC方法,通过QC活动,是提高产品和施工质量的有效手段。
只有保证了产品的质量,才可能创造出效益。
全体成员更加体会到QC管理运营方法绝不是一种形式,它是一种系统的方法论,掌握了QC的思维模式,会将我们的工作带到一个新的高度。
今后还有新的问题需要不断改进,不断完善。
接下来本QC小组将继续努力运用“PDCA”原理,采用电脑化的管理,解决各类施工技术问题。
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- 承压水 帷幕 封堵 技术 改进 优化