大别山隧道Ⅱ级围岩光爆质量控制.docx
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大别山隧道Ⅱ级围岩光爆质量控制
大别山隧道Ⅱ级围岩光爆质量控制
发布人:
中铁十五局集团五公司
麻武高速公路4标项目部隧道QC小组
20XX年11月20日
大别山隧道Ⅱ级围岩光爆质量控制
——中铁十五局集团五公司麻武高速公路四标项目部隧道QC小组
一、工程概况
大别山隧道为上下行分离的双洞隧道,隧道呈东西向展布,进口位于麻城市木子店镇槐树店村细台子沟,出口位于麻城市龟峰山乡边店村叶家河。
左洞起止里程为:
ZK18+275~ZK23+183,长4908m,右洞起止里程YK18+240~YK23+141,长4901m。
属特长隧道。
隧道最大埋深482m。
大别山隧道进口位于直线上,出口位于R=3600m(右偏)的曲线上,纵向坡度为-1.47%,-1.97%的单向坡。
本合同段承担隧道出口段施工任务。
左洞里程ZK20+700~ZK23+183,长2483m;右洞里程YK20+700~YK23+141,长4901m。
隧道围岩主要为强-弱风化的花岗片麻岩构成,围岩呈灰~灰绿色,节理裂隙较发育,岩质较硬~坚硬,隧道II级和Ⅲ级围岩占89.5%,Ⅳ级围岩占7.6%,V级围岩占2.9%。
二、小组简介
隧道施工中光面爆破是经济、技术、质量、安全控制的重中之重,甚至决定了项目管理的成败。
为了提高大别山隧道Ⅱ级围岩光面爆破的质量,保证安全、降低生产成本、提高经济效益,成立麻武高速4标项目部隧道QC小组,进行技术攻关。
本小组成立于20XX年8月,由11人组成,平均接受QC教育107.3小时,并全部通过了考评,小组概况表见表1。
小组成立后于每月1日和15日,定期组织小组成员进行光面爆破理论学习协和现场检查爆破质量。
小组运用全面质量管理理论和方法解决钻爆施工中的卡钻、错台、残眼等技术难题,保证了光面爆破的施工质量,起到了减少超欠挖、成洞面原顺、有效释放应力、减少喷射砼的浪费、提高防水效果的作用,降低了施工成本,赢得了湖北省质监局、建设指挥部和监理单位的高度赞扬。
同时也为我们以后花岗岩Ⅱ级围岩爆破施工积累了丰富的实践经验。
小组概况表表1
小组名称
麻武高速公路四标项目部隧道QC小组
活动时间
20XX.8.1~20XX.8.25
循环次数
两次
课题名称
大别山隧道Ⅱ级围岩光爆质量控制
序号
姓名
年龄
职务
职称
组内职务
TQC教育时间(h)
1
35
项目经理
工程师
组长
120
2
32
项目总工
工程师
副组长
120
3
46
质检部主任
工程师
组员
120
4
27
工程部主任
工程师
组员
120
5
25
隧道工程师
工程师
组员
100
6
23
测量队长
助工
组员
100
7
38
物资部部长
组员
80
8
23
质检工程师
助工
组员
100
9
39
测量工程师
助工
组员
100
10
26
质检工程师
助工
组员
100
11
36
风枪一班班长
/
组员
100
12
35
风枪二班班长
/
组员
100
三、选题理由
光面爆破技术是采用钻爆法施工隧道的主要技术,采用光面爆破在围岩中产生的裂隙较少,爆破后的岩石表面能按设计轮廓线成型,表面较平顺,超欠挖很小。
光爆的成败决定了隧道的安全、技术、质量、经济等各项指标的完成。
另外,结合建设指挥部、上级部门、技术方面的要求以及目前光爆效果不佳的实际情况出发,我们选定本课题。
四、活动目标
通过QC活动,不断调整光爆参数,提高光爆效果,使光面爆破效果达到《公路隧道施工技术规范》(JTGF60--20XX)要求,具体要求如下:
1、杜绝欠挖;控制超挖,拱部控制在平均15cm以内,边墙两侧控制在平均10cm以内,保证隧道开挖质量一次检查合格率100%。
2、周边眼炮痕保留率不少于80%,相邻两孔之间出现的台阶形误差不大于8cm。
五、可行性分析
通过参观既有花岗岩隧道光爆效果,从领导意识、技术保证、设备保证、质保体系、经验保证等方面分析,我们的目标具备实现的可行性。
具体分析过程见可行性分析图。
六、小组活动情况
1、现状调查分析及要因确认
活动时间:
20XX年8月1日~2008年8月10日
(1)现状调查:
20XX年8月2日、8月4日,本QC小组深入施工现场,根据隧道工程评定验收标准,对隧道已完成的YK23+400~YK23+520段运用激光断面仪进行质量检查,对开挖质量检查缺陷情况见下表:
隧道光面爆破合格率表
序号
项目
检查数
合格点
频率(%)
1
断面超欠挖
100
47
47
2
两排炮错台
40
19
47.5
3
半孔保留率
25
20
80
5
侵限点
25
17
68
合计
190
103
100%
经检查评定共检测190个点,找出合格点103个,合格率54.2%。
合格率分布见下图:
由合格率分布图得出,影响隧道开挖光面爆破施工主要的主要因素是断面超欠挖和两排炮错台。
虽然两排炮错台也占有较大的比例,但是两排炮错台也是断面超欠挖的变现形式,故而影响隧道开挖光面爆破施工的决定性因素为断面超欠挖。
(2)原因分析:
8月6日QC小组全体成员针对造成大别山隧道断面超欠挖形成的原因,从“人、机、料、法、环”五大方面中利用关联图进行分析,找出造成超欠挖的主要因素。
(3)要因确认:
通过关联图,得出了影响光面爆破质量的14个原因。
8月9日,QC小组召开全组人员会议,对原因进行分析,具体分析结果见下表:
要因验证确认表
序号
影响因素
确认方法
确认内容
是否要因
1
风钻人员技术水平差
现场调查
作业工人熟练程度不一,有打钻5~6年的,有刚学打钻的,技术水平参差不齐
是
2
质检人员责任心不强
现场调查
项目部严格过程控制,实行“三检”制度,质保体系运行正常
否
3
带班人员责任心不强
现场调查
带班人员现场作业,在布孔、起钻、装药全过程值班,同时带班人员施工经验丰富
否
4
炸药爆速不够
现场调查
同工班沟通,反映炸药良好。
相邻标段同型号炸药无不良反映
否
5
缺少高段毫秒雷管
现场调查
近期毫秒雷管高段供应紧张,尤其缺少13、15段
是
6
风枪质量差
现场调查
风枪为新进的YT-28风枪,性能良好
否
7
钻孔台架钻孔时晃动
现场调查
由于钻孔过程中台架晃动,造成风枪摆动,影响外插角
是
8
高压风、水供给
现场调查
高压风、水供应充足,无干钻、漏风现象
否
9
围岩节理破碎
现场调查
节理破碎,夹层多,爆破后掉块,影响光爆质量,与施工关系不大
否
10
施工通风不畅
现场调查
钻孔时空气质量较好,粉尘污染少,工人无不适感觉
否
11
炮孔布置错误
现场调查
检查辅助眼的间距和最小抵抗线
是
12
外插角偏差
现场调查
外插角不正确致使炮眼不会均匀的分布在轮廓线上,容易发生错台。
是
13
起爆网络
现场调查
调查起爆网络连接,有无号段连接错误影响爆破质量
否
14
装药结构
现场调查
周边眼是否按照设计钻爆方案的间隔装药,是否堵孔
是
2、第一次PDCA循环
时间:
20XX年8月11日~20XX年8月15日
(1)计划P
根据分析得出影响大别山隧道光面爆破的要因,得出本次活动的计划和采取措施如下表:
计划和措施表
序号
要因
计划
措施
负责人
时间
1
风钻人员技术水平差
提高工人钻爆水平,掌握钻爆技术
组织工人进行培训,聘请武汉理工大学爆破专家进行现场指导,对每位工人进行技术交底。
罗家凯杨尉涛
20XX.8.11~20XX.8.12
2
缺少高段毫秒雷管
加大11、13段毫秒雷管购置力度
同麻城民爆公司联系,购进高号段毫秒雷管
赵二乐
20XX.8.11~20XX.8.15
3
钻孔台架钻孔时晃动
改进钻爆台架
采用对台架外伸的活动钢管进行加固,减少钻孔时的摆动幅度
游克奇
张强
20XX.8.11~20XX.8.14
4
炮孔布置错误
修改钻爆图
聘请武汉理工大学爆破专家现场试爆,完善钻爆设计图
杨尉涛
商中维
20XX.8.11~20XX.8.16
5
外插角偏差
确保周边眼外插角小于3°
加强工人技术指导,周边眼采用2.5、4m钻杆钻孔
魏于佳
林恩华
20XX.8.11~20XX.8.13
6
装药结构
改进周边眼装药结构
采用炮泥堵孔,采用空气间隔装药,起到节约导爆索和便于施工的目的
管胜
李福仁
20XX.8.11~20XX.8.14
(2)实施D
根据《计划和措施表》按照措施逐条安排专人进行落实,项目部主要领导现场检查执行情况。
①20XX年8月11日项目经理罗家凯、总工杨尉涛、程康(湖北省爆破专家、武汉理工大学爆破教授)现场重点对光面爆破的重要性、装药结构、爆破原理、钻爆设计同风枪工进行沟通。
沟通后,工人思想意识有较大提高,意识到光面爆破不光能产生经济效益,同时也是保证施工安全的重要手段。
20XX年8月12日,在工地现场举办现场爆破技术培训,由程康教授现场讲解乳化炸药的药性、微差爆破的原理、临空面的设计等隧道爆破常用爆破知识。
会后,把培训内容下发到工人手中,提高工人的爆破理论知识。
②20XX年8月11日,由项目部物资部赵二乐部长同麻城民爆公司联系,采购11、13段毫秒雷管。
由于湖北省今年公路开工项目较多,造成高号段毫秒雷管供应紧张,库房无货。
8月12日,迅速同麻武高速建设指挥部联系,由指挥长出面协调,民爆公司从相邻地市调入高号段毫秒雷管,8月15日,毫秒雷管运至项目部炸药库。
③20XX年8月11日,由施工队游克奇负责、项目部张强协助对钻孔台架进行改装。
由于现有台架在边墙和拱腰部位分别采用Φ120的对插钢管进行连接延伸台架至边墙、拱腰,上面覆盖工作平台。
由于内外侧钢管的空隙和悬挑长度过长、搭接过短,造成在钻孔过程中因风枪后退的冲击力而摆动,影响周边眼的外插角。
针对此种情况,加大悬臂钢管同外插钢管的搭接长度,把原来的2m、1.5m的钢管换为2.5m、2m,增大搭接长度50cm。
同时在距离外侧20cm的下方侧面焊接10cm长的Φ32mm短钢管,利用Φ25钢筋插入连接,增加其整体性。
④20XX年8月12日、13日两天,项目部杨尉涛、隧道队商中维、武汉理工大程康连续跟踪钻孔4个循环,发现施工中内圈眼(二排眼)的有效抵抗线为55~60cm,造成部分拱顶试块过大不能有效剥离。
针对此种情况,迅速调整施工炮孔布置,按照分区域按照50cm、45cm进行布孔试爆,试爆后45cm布孔光爆层剥离效果明显。
8月14日,钻爆设计迅速进行调整,内圈眼严格按照调整后的45cm进行布孔。
⑤20XX年8月11日~12日,项目部会同魏于佳、林恩华在洞内跟班作业3个循环,对周边眼外插角进行跟踪调查,发现除去风枪本身的原因外,主要原因在以下2个方面:
工人始做随意和钻杆太长。
施工中,周边眼开钻时工人偷懒直接采用4m钻杆直接定位、开钻。
由于钻孔过程中4m钻杆摆动过大造成外插角偏差大。
针对此种情况,项目部会同施工队制定严格的奖罚措施,同时对周边眼采用长、短钻杆搭配的方法解决钻孔过程中的钻杆摆动问题。
施工中先用2.5m钻杆钻孔2m,然后换用4m钻杆钻到终孔。
⑥20XX年8月11日~8月12日,项目部管胜、李福仁联系跟踪5个循环,调查周边眼装药结构和堵孔情况。
因为采用空气间隔装药周边眼不需要导爆索,操作较为麻烦,需要把炸药卷纵向分割开,然后逐节送入炮孔。
操作过程中工人偷懒,没有分割炸药,直接向炮孔中装入三节炸药,导爆索引爆。
因为间隔距离较大造成爆破不能有效传递,造成部分炸药不能引爆,造成较大欠挖。
发现问题后,严格要求工人按照空气间隔装药的要求施作。
正确的装药方法
错误的装药方法
(3)检查C
措施实施后,QC小组成员于2008年8月18日对隧道已完YK22+330~YK22+280段成洞面进行光爆质量检查,检查结果见下表:
隧道光面爆破质量检查表
序号
项目
检查数
合格点
合格率(%)
1
断面超欠挖
85
51
60
2
两排炮错台
32
21
65.6
3
半孔保留率
14
12
85.7
5
侵限点
45
27
60
合计
176
111
63.6%
通过统计分析检查点176个,其中合格点111个,合格率63.1%,较循环前提高8.9%。
(4)处置A
通过对现状调查时爆破质量指标和第一次PDCA循环后爆破指标进行对比,可得出下图:
光爆质量对比表
序号
项目
合格率(%)
循环前
循环后
差值
1
断面超欠挖
47
60
+13
2
两排炮错台
47.5
65.6
+18.1
3
半孔保留率
80
85.7
+5.7
5
侵限点
68
60
-8
通过《光爆质量对比表》可以得出,采取第一次PDCA循环后,断面超欠挖、两排炮错台、半孔保留率在合格率上都有了明显的改善。
说明采取的措施是行之有效的。
但是侵限合格率却有所下降,直接提高了8%。
说明采取的措施不够完善,或者利用“人、料、机、环、法”关联图分析时漏掉了必要原因。
所以本次循环没有达到逾期效果,需要进行第二次PDCA循环。
3、第二次PDCA循环
时间:
20XX年8月20日~20XX年8月25日
原因分析:
通过第一次PDCA循环分析得出,影响现阶段影响光面爆破质量的主要因素是侵限率和断面超欠挖。
同时采取第一次PDCA循环后断面超欠挖合格率是有明显上升的,上升幅度13%。
所以可以得出影响光爆质量的主要因素之侵限点。
第一次PDCA循环后,两排炮错台、炮眼保存率都有显著提高,所以在“机、料、环”方面是没有问题的。
所以利用“人、法”两大方面中利用关联图进行分析,找出造成侵限点超标的主要因素。
要因确认:
通过关联图,得出了侵限率超标的6个原因。
8月20日,QC小组召开全组人员会议,对原因进行分析,具体分析结果见下表:
要因验证确认表
序号
影响因素
确认方法
确认内容
是否要因
1
外插角偏差
现场调查
半孔保留率、两排炮错台改善明显
否
2
装药结构
现场调查
实行空气间隔装药,湿纸箱堵孔,光爆孔质量较好
否
3
周边眼间距
现场测量
周边眼间距55~60cm,拱部达到65~70cm,未按设计钻爆图拱部45cm、边墙50cm控制
是
4
检测侵限率的方法
现场复核
激光断面仪检测,无棱镜反射原理,两次检测差距较大
是
5
风钻人员技术水平差
现场调查
经培训后工人技术水平有明显提高,光爆质量的半孔保留率、两排炮错台指标较好
否
7
测量人员放线定位
现场调查
采用激光断面仪无棱镜反射原理进行开挖轮廓线放样,较传统的利用圆心拉尺子先进
否
(1)计划P
根据分析得出影响大别山隧道光面爆破的要因,得出本次活动的计划和采取措施见《计划和措施表》。
(2)实施D
据《计划和措施表》按照措施逐条安排专人进行落实,项目部主要领导现场检查执行情况。
①20XX年8月21日,项目部、隧道队、风枪班召开隧道爆破专题会议。
会上,再次重申了光面爆破的经济利益和安全效果,明确了施工中光爆孔要严格按照钻爆图施工,擅自更改者将给予100元的罚款。
通过教育风枪班班长切实明白了光面爆破的经济效益,从内心接受了光面爆破的理念。
20XX年8月22日~8月25日,项目总工杨尉涛、质检员张强、隧道队队长游克奇现场跟班钻孔作业,在周边眼布孔过程中亲自复核,确保周边眼间距符合钻爆要求。
②20XX年8月21日~8月25日,项目部测量队管胜、刘得村,隧道队测量商中维对YK22+330~YK22+280段成洞面重新进行检查,检查过程中按按照5m一个断面逐段支镜检查,按照测点间距40cm测量。
计划和措施表
序号
要因
计划
措施
负责人
时间
1
周边眼间距
严格按照设计钻爆方案的拱部45cm、边墙50cm控制
加大工人教育力度,选用责任心和技术水平高的工人施作周边眼。
同时加大奖惩力度,项目部专人复核间距
杨尉涛张强
游克奇
20XX.8.21~20XX.8.25
2
检查侵限率的方法
确保检测结果能够真正的反映施工情况
加大断面的检测点数,纵向按照每5m设一测站检查
管胜
商中维
20XX.8.21~20XX.8.25
(3)检查C
措施实施后,QC小组成员于2008年8月26日对隧道已完YK22+280~YK22+240段成洞面进行光爆质量检查,检查结果见下表:
隧道光面爆破质量检查表
序号
项目
检查数
合格点
合格率(%)
1
断面超欠挖
92
78
84.7
2
两排炮错台
42
33
78.6
3
半孔保留率
110
98
90
5
侵限点
450
410
91.1
合计
694
619
89.2
(4)处置A
通过对第二次PDCA循环和第一次PDCA循环后爆破指标进行对比,可得出下图:
光爆质量对比表
序号
项目
合格率(%)
第二次循环
第一次循环
差值
1
断面超欠挖
84.7
60
+24.7
2
两排炮错台
78.6
65.6
+13
3
半孔保留率
90
85.7
+4.3
5
侵限点
91.1
60
+31.1
通过检查数据反映出采用二次PDCA循环后,光面爆破技术指标合格率逐渐上升,光面爆破效果达到或超过《公路隧道施工技术规范》(JTGF60--20XX)要求,具体要求如下:
①杜绝欠挖;控制超挖,拱部控制在平均15cm以内,边墙两侧控制在平均10cm以内,保证隧道开挖质量一次检查合格率100%。
②周边眼炮痕保留率不少于80%,相邻两孔之间出现的台阶形误差不大于8cm。
结论:
大别山隧道在实施两次PDCA循环后,开挖断面超欠挖、两排炮错台、半孔保留率、侵限率等均达到了小组的既定目标,取得了较为满意的效果。
爆破后照片
七、经济效益分析
活动前、后开挖坚石m3成本节超表
序号
项目
材料单价
每循环成本
节(+)超(-)
活动前
活动后
消耗量
成本
(元)
消耗量
成本
(元)
1
毫秒雷管
7元/发
42发
294
56发
392
-98
2
导爆索
9元/m
147米
720
0
0
+720
3
乳化炸药
10.5元/kg
25.2kg
264.6
33.6
352.8
-88.2
4
节约爆破物品
(720-98-88.2)/(3.2*84.12)=1.98元
6
超挖量(按每m折算)
0.09
0.03
+0.06
7
节约喷射砼
970元/m3
0.06
+58.2
8
运输
0.06×12=0.72元
9
合计
1.98+58.2+0.72=60.9元
通过《后动前后开挖坚石每m3节超表》可以看出,采用了空气间隔装药和光面爆破技术后,每m3开挖成本节约明显为60.9元,经济效益显著。
七、社会效益
大别山隧道爆破施工中由于采用了空气间隔装药和严控光爆质量,曾被麻武高速公路指挥部作为标准在全线推广,为企业赢得了声誉,为单位进一步开拓湖北市场创造了有利条件。
八、下步工作计划
大别山隧道光面爆破虽然取得了一点成绩,但是依然存在开挖进尺段的弊端,每循环进尺为3.2m,进尺长度有待提高。
下步QC小组将以“提高掏槽技术,增加进尺长度”为重点开展工作。
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- 大别山 隧道 围岩 质量 控制