提高钻爆质量控制隧道超欠挖QC成果.docx
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提高钻爆质量控制隧道超欠挖QC成果
大连地铁一期工程204标段
提高钻爆质量,控制隧道超欠挖一、工程概况
大连地铁一期工程南关岭镇站~南关岭站区间右线起讫里程为:
DK39+433.801~DK40+945.599,全长1511.798单线米。
其中204标段
施工范围为DK40+093.801-DK40+945.599,全长851.798单线米,为
双线隧道。
场区地貌为剥蚀低丘陵,整体上看中间低、两边高,地面高程为9.19~24.64米,起伏较大。
隧道围岩以Ⅳ级为主,总体工程地质条件较差,隧道岩体为风化
石灰岩,节理裂隙较发育,产状近水平,局部有溶蚀痕迹,地质情况
复杂。
隧道开挖洞高6.51米,宽度6.3米。
Ⅳ级围岩段隧道开挖采用
台阶法开挖,拱部范围设置Φ22砂浆锚杆,L=3.0m@3.0×1.5m(环向
×纵向),钢筋网Φ6.5@150×150mm;初期支护采用厚300mmC25素喷
混凝土喷射支护,二衬衬砌采用C30P10商品混凝土,厚均为300mmm,隧底填充采用C20素混凝土。
二、小组状况
大连地铁一期工程204项目部于2010年11月1日成立了提高钻
爆质量、控制隧道超欠挖QC小组,于2010年11月10日登记注册,
小组成员共计11人,平均年龄30岁,平均接受QC教育时间为95.3小时,详见QC小组成员统计表:
第1页共14页
表1
大连地铁一期工程204标段
QC小组基本情况一览表
小组名称
提高钻爆质量,控制隧道超欠挖QC小组
注册时间
2010年11月10日
活动时间
2010.11.29—2011.6.15
小组类型
现场攻关型
小组人数
11
序号
姓名
年龄
学历
职务
组内职务
组内分工
接受QC
教育时间
1
李旭东
36
本科
项目经理
组长
全面组织负责
120h
2
周志顺
36
本科
总工程师
副刘铁刚组长
技术负责
120h
3
刘嘉
29
本科
工程部长
副组长
技术指导
120h
4
刘文进
30
专科
测量队长
组员
测量工作
90h
5
燕辉
23
专科
技术员
组员
现场技术交底
90h
6
刘战国
24
专科
技术员
组员
现场技术
90h
7
刘铁刚
25
本科
助工
组员
现场技术
90h
8
于树桐
26
本科
质检员
组员
现场质量检查
90h
9
林学清
36
高中
工班长
组员
工班管理
76h
10
孟克男
30
中专
风枪手
组员
钻孔作业
76h
11
孙福
32
高中
爆破工
组员
爆破作业
76h
圆
饼
图
制表人:
燕辉制表时间:
2010-12-1
第2页共14页
必须提高钻爆质量
严格控制隧道超欠挖
大连地铁一期工程204标段
三、选题理由
该隧道围岩为水平
岩层,超欠挖无法
避免,拱部掉块及
平顶现象时有发生
保护围岩是隧道施
工最重要的原则,
其重要标志就是控
制隧道的超欠挖
超欠挖给以
后防排水工
程的施工带
来困难,增
加渗漏隐患
超挖加大了出碴和支
护混凝土的工程量,
增加建设费用;欠挖
则要清除,从而造成
人工、工期和材料的
超额消耗,致使工程成本增加
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隧道的钻爆
质量直接关
系到隧道开
挖后围岩的
稳定性
2
大连地铁一期工程204标段
四、现状调查
南南区间隧道进口Ⅳ级围岩洞身台阶法开挖,采用组合作业台架,
人工手持风钻钻眼,周边眼采用Φ42小直径药卷,间隔不耦合装药,电毫秒雷管起爆,光面控制爆破,每循环进尺0.75~1.5m。
2010年11月29日,对DK40+937.75~DK40+940段3个开挖循环开挖断
面进行断面测量(位置为每循环爆破后孔底位置断面),通过对实测
数据采集整理,获得超欠挖参数,测点布置及开挖平均轮廓线见图
1。
对光爆效果分析得出最大超挖52cm,超挖面积2.49m,平均线性
超挖16cm,炮眼痕迹保存率76%。
开挖轮廓壁面凸凹不平,掌子面平整度较差。
图1
南南区间隧道开挖断面图一
小组成员通过施工现场调查、记录,12月1日召开了质量分析会,
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大连地铁一期工程204标段
对影响钻爆质量的不合格点进行了统计,如下表:
表2
不合格点调查表
项目
检查点数
不合格频数
累计
频数
频率
(%)
累计频率
(%)
爆破技术
25
15
15
45.4
45.4
钻孔精度
25
12
27
36.4
81.8
测量放线
25
2
29
6.1
87.9
地质条件变化
25
3
32
9.1
97
其他
25
1
33
3.0
100
合计
125
33
注:
①频率=频数÷合计频数×100%=频数÷33×100%
②合格率=(检测数目W-频数N)÷检测数目×100%=(125-33)÷125×100%=73.6%
制表人:
于树桐日期:
2010年12月1
根据“不合格点调查表”绘制“质量因素排列图”。
频数
频率
33
97%
100%
87.9%
15
12
爆破技术
81.8%
45.4%
钻孔精度
地质条件变化
3
2
1
测量放线
其他
图2
质量因素排列图
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大连地铁一期工程204标段
五、活动目标及可行性分析
(一)活动目标
1、采用光面爆破,控制开挖轮廓,平均超挖值控制到8cm以内,降低工程成本。
2、掌子面平整,开挖轮廓壁面平顺。
炮眼痕迹保存率达到90%以上,并在开挖轮廓面上均匀分布。
3、确定标准作业时间,提高工作效率,缩短钻爆时间。
4、培养出一批技术骨干,总结出一套标准化的施工技术方法和工艺标准。
(二)可行性分析
论证一
论证二
论证三
指挥部及项目部领导对本课题非常重视,并给予大力支持。
技术管理人员勤奋好学,专业化水平高,善于
总结,具有较强的责任心和良好的团队精神。
施工人员具有较强的学习能力和实际操作能力,具有类似条件施工经验。
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隧道超欠
挖严重
大连地铁一期工程204标段
六、原因分析
对上几次循环的钻爆效果经讨论分析,从质量因素排列图可以看出,影响钻爆质量的主要因素是钻孔精度、爆破技术。
主要问题找出来后,认真分析导致质量问题的原因,从中找出质
量问题与质量特性之间的相互关系。
2010年12月3日,我QC小组在
项目部会议室召开了全体成员会议,小组成员集思广益,针对存在的
问题进行了认真分析讨论并进一步认证,确定了导致钻爆质量差、造成隧道超欠挖严重的许多原因,详见图3。
人员
机具
工人对工艺理解不透熟练程度差
拱部周边眼上爬破坏布眼效果
钻孔台架设置不合理
钻孔技术差
宁超勿欠的传统观念
现场人员质量意识差责任心不够强
钻孔精度降低风枪出故障
体积不偶合装药
装药集中度过大
洞内照明差
炮眼未堵塞炮泥
机械设备干扰大
爆破网络连接不规范
拱部掉块平顶水平岩层
节理发育
方法
环境
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方法
大连地铁一期工程204标段
图3
因果分析图
七、要因确认
从因果分析图上众多的因素的仔细分析比对,小组成员确定出五个要因,要因验证见表3:
表3
要因验证表
序
号
影响因素
要因确认
是否
要因
1
人员
工人对工艺理解不透,熟练程度差
工人具备一定理论知识和施工经验,但是对光面爆破的工艺还是不能很好地理解与掌握,相关的工法不能很好地应用,熟练程度较差。
否
2
宁超勿欠的传统观念影响
工人还不能树立良好的质量意识,为了避免欠挖处理困难,故操作时有意识的加大钻眼外插角。
是
3
现场人员质量意识差,责任心不够强
现场质量监控制度虽建立但末具体化,现场人员责任划分不明确,没有签订责任状,遇事人人相互推诿,分不清责任人,致使现场控制不严格;没有制订奖罚制度,能动性较差。
是
4
机具
风枪出故障
风枪手不能及时对施工中出现的机械故障问题进行处理,造成机械震动过大,钻孔精度降低。
否
5
钻孔台架设置不合理
钻孔台阶平台设置不合理,尤其是顶层平台预留空间过大,使钻孔操作困难,周边眼炮眼尤其是拱部位置炮眼外插角难以控制。
是
6
体积不耦合装药
不耦合系数较大情况下,容易因沟槽效应引起熄炮现象。
否
7
装药集中度过大
施工人员误认为加大药量可以提高炮眼利用率,能
得到较好的爆破效果,施工中因装药集中度过大造成光爆壁面的破坏,也加大了对围岩的扰动,产生
超挖。
是
8
爆破网络连接不规范
光面爆破周边炮眼应使用同段雷管,同时起爆,而
在实际工作中,因为施工人员的失误,检查不仔细,产生了爆破网络连接不规范,使爆破未能按设计的
起爆或拒爆,导致欠挖较大。
否
9
炮眼未堵塞炮泥
炮眼未堵塞将降低炸药的有效作用,造成欠挖,为
此施工人员误认为药量小,从而加大药量造成岩体
的破坏。
是
10
环境
洞内照明差
测量放样人员进入隧道洞内测量画线,前后视照准
困难导致误差或错误,致使掌子面偏移,隧道外轮
廓偏离,从而产生超欠挖。
否
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大连地铁一期工程204标段
11
水平岩层节理发育
受地质条件的影响,水平岩层因层间粘结力差,节理发育,存在拱部掉块及平顶现象,开挖轮廓成形差。
否
制表人:
刘铁刚制表时间:
2010-12-03
八、制定对策
表4
质量控制对策表
序号
影响因素
对策措施
目标
负责人
时间
1
工人对工艺理解不透,熟练程度差
施工前召开工程技术交底会,对所有的隧道开挖人员加强技术业务方面的培训与教育。
使工人熟悉施工工艺和工法,提高工作效率和质量
燕辉
12月3
日
2
宁超勿欠的传统观念影响
改变观念,学习铁路隧道施工
规范(TB10204-2002)6.22条,学习外插角θ、开口位置e和钻孔深度L,超欠挖高度h的关
系。
工人树立牢固的质量意识,熟悉各个控制要点,提高钻孔精度
刘战国
12月4
日
3
现场人员质量意识差,责任心不够强
加强现场施工组织管理,与现场所有人员签定劳动责任状,明确各自的责任和义务,加强现场的督导控制,建立健全细化现场质量监控制度。
做到“事事有人管,事事专人管”,遇事责任明确,现场得到有效控制
于树桐
12月4
日
4
手持风动凿岩机出故障
经常检修凿岩机,在老风枪手的带领下加强对新手的培训教育、提高其业务水平。
凿岩机运转正常,不影响钻孔质量
孟克男
全程
5
钻孔台架设置不合理
顶层平台上设置一简易台架,调整顶层预留工作空间。
减小拱部周边炮眼外插角
林学清
12月5
日
6
体积不耦合装药
当不耦合系数较大时,绑扎一根导爆索。
避免因熄炮造成的欠挖现象
孙福
全程
7
装药集中度过大
间隔均匀装药,适当调整周边眼装药量,加密炮眼,根据岩体情况隔孔装药。
减少对光面爆破避免的破坏,使炮眼均匀布置,轮廓避免平顺
刘铁刚
全程
8
爆破网络连接不规范
装药前首先根据不同炮眼分好不同段位的雷管,装药过程中仔细检查。
确保光面爆破按照设计的次序起爆
刘铁刚
全程
9
炮眼未堵塞炮泥
专人负责加工炮泥,孔口堵炮泥,保证炮眼的堵塞质量。
提高炸药的利用率,减少单孔装药量。
于树桐
全程
10
洞内照明差
隧道洞内增加照明,改善施工环境,在测量放线的过程中,减少机械设备对其的影响
隧道洞内测量画线,隧道外轮廓画线准确
林学清
全程
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大连地铁一期工程204标段
11
水平岩层节理发育
加强地质预测,适当缩小周边眼间距,减少线装药密度,或局部内移炮眼、局部空孔不装药、加密炮眼
减少爆破对围岩的扰动,避免拱部产生掉块及平顶现象
刘战国
全程
制表:
刘铁刚制表时间:
2010年12月3日
九、对策实施
【实施一】消除工人宁超勿欠的观念,提高钻孔技术水平
召开质量技术会议,对所有施工人员进行
技术业务方面的培训,学习铁路隧道施工规范
负责人:
刘战国
(TB10204-2002)6.22条对洞身开挖的要求,
学习外插角θ、开口位置e和钻孔深度L,超
欠挖高度h的关系。
改变工人宁超勿欠的传统
观念,努力提高司钻人员的操作水平和责任心。
2010年12月4日已完成
全程监督落
【实施二】强化施工组实织管理
建立完善、系统的质量保证体系。
建立质
量责任制,实行质量奖惩制度,并以预先制订
的各项作业方法和作业质量标准为准则,经常
负责人:
于树桐
检查各项作业质量。
建立及时准确的信息反馈
系统,保证超欠挖的信息及时反馈给现场施工
人员,以便及时调整施工方法和施工步骤,将超欠挖值控制在第规10页范共范14围页之内。
2010年12月4日已完成
全程监督落
实
大连地铁一期工程204标段
【实施三】对作业台架进行整修
开挖台车顶层平台上设置一简易台架,可
负责人:
林学清
根据台车高度及就位位置调整顶层预留工作空
间大小,确保拱部钻孔作业的施工质量。
2010年12月5日已完
成
【实施四】装药集中度过大问题
间隔均匀装药,根据上一开挖循环光爆壁
负责人:
刘铁刚
面的破坏程度,适当调整周边眼装药量,加密炮眼,根据岩体情况隔孔装药。
全过程监控
【实施五】炮眼未堵塞炮泥问题
专人负责加工炮泥,孔口堵炮泥。
装药完
负责人:
于树桐
成后,现场质检员对所有炮眼进行检查,保证炮眼的堵塞质量。
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全过程监控
2
大连地铁一期工程204标段
十、效果检查
(一)、现场实测验证
在后续进行的隧道钻爆施工中,小组成员认真落实各项对策,对
照设计和施工规范施工,进行了2次PDCA循环。
2010年12月15日,
小组组织对DK40+910~DK40+912.25段隧道开挖断面进行测量检查,对PDCA效果进行了认真检测。
检查结果见表5:
表5
检查结果汇总表
项目
检查点数
不合格频数
累计
频数
频率
(%)
累计频率
(%)
爆破技术
25
7
7
46.7
46.7
钻孔精度
25
5
12
33.3
80
测量放线
25
0
12
0
80
地质条件变化
25
2
14
13.3
93.3
其他
25
1
15
6.7
100
合计
125
15
注:
①频率=频数÷合计频数×100%=频数÷33×100%
②合格率=(检测数目W-频数N)÷检测数目×100%=(125-15)÷125×100%=88%
制表人:
于树桐日期:
2010年12月15
断面实测显示钻爆质量明显提高,炮眼痕迹保存率达到90%以上,
最大超挖15cm,超挖面积0.93m,平均线性超挖6cm,开挖轮廓壁面平顺,掌子面平整。
(二)、通过QC小组活动和PDCA循环,积累了很多施工管理经
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3
大连地铁一期工程204标段
验和施工方法,培养了一批施工技术人才和专业队伍。
(三)、工人熟练程度加强,钻爆时间明显缩短,节省了钻爆工序的时间,循环时间缩短2小时。
平均超挖值控制到6cm,每延米超挖
方量较活动前减少了1.56m,创造了较好的经济效益,见表6。
表6
每一开挖循环成本节约一览表
项目
计算过程
人工费
4.2元/h/人×2h×40人=336元
机械台班费
0.25台班×4707元/台班=1177元
电费
1.10元/度×2h×300度/h=660元
材料费
1.56m3/m×0.75m×350元/m3=410元
合计
2583元
备注:
每循环进尺按0.75m计。
制表:
刘嘉制表时间:
2010-12-16
(四)、通过QC小组活动,小组成员在质量意识、个人能力等方面均有不同的提高,对此小组进行了自我评价。
见表7。
表7
小组成员自我评价表
评价项目
自我评价
活动前(分)
活动后(分)
质量意识
6
9
个人处理问题能力
5
8
TQC知识
4
8
团队精神
6
9
制表人:
于树桐制表时间:
2010-12-15
团队精神
10
质量意识
1010
0
个人处理
问题能力
活动前自我评价(分)
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大连地铁一期工程204标段
活动后自我评价(分)
10
TQC知识
十一、标准化及巩固措施
1、对这次QC活动中摸索出有效的钻爆法施工工艺,继续探讨、细化,力求完备,逐步标准化形成论文供今后施工参考。
2、编制完善详细合理的《光面爆破施工作业指导书》及钻爆法
施工技术交底,加强过程控制,遇到问题及时纠正,并做好工作备忘,把潜在的问题消灭在萌芽状态。
3、进一步加强各个工序的质量控制,建立一个比较完善、系统
的质量保证体系,完善技术质量管理制度,形成一套标准化的管理体系。
4、建立及时准确的信息反馈系统,加强测量检查工作,作好详
细记录,保证超欠挖的信息及时的反馈给现场施工人员,不断进行方案优化。
5、继续实施质量责任制,制定有效的奖罚措施,经常的检查各
项作业质量,使质量与经济效益直接挂钩,调动广大员工的积极性。
十二、遗留问题和今后打算
1、炮眼长度、进尺长度、装药量和钻爆时间进行技术经济比较,继续通过QC小组活动,来确定更优方案。
2、加强学习,解决主要矛盾,全面提高工程质量。
3、组织建立更多的QC小组,广泛积累水平岩层隧道的施工经验。
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大连地铁一期工程204标段
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