提高隧道开挖光面爆破质量合格率.docx
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提高隧道开挖光面爆破质量合格率
提高隧道开挖光面爆破质量合格率
江西有色建设集团有限公司
寻全高速C3标项目部QC小组
一、工程概况-1-
二、小组概况-1-
三、选题理由-2-
四、现状调查-3-
五、活动目标及可行性分析-4-
六、原因分析-5-
七、要因确认-7-
八、制定对策-8-
九、对策实施-9-
十、效果检查-10-
十一、巩固措施-11-
十二、总结和今后打算-12-
提高隧道开挖光面爆破质量合格率
一、工程概况
寻乌(赣闽界)至全南高速公路寻乌至信丰段土建工程C3合同段,起讫桩号K91+540~K96+120,线路全长约4.58Km。
其中,路基土石方66.5万立方米,排水工程8538.13米,防护工程5606立方米;隧道三座全长2.48公里,分别为松虎坑1#隧道、松虎坑2#隧道、松虎坑3#隧道;大桥一座为许屋高架桥长578米;涵洞5座,通道2座。
松虎坑3#隧道位于信丰县虎山乡松虎坑与车堆坑,是一座上下分离的四车道高速公路隧道。
隧道右洞最大埋深约198米,隧道左洞最大埋深约197米。
隧道右线起讫桩号YK93+700~YK95+088,全长1388米;左线起讫桩号ZK93+641~ZK95+055,全长1414米。
隧道右线位于平曲线上,隧道进口为直线,出口为圆曲线,R右-2112.807m;隧道左线线位于平曲线上,隧道进口为直线,出口为圆曲线,R左-1998.623m。
隧道左、右线纵坡均为-1.5%至-0.5%的单向坡。
松虎坑3#隧道结构按新奥法原理设计,采用复合式衬砌,以锚杆、钢拱架、钢筋挂网、湿喷射混凝土等为初期支护,长管棚、超前注浆小导管等为施工辅助措施,充分发挥围岩的自承能力,在监控量测信息的指导下施做初期支护和二次衬砌。
二、小组概况
本QC小组是在公司领导的支持及帮助下,针对隧道光面爆破不太理想,超挖严重等现象成立的。
小组以项目总工为组长,公司管理干部、项目副总工、技术人员、施工员等组成的现场型QC小组,各个环节都有专人负责,从上到下形成质量控制网络。
围绕本课题,全组共进行主要活动9次,针对发现问题及时找原因、定对策、布置任务,达到全组成员思想明确统一。
经过实践证明,本QC小组活动成绩显着,在施工中成功提高光面爆破施工质量,而且实践了施工技术与人员管理相结合的控制管理方法。
表1小组介绍
小组名称
江西有色建设集团有限公司
寻全高速C3标项目部QC小组
课题名称
提高隧道开挖光面爆破质量合格率
本次活动起止时间
2013.6—2013.8
组人数
9人
小组类型
现场型
成员介绍
序号
姓名
职务
职称
职责
小组责任分工
出勤率
1
黄震
项目总工
高级
组长
全面指挥、决策
100%
2
徐峰
项目副总工
中级
副组长
策划组织、制定方案
100%
3
周志强
公司质量管理部经理
高级
副组长
技术顾问、指导实施
80%
4
王雄兵
工程部主任
中级
组员
方案实施
100%
5
陈志刚
2#工区长
中级
组员
现场施工管理
100%
6
曾翀
3#工区长
初级
组员
现场施工管理
100%
7
肖敏
测量员
初级
组员
测量控制
100%
8
周民贵
施工员
初级
组员
现场施工管理
100%
9
郑如风
施工员
初级
组员
现场施工管理
100%
制表人:
徐峰时间:
2013.6.13
三、选题理由
1、松虎坑3#隧道在我合同段占较大比例,是整个合同段的关键所在。
依据《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)Ⅲ级围岩拱部平均超挖值的规定值或允许偏差值为150mm。
通过施工现场测量计算,现Ⅲ级围岩拱部平均超挖值达到187mm,超出规范规定值37mm,超挖较为严重。
本隧道拱墙开挖断面周长为35.1m,由此可计算得出每延米出碴和支护混凝土的工程量增加35.1m×0.037m=1.2987m3,再根据施工设计图纸统计松虎坑3#隧道左右双幅Ⅲ级围岩共1075m,则出碴和支护混凝土的工程量将增加1.2987m3/m×1075m=1396m3。
通过QC小组攻关,来提高光面爆破效果,控制隧道超挖量以提高碴块成形率,进而减少出碴量,大幅减少支护的工作量,来降低成本,加快施工进度。
从而在隧道施工中,在讲究安全与质量并举的要求下获得更多的工程经济效益。
2、锻炼施工队伍,培养技术骨干,为隧道洞身开挖光面爆破施工积累经验。
综合以上原因,经过小组全体组员讨论确定以“提高隧道开挖光面爆破质量合格率”为本次活动的研究课题,开展QC攻关活动。
四、现状调查
松虎坑3#隧道采用“两端对打”施工方案,2013年6月18日松虎坑3#右洞出口掘进至YK94+611,该段为Ⅲ级围岩,主要为中风化变质砂岩,以镶嵌块状结构为主,较破碎,裂隙稍发育,岩质较坚硬,围岩稳定性一般,拱部无支护时可能产生小坍塌,侧壁基本稳定,遇水平中薄岩层时,拱部易掉块,爆破震动过大易产生坍塌现象。
隧道通过区地下水活动较弱,延裂隙以渗水、滴水为主。
该隧道采用隧道新奥法施工,隧道开挖采用上下断面分步开挖,采用钻爆法施工。
小组成员通过对YK94+611~YK94+600段3个开挖循环开挖断面,依据《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)6.4钻爆的相关规定,进行开挖光面爆破外观质量进行检查,重点检查光面爆破的周边孔控制、爆破工艺、钻孔工艺等。
对影响钻爆质量的不合格点进行了统计:
共检查145个点,其不合格点数37个,合格率为74.5%。
QC小组成员对该循环中各工序进行了统计,根据要因绘制成光面爆破检测情况统计表(表2)、不合格点频数、频率统计表(表3)。
表2光面爆破检测情况统计表
序号
检查项目
检查点数
合格频数
不合格频数
不合格内容
1
周边眼控制
50
35
15
孔距、外斜率不合格
2
爆破工艺
40
28
12
装药结构不正确,爆破网络连接不规范
3
钻孔工艺
30
21
9
随意性大,没有按照轮廓线造孔
4
测量放样
25
24
1
偏差大
合计
145
108
37
合格率
(108÷145)×100%=74.5%
制表人:
曾翀时间:
表3不合格点频数、频率统计表
序号
检测项目
不合格频数
累计频数
频率(%)
累计频率(%)
1
周边眼控制
15
15
40.5
40.5
2
爆破工艺
12
27
32.4
72.9
3
钻孔工艺
9
36
24.3
97.2
4
测量放样
1
37
2.7
100
制表人:
曾翀时间:
根据表2、表3绘制出影响光面爆破效果的质量因素饼分图(图1)。
图1质量因素饼分图
制图人:
曾翀时间:
五、活动目标及可行性分析
(一)活动目标
提高光面爆破质量,掌子面平整,开挖轮廓壁面平顺,降低工程成本。
光面爆破合格率达到90%以上,平均超挖值控制到150mm以内。
(二)可行性分析
1、集团公司及项目部领导对本课题非常重视,并给予大力支持。
2、目前一次验收合格率为74.5%,三大质量问题发生频率为97.2%,若将三大问题解决70%,一次验收合格率=74.5%+(1-74.5%)×97.2%×70%=91.9%。
3、根据施工需要,配置充足的工程技术人员,质检人员及技术工人,人员具有较丰富的工作经验,技术力量雄厚,知识结构合理,确保了QC活动的正常开展。
4、全组人员质量意识强,专业化水平高,具有较强的学习能力和实际操作能力,善于总结,具有较强的责任心和良好的团队精神。
5、技术人员到现场组织工班长进行集中学习,每次对技术难题进行讲解之后对他们进行考核,掌握学习情况;
6、建立质量反馈系统,即时对反馈的信息采取相应的措施,增进管理水平,提高施工安全及工程质量。
六、原因分析
对上几次循环的光爆效果经讨论分析,从质量因素饼分图可以看出,影响光面爆破质量的主要因素是周边眼控制、爆破工艺和钻孔工艺。
针对影响爆破质量的这三个主要因素,我QC小组召开了全体成员会议,从5M1E方面入手,集思广益,针对存在的问题进行了认真分析讨论,确定了最终导致钻爆质量差、造成隧道超挖严重的16项末端因素,并绘制关联图表示周边眼控制、爆破工艺和钻孔工艺三项主要因素的关系分析,关联图(图2)。
图2关联图
七、要因确认
小组前后两次在施工现场进行检查,并召开现场会议,结合现场施工实际施工情况进行分析讨论,对16条影响因素进行逐一确认,最终确定主要影响因素7条,具体确认过程见要因确认表(表4)。
表4要因确认表
序号
末端因素
要因确认情况
负责人
完成时间
是否要因
1
测量放样不准确
测量放样人员对炮眼位置没有准确标出,但只有一个点偏差教大,出现的概率较少,确认为非要因。
肖敏
否
2
人员质量意识差、责任心不强
现场管理人员责任划分明确,签订责任状;并制订奖罚制度。
确认为非要因。
王雄兵
否
3
对工艺掌握不充分,熟练程度差
施工前组织了光面爆破专业知识讲座,做过详细的技术交底,以及细致的现场讲解。
确认为非要因。
徐峰
否
4
跟班检查不及时、现场指导不足
现场质量监控制度具体化,现场人员分工明确,施工技术人员跟班进行现场指导监督,确认为非要因。
王雄兵
否
5
风压不足
压风管道连接处漏风,致使掌子面风压不足。
出现的概率较高,但每次发现均及时处理,确认为非要因。
陈志刚
否
6
风枪性能老化,钻孔精度降低
风枪设备老化,施工过程中出现机械故障,机械震动过大,钻孔精度降低。
在现状调查过程中已对部分老化的风枪进行了维修,确认为非要因。
陈志刚
否
7
作业台车设置不合理
开挖台车第二层高度较高,平台空间较大,钻孔操作时较为困难,周边眼外斜率难以控制,确认为要因。
曾翀
是
8
导爆管打结或拉细
爆破器材保管、运输过程中,导爆管打结或拉细会影响起爆可靠性和准确性。
在现场认证过程中确认爆破物品的保管和运输执行《爆破安全规程》(GB722)较好,该因素确认为非要因。
曾翀
否
9
装药结构不正确
药卷间隔布置不准确或连续装药、未间隔,影响爆破效果,确认为要因。
周民贵
是
序号
末端因素
要因确认情况
负责人
完成时间
是否要因
10
装药集中度过大
工人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,确认为要因。
郑如风
是
11
周边眼间距过大,外斜率控制不当
现场发现周边眼间距误差较大,最大误差达到73mm,超过《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)中周边眼延隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于50mm的规定,确认为要因。
周民贵
是
12
炮眼未堵塞炮泥
现场确认炮眼堵塞随意,有时用湿纸盒代替,在一定程度上降低了炸药的有效作用,但对光面爆破质量影响有限,确认为非要因。
郑如风
否
13
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,导致欠挖较大。
在施工现场对爆破网络进行了检查,网络连接较好,该项因素确认为非要因。
郑如风
否
14
拱顶有水平岩层节理发育
局部拱顶存在水平岩层因层或节理发育,造成拱部掉块及平顶现象,开挖轮廓成形差。
现场确认,该施工段无水平岩层,围岩质量较好,确认该项因素为非要因。
周民贵
否
15
掌子面照明不足
掌子面照明不足,影响施工作业。
施工现场设置了两盏防爆灯,且作业工人均配有头灯,照明能基本满足要求,确认该因素为非要因。
郑如风
否
16
掌子面空气混浊,粉尘较大
工作面粉尘较大,影响掌子面能见度。
钻眼过程中采用了湿式钻眼,已有效的降低了现场粉尘,确认为非要因。
郑如风
否
制表人:
王雄兵
八、制定对策
小组成员针对主要原因,对每一个原因制定了相应的对策,编制了质量控制对策表(表5)。
表5质量控制对策表
序号
影响因素
对策
目标
措施
地点
时间
负责人
1
开挖台车设置不合理
调整预留工作空间
有效控制拱部周边眼外斜率
制作可移动小台架,钻孔时用于垫脚,以调整预留工作空间
施工
现场
6月21日
曾翀
周民贵
2
装药结构不正确
控制装药结构
操作规范,结构科学合理,达到最佳效果。
周边孔选用导爆索起爆,采用小直径空气间隔装药,用竹片帮扎固定间距成串状结构。
施工
现场
全程
曾翀
周民贵
3
装药集中度过大
调整周边眼装药量
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
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。
施工
现场
全程
陈志刚郑如风
4
周边眼间距过大,外插角度控制不当
严格控制周边眼间距
控制周边眼间距在50mm之内
先钻一标准孔,插入炮棍,其他孔平行炮棍钻进,并加强现场监控。
施工
现场
全程
陈志刚郑如风
制表人:
王雄兵
九、对策实施
实施一:
调整预留工作空间
1、制作两个简易台架,分别放置于台车两侧的第二层平台,调整作业平台高度。
该措施实施后,作业人员施工作业更加便利,能有效的控制周边眼外斜率,确保了拱部钻孔作业的施工质量。
实施二:
控制装药结构
2、严格控制周边眼装药结构,采用不耦合装药结构,使用用竹片将导爆索和药卷加工成串状结构,药卷间距严格按要求布置。
周边眼采用导爆索引爆,实现了周边眼空间隔装药,爆炸时爆破力沿炮孔均匀分布,爆破后爆炸轮廓线圆滑、平顺。
实施三:
调整周边眼装药量
3、根据上一开挖循环光爆壁面的效果,适当调整周边眼装药量,加密炮眼,根据岩体情况隔孔装药。
实施四:
严格控制周边眼间距
4、对每一循环周边眼间距进行跟班控制,间距误差严格控制在50mm之内。
同时周边眼钻孔时,先钻一个标准孔,在标准孔内插入一钻杆并露头,其它周边眼平行于该钻杆钻进,确保周边孔外插角一致。
施工员每班检查掌子面围岩情况,对于水平分层及破碎围岩段造孔适当加密,隔孔装药。
十、效果检查
1、2013年8月5日~8月8日,小组成员对开展QC活动后的隧道光面爆破情况进行了效果检查,共检查145个点,合格点数133个,合格率为91.7%;拱部平均超挖值达到135mm,超挖现象比活动前减少5cm左右,符合《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)Ⅲ级围岩拱部平均超挖值的规定值或允许偏差值为150mm的要求,达到了预期的目标。
通过小组活动,不仅提高了施工人员的专业技能,而且光面爆破有明显的提高,提高了经济效益。
表6光面爆破检测情况统计表
序号
检查项目
检查点数
合格频数
不合格频数
1
周边眼控制
50
45
5
2
爆破工艺
40
37
3
3
钻孔工艺
30
26
4
4
测量放样
25
25
0
合计
145
133
12
合格率
(133÷145)×100%=91.7%
制表人:
曾翀时间:
2013.8.8
图3效果检查直方图
制图人:
曾翀时间:
2013.8.8
2、通过本次活动,项目部技术管理人员及施工队均受到了很好的锻炼,有效地提高了施工水平和解决问题的能力。
提高了团队合作精神和协同作战能力,也增强了职工参与质量改进的意识和热情。
3、此次QC成果的成功运用为以后光面爆破施工提供了可靠的技术依据,积累了经验,并且更多的节约了初期支护的时间,加快了施工进度。
4、通过本次活动,节约了光面爆破作业经济成本,提升了经济效益。
(1)按照平均控制超挖5cm,隧道拱墙开挖断面周长为35.1m,每延米控制超挖为35.1m×0.05m=1.755m3,超挖量按照喷射混凝土计算,每方喷射混凝土计520元,则每延米共节约材料费为:
1.755m3×520元/m3=912.6元。
(2)出碴和支护混凝土的工程量减少后,每循环作业时间缩短约2h,每循环进尺按3.5m计,则每延米缩短作业时间0.6h。
开挖支护作业人数为20人,人工费按小时折算后约为35元/h/人,机械台班费为330元/h,则每延米节约人工费:
35元/h/人×0.6h×20人=455元;每延米节约机械台班费:
0.6h×320元/h=198元。
合计每延米节约经济成本:
912.6+455+198=1565.6元。
十一、巩固措施
1、对这次QC活动中摸索出的有效光面爆破工艺,继续探讨、总结,把所采取的各种措施和标准统一整理收集,依此为依据编制编制作业指导书,各工序按照作业指导书实施操作,并严格进行现场质量控制。
并为其它项目和今后类似的工程施工提供了指导性和操作性。
2、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。
3、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,保证超挖的信息及时的反馈给现场施工人员,不断进行方案优化。
4、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、总结和今后打算
1、总结
通过开展QC活动,对隧道光面爆破施工质量进行深入的探讨研究,从现场的实际情况出发,系统全面的考虑问题,找出了现场施工存在的主要问题,根据存在的问题提出详细可靠的相应对策,并在对策实施的过程中安排专职人员进行监督检查,保证对策100%按要求进行实施。
从最终的效果检查可以看出,本次QC活动目标达到了提高施工质量、降低返修成本、创造经济效益的效果,进一步打造公司品牌。
同时,小组成员通过本次活动,对QC活动程序有了更深刻的了解,在检查和分析的过程中不断提高判断问题和解决问题的能力,技术水平、管理能力、质量意识、团队精神等方面也得到了一定的提高,具体见小组成员自我评价表(表7),并根据小组成员自我评价表绘制出自我评价雷达图(图6)。
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
3
5
个人能力
2
4
团队精神
2.5
4.5
进取精神
2
4
QC知识
2.5
4
图4自我评价雷达图
2、今后打算
本项目为提高隧道开挖光面爆破质量合格率,为进一步取得爆破施工的施工经验,QC小组打算在以后的类似的工程项目中,在完善该工法的同时,加强对炮眼长度、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。
组织建立更多的QC小组,加强学习,广泛积累隧道施工经验,在全面提高工程质量的同时创造经济效益。
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