武廣客運專線隧道防排水技術(shù)的突破QC成果_ppt

1、一、項目概況二、小組概況三、選題理由四、現(xiàn)狀調(diào)查五、目標(biāo)確定六、可行性分析七、原因分析八、要因確認(rèn)九、制定對策十、對策實施十一、效果檢查十二、鞏固措施十三、總結(jié)及今后打算一、項目概況 鐵路常被比喻成國民經(jīng)濟的大動脈。目前，為適應(yīng)我國國民經(jīng)濟的快速發(fā)展和日益增長的客運需求，我國正在大力發(fā)展客運專線高速鐵路。 武廣鐵路是目前我國投資最大、里程最長的鐵路客運專線。我院設(shè)計范圍內(nèi)線路全長715.12Km, 共有隧道177座，隧道總長110.34Km，占線路總長的14.7%。隧道設(shè)計時速為350Km，考慮空氣動力學(xué)效應(yīng)，為目前國內(nèi)修建的最高標(biāo)準(zhǔn)鐵路隧道。全線隧道177座，總長110.34Km 廣州站 武

2、漢站隨之而來，高標(biāo)準(zhǔn)客運專線的隧道工程也面臨著許多的新技術(shù)、新挑戰(zhàn)。客運專線隧道對防排水提出了很高的要求，對襯砌的防水等級由原來的二級提高到一級，以滿足高速鐵路高標(biāo)準(zhǔn)的運營環(huán)境。 一、項目概況 一準(zhǔn)級標(biāo)二、小組概況注冊編號: 成立時間: 2005年5月30日 活動次數(shù): 57次 小組出勤： 98% 課題重新注冊時間: 2006年1月 小組類型: 攻關(guān)型 活動時間: 2006.62006.11 城06-98 序號姓 名性別年齡 文化程度職稱組內(nèi)職務(wù)受QC教育時間（學(xué)時）1肖明清男36 碩士院副總、高工組長502王克金男34 大學(xué)高工副組長493管鴻浩男33 大學(xué)工程師成員484唐勃男33 大學(xué)工

3、程師成員485蹤進(jìn)良男25 大學(xué)工程師成員486唐曌女25 大學(xué)工程師成員487肖翔男25 大學(xué)工程師成員488馬濤男25 大學(xué)工程師成員489陳靖男26 大學(xué)工程師成員4810李國旺男26 大學(xué)工程師成員48小組成員表二、小組概況三、選題理由有效的防排水是隧道建造與運營的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這主要表現(xiàn)在以下幾個方面：良好的防排水是客運專線隧道正常運營的需要； 良好的防水是工程本身堅固性和耐久性的要求； 隧道是鐵路工務(wù)人員長期工作的地方，也是軌道、牽引電力線路、通風(fēng)、照明、通信設(shè)備安裝的地點，這些都要求隧道內(nèi)保持干燥，以確保工作人員舒適、電力設(shè)備避免受潮損壞失靈、延長軌道構(gòu)件使用壽命。 地下水特別是侵蝕

4、性地下水對混凝土結(jié)構(gòu)本身的侵害是很大的，它不但與混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還會對結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋發(fā)生侵蝕，直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的下降。三、選題理由合理的排水措施是環(huán)境保護、水資源保護的需要，是避免引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害事故的需要；良好的防排水效果不僅使防水可靠，對減少鐵路運營階段的維修成本有重要的作用。 盲目的排水會導(dǎo)致隧道地面草木枯萎，也是對寶貴地下水資源的一大浪費，從而使地面建筑物產(chǎn)生不均勻沉降甚至破壞。 滲漏水不但會使鋼軌銹蝕損壞，內(nèi)部潮濕的環(huán)境也會加劇內(nèi)部設(shè)施的霉變損壞，同時可能引發(fā)供電線路的安全事故，即使單獨的滲漏水處理本身也是費工費時往往效果不佳的工作。環(huán)境保護四、現(xiàn)狀調(diào)查滲漏是目前我國隧道較為普遍

5、的問題。 據(jù)統(tǒng)計，到2004年底，全國正式投入運營的鐵路隧道有6087座，總長度3336km，其中有滲漏水病害的隧道1526座，占隧道總數(shù)的25%，滲漏水長度140.94km。 我國至2002年底，共有公路隧道1700座，總延長704km出現(xiàn)滲漏，其中嚴(yán)重滲漏水隧道達(dá)500余座，約占總座數(shù)的30%。 由此可見，在我國隧道界內(nèi)，隧道防排水工程的總體質(zhì)量并不能令人滿意。 四、現(xiàn)狀調(diào)查 隧道滲漏問題不僅在國內(nèi)是老大難問題，在國外一些國家也有類似情況發(fā)生。同時日本調(diào)查還發(fā)現(xiàn)隧道滲漏水經(jīng)過整治后，在5年內(nèi)失效復(fù)發(fā)的占44，中國的鐵路隧道也存在根治困難的問題。 而歐美等國家對隧道防排水非常重視，工程措施較

6、可靠，養(yǎng)護維修體系健全，已投入運營的隧道基本沒有滲漏水情況發(fā)生。五、目標(biāo)確定 防排水技術(shù)是隧道界一個既古老又新鮮的課題，我們必須在設(shè)計中不斷研究探索，并加強總結(jié)和優(yōu)化，因此我們QC小組制定的目標(biāo)為： 提出客運專線隧道防排水標(biāo)準(zhǔn)的量化指標(biāo)和細(xì)化原則； 明確不同環(huán)境條件下的客運專線隧道防排水措施及工藝； 完善客運專線隧道防排水系統(tǒng)、實現(xiàn)系統(tǒng)可維護性。 目標(biāo)確定以后，小組制定了活動計劃實施表，要求全組成員按此計劃時間進(jìn)行活動。( 圖中虛線表示計劃完成時間，每一階段完成后，實際完成的時間用實線劃在它的下面。)下部打算鞏固措施效果檢查對策實施制定對策要因確認(rèn)原因分析現(xiàn)狀調(diào)查2006年11月2006年10

7、月2006年9月2006年8月2006年7月2006年6月計劃內(nèi)容五、目標(biāo)確定24六、可行性分析31院副總工程師擔(dān)任我QC小組組長，帶頭鉆研，小組成員構(gòu)成為新老結(jié)合，以老帶新，小組具有一流的專業(yè)技術(shù)水平和技術(shù)攻關(guān)能力。大部分小組成員參加了本線勘測設(shè)計工作，對現(xiàn)場的情況比較了解，并對國內(nèi)外有關(guān)高速鐵路技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究。武廣隧道的防排水技術(shù)的先進(jìn)理念和新突破對我院的隧道設(shè)計水準(zhǔn)的提升具有重要的意義，小組成員團結(jié)一致、深入研究，城建院和隧道所均給予了很高的重視。我院隧道設(shè)計水準(zhǔn)國內(nèi)專業(yè)領(lǐng)先，防排水設(shè)計方面有豐富經(jīng)驗和技術(shù)儲備，能確保設(shè)計目標(biāo)的實現(xiàn)。 我們認(rèn)為：小組確定的目標(biāo)，通過小組成員的共同

8、努力是完全可以實現(xiàn)的。 綜上所述六、可行性分析 為確保小組活動目標(biāo)的實現(xiàn)，小組成員多方位分析，查找原因，繪制實現(xiàn)該目標(biāo)的系統(tǒng)圖。七、原因分析復(fù)合式襯砌是否承受的水壓力不明確 水文、地質(zhì)情況較復(fù)雜隧道防水等級的劃分比較模糊，操作性不強 防排水理論研究不足 、設(shè)計依據(jù)不充分 隧道防水規(guī)范存在不足隧道防排水施工、監(jiān)理及驗收不規(guī)范 適合隧道工程特點的防排水新材料較少特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計與施工規(guī)定隧道防排水系統(tǒng)不完善、沒有進(jìn)行科學(xué)的維護材料客運專線防排水技術(shù)的突破難度大？序號末端因素理 由 簡 述要因確認(rèn)1 隧道防水等級的劃分比較模糊，操作性不強 國內(nèi)暫無專門的客運專線防水規(guī)范，規(guī)范中某些條款并

9、不能適用于速度達(dá)到200 km/h以上的客運專線隧道，規(guī)范是設(shè)計的基礎(chǔ)，應(yīng)予以改進(jìn)和完善。是2復(fù)合式襯砌是否承受水壓力 規(guī)范不考慮水壓力的做法是否可行？排水型隧道襯砌在水壓力作用下，仍然會出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，我們根據(jù)實際情況考慮襯砌所受到的水壓力，已解決此問題。否3水文、地質(zhì)情況較復(fù)雜 由于勘探費用昂貴，很難掌握隧道的地質(zhì)情況，大都要經(jīng)過試驗和估算推測。武廣客運專線加強了勘測和地質(zhì)鉆探工作，同時向有經(jīng)驗的地質(zhì)專家請教，以求弄清隧道的具體工程地質(zhì)情況。否4 特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計與施工規(guī)定 防排水原則沒有針對性，武廣客專線路長，環(huán)境變化大，應(yīng)要考慮環(huán)境等級、地層、埋深、水文條件等因素，分類提出

10、隧道防排水設(shè)計原則，有了具體原則才能指導(dǎo)設(shè)計。是5 缺少適合隧道工程特點的防排水新材料 目前適合隧道工程特點的防排水新材料較少，而且假冒偽劣產(chǎn)品充斥市場，良莠不齊，通過調(diào)研國內(nèi)外市場，并請國外專家來我院講課，并開展和研究院的合作，提出適合目前隧道的材料的發(fā)展方向和需要達(dá)到的指標(biāo)和工藝。否6 隧道防排水系統(tǒng)不完善、沒有進(jìn)行科學(xué)的維護 過去的隧道排水系統(tǒng)一旦堵塞無法進(jìn)行疏通，容易造成隧道滲漏水、基底翻漿冒泥等病害，要從根本上解決問題應(yīng)對隧道的整個防、排水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)，設(shè)計出完善、科學(xué)的防排水系統(tǒng)。是7 隧道防排水施工、監(jiān)理及驗收不規(guī)范 施工、監(jiān)理及驗收也都缺乏相應(yīng)的規(guī)范，防水要求隨意性強，沒

11、有統(tǒng)一的評價標(biāo)準(zhǔn),施工監(jiān)理也缺乏防水施工工藝等方面的監(jiān)理規(guī)程。明確施工、監(jiān)理應(yīng)遵循的原則，要求施工嚴(yán)格按設(shè)計要求實施、并加強現(xiàn)場的監(jiān)督力度。否八、要因確認(rèn) 針對系統(tǒng)圖中的末端因素，本小組精心論證，確定要因，以確保對策實施的準(zhǔn)確性和針對性。 通過深入現(xiàn)場調(diào)查研究，運用各種方法對上述七項末端因素進(jìn)行分析論證，我們找出了制約防排水技術(shù)的突破的主要因素有三個: 隧道防水等級的劃分比較模糊，操作性不強 特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計與施工規(guī)定 隧道防排水系統(tǒng)不完善、沒有進(jìn)行科學(xué)的維護八、要因確認(rèn)序號要因現(xiàn)狀對策目標(biāo)措施負(fù)責(zé)人地點完成日1 隧道防水等級的劃分比較模糊，操作性不強 國內(nèi)暫無專門的客運專線防水規(guī)

12、范，規(guī)范中某些條款并不能適用于速度達(dá)到200 km/h以上的客運專線隧道。 參照國外防水等級的標(biāo)準(zhǔn)，明確客專隧道防水等級的劃分。 量化及細(xì)化武廣隧道防排水應(yīng)明確滿足的一些指標(biāo) 提出客運專線隧道的防水原則，明確防水等級劃分的量化指標(biāo)，對防排水原則進(jìn)一步細(xì)化。 肖明清王克金唐 曌辦公室、現(xiàn)場06.72 特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計與施工規(guī)定 設(shè)計依據(jù)較為籠統(tǒng)，沒有針對特殊地段（如高水、巖溶）等地段的設(shè)計與施工規(guī)定 具體化各種地段（含特殊地段）的防水規(guī)定 各種地段均有相應(yīng)的防排水原則，減少設(shè)計與施工中的盲目性 根據(jù)武廣客運專線的特點，根據(jù)不同地質(zhì)、不同隧道條件制定不同的設(shè)計與施工措施王克金唐 勃李國

13、旺辦公室、現(xiàn)場06.83隧道防排水系統(tǒng)沒有進(jìn)行科學(xué)的維護 現(xiàn)行鐵路隧道普遍存在漏水、開裂等現(xiàn)象，不能滿足高速運營要求 采用疏排水的措施對地下水進(jìn)行有目的的疏導(dǎo)，加強隧道襯砌結(jié)構(gòu)自防水和施工縫、變形縫防水。 防水可靠、排水通暢、系統(tǒng)可維護 制定多道設(shè)防、排、堵、截相結(jié)合的措施管鴻皓蹤敬良馬 濤現(xiàn)場、辦公室06.8九、制定對策 根據(jù)確認(rèn)的要因，我們按照“5W1H”的步驟，制定了相應(yīng)對策和具體措施。十、對策實施在QC活動中，小組成員根據(jù)對策表逐一實施對策。 參照國外（英、德等國）防水等級的標(biāo)準(zhǔn)，明確客專隧道防水等級的劃分及量化指標(biāo)。 針對 隧道防水等級的劃分比較模糊，操作性不強這一要因，我們制定了如

14、下方案：實現(xiàn) 目標(biāo)一級 別大容許滲水量 （L/m2d）O肉眼觀察不到（NOTHING VISIBLE）A2B3C10D30E100U不作限制（UNLIMITED） 國家英國建筑工業(yè)和情報協(xié)會（CIRLA）第81號報告“隧道防水” ，最早擬定了隧道防水分級標(biāo)準(zhǔn)，見下表。英國標(biāo)準(zhǔn)十、實施對策防水等級潮濕情況說 明1完全干燥襯砌密實，內(nèi)表面無潮濕情況2很干燥襯砌密實，內(nèi)表面僅有輕微潮濕存在(例如根據(jù)顏色)，不允許滴漏滲水。標(biāo)準(zhǔn)：輕微潮濕處用干手觸摸無水痕，將一張吸墨紙或能吸水的報紙貼放不致因吸水而變色3毛細(xì)滲透襯砌密實，內(nèi)表面僅個別和局部有手感潮濕。手感潮濕處顯然系滲透所致，貼放吸墨紙或吸水的報紙亦

15、會因吸水而變色，但無滴水 根據(jù)DS 853即地下工程防水規(guī)范規(guī)定，聯(lián)邦德國的鐵路隧道防水要求如表所示 。十、實施對策德國標(biāo)準(zhǔn) 以滲水量為指標(biāo)來劃分防水等級，級別越高則要求滲水量越少，對于一級防水隧道（客運專線隧道）可以感觀的測定為準(zhǔn)，以襯砌表面無滲漏、不出現(xiàn)肉眼可觀察到的濕漬為表征來檢驗防水效果。 防水等級 標(biāo) 準(zhǔn)一級滲水量為0，不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬。二級不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬。工業(yè)與民用建筑：濕漬總面積不應(yīng)大于總防水面積的1，單個濕漬面積不大于0.1m2，任意100m2防水面積不超過1處。其他地下工程：濕漬總面積不應(yīng)大于總防水面積的6，單個濕漬面積不大于0.2 m2，任意10

16、0 m2防水面積不超過4處。三級有少量漏水點，不得有線流和漏泥砂。單個濕漬面積不大于0.3 m2，單個漏水點的漏水量不大于2.5L/d。任意100 m2防水面積不超過7處。四級有漏水點，不得有線流和漏泥砂 。整個工程平均漏水量不大于2L/m2d，任意100 m2防水面積的平均漏水量不大于4Lm2d。十、實施對策量化對現(xiàn)有規(guī)范中提出原則進(jìn)一步細(xì)化，根據(jù)上述隧道防水標(biāo)準(zhǔn)的劃分分別采用不同的防水設(shè)計原則，考慮的原則為：十、實施對策細(xì)化A級隧道采用“以防為主，多道設(shè)防”的原則，B級隧道采用“以堵為主、限量排放”的原則，C級隧道采用“防、排、截、堵相結(jié)合，綜合治理”的原則。 對防排水原則沒有針對性、特殊

17、地段隧道無明確具體的設(shè)計與施工規(guī)定這一要因， 我們考慮環(huán)境等級、地層、埋深、水文條件等因素，分類提出隧道防排水設(shè)計原則，制定了如下方案：十、實施對策實現(xiàn) 目標(biāo)二（1）碎屑巖區(qū)地段制定了不透水地層（泥巖、泥質(zhì)類巖等）防排水原則制定了微弱透水地層（砂巖、頁巖等）防排水原則制定了強透水地層（砂、卵石層、斷層破碎帶等）防排水原則十、實施對策選取實驗的工點：大瑤山一號隧道（2）可溶巖區(qū)地段制定了巖溶不發(fā)育段防排水原則制定了溶蝕發(fā)育段防排水原則制定了管道流段防排水原則十、實施對策選取的實驗工點:新南嶺隧道 確定村鎮(zhèn)、城市、環(huán)境保護區(qū)或有特殊要求的地段下修建隧道的防排水原則。（3）環(huán)境敏感地段十、實施對策選

18、取的實驗工點:瀏陽河隧道 全包防水地段:水深H50米的地段建模計算十、實施對策十、實施對策排水地段:水深H50米的地段建模計算 2006年11月鐵道部工程設(shè)計鑒定中心出版的 高速鐵路隧道一書 瀏陽河隧道作為我院設(shè)計代表作，納入 “中國大陸高速鐵路隧道工程設(shè)計實例” 。 針對隧道防排水系統(tǒng)沒有進(jìn)行科學(xué)的維護這一要因，我們制定了制定多道防、排、堵、截相結(jié)合的措施：（1）防水措施研究: 防水措施主要指隧道襯砌結(jié)構(gòu)自防水和施工縫、變形縫防水。防水措施十、實施對策實現(xiàn) 目標(biāo)三（2）疏、排水措施研究: 采用疏排水的措施對地下水進(jìn)行有目的的疏導(dǎo)，選擇疏排管材、管徑、管的布設(shè)方式。噴砼排水槽Pvc防水板止水帶

19、砼保護層止水帶注漿嘴注漿嘴（3）堵水措施研究: 采用預(yù)注漿、徑向注漿等措施，確定根據(jù)不同地層、地下水發(fā)育情況、節(jié)理及裂隙發(fā)育情況的注漿范圍、壓力、漿液類型、施作時機等參數(shù)。（4）截水措施研究: 對滲入水采取有效措施限制其流動方向，主要包括不同水壓條件下防水板、止水帶、注漿堵（排）水管等材料選擇及措施設(shè)置研究。十、實施對策Control boxes注漿管控制板Injection hoses注漿管止水帶十一、檢查效果 本QC小組嚴(yán)格地按照制定的對策進(jìn)行實施，制定計劃時間表并落實到每個人，做到了有計劃、有目的、有步驟地完成了一個PDCA循環(huán)，取得了顯著的效果。十一、檢查效果 經(jīng)過一年多的努力，我們達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)，實現(xiàn)了武廣客運專線隧道的在防排水技術(shù)上的一些突破： （一）目標(biāo)完成情況 量化了客運專線防排水的等級、明確了防排