[QC成果]確保既有小凈距病害隧道結(jié)構(gòu)安全

1、確 保 既 有 小 凈 距 病 害 隧 道 結(jié) 構(gòu) 安 全發(fā)布人：爼家興 市政交通工程公司104國道第二項目部QC小組2016年2月小組簡介二選題理由三現(xiàn)狀調(diào)查四小組活動目標五原因分析六要因確認七制定對策八對策實施九效果檢查十制定鞏固措施十一目 錄總結(jié)及今后打算十二附件十三課題介紹一一、課題介紹1、項目背景 104國道連江至晉安段改線工程琯頭互通至亭江互通段，施工路線全長9.02公里。長安隧道是本項目的控制性工程，全長503m，左右洞呈連拱布置，凈寬14m，凈高5m。 長安隧道在建長安隧道與沈海高速既有隧道最小凈距僅為20m2.課題概況既有長安隧道襯砌表面有多條裂縫，屬于病害隧道。 新建長安隧

2、道在開挖爆破時極有可能加劇既有隧道的病害發(fā)展，對高速公路上的行車帶來安全隱患。 因此如何確保既有小凈距病害隧道結(jié)構(gòu)安全的難題呈現(xiàn)在我們面前。為此,我們成立QC小組，展開了PDCA循環(huán)活動，順利解決以上難題。二、小組簡介課題名稱確保既有小凈距病害隧道結(jié)構(gòu)安全小組名稱104國道連晉段改線工程第二項目部QC小組課題類型攻關(guān)型接受TQM教育情況: 5次/月成立時間2015.1.8小組人數(shù)12人注冊登記號CSCECSC:2015-033-003#活動時間2015.012015.12序號姓 名性別職稱職務(wù)組內(nèi)職務(wù)任務(wù)及分工1馮德凱男工程師項目經(jīng)理組長策劃組織2爼家興男助理工程師施工員組員策劃組織3張勇建男

3、高級工程師生產(chǎn)經(jīng)理組員技術(shù)指導、協(xié)調(diào)管理4賴松男助理工程師工程部長組員成果整理、對策實施5劉遠浩男工程師項目總工組員成果整理、對策實施6時旭寧男助理工程師測量主管組員成果整理、對策實施7高榮男工程師施工員組員信息收集、對策實施8張珍男助理工程師施工員組員信息收集、對策實施9黃偉平男助理工程師施工員組員活動實施、信息反饋10上官朝根男助理工程師施工員組員活動實施、信息反饋11蔣偉浪男助理工程師安全員組員活動實施、信息反饋12劉剛男工程師班組長組員活動實施、信息反饋1顧問吳平春男公司總工程師技術(shù)指導2賴友華男分公司總經(jīng)理技術(shù)指導安全要求高：既有隧道為病害隧道，且車輛流量較大，隧道開挖時爆破會影響既

4、有隧道，對通行車輛存在安全隱患。標準要求高：本工程創(chuàng)優(yōu)目標為詹天佑獎，施工標準要求高。社會影響大：長安隧道作為公司唯一相臨病害隧道的雙連拱隧道，為樹立公司良好品牌形象，須按期安全、保質(zhì)、保量完成施工。三、選題理由確保既有小凈距病害隧道結(jié)構(gòu)安全 小組成員采用傳統(tǒng)調(diào)查方式調(diào)查既有隧道的病害情況。經(jīng)調(diào)查，既有隧道有二襯開裂、滲水、漏筋等病害。調(diào)查一：病害調(diào)查二 襯 開 裂四、現(xiàn)狀調(diào)查小組成員聘請省內(nèi)多位隧道專家組成的團隊，對調(diào)查結(jié)果進行分析。專家認為既有長安隧道屬于病害隧道，但目前情況屬正常，無異常情況，或雖有異常情況但很輕微，判定為S級，認為結(jié)構(gòu)較安全，但是在爆破施工過程中極有可能導致既有長安隧道

5、的原先病害加劇。專家討論會調(diào)查一結(jié)論： 在新建長安隧道施工過程中需對既有長安隧道進行全程監(jiān)測，確認在施工過程中原有病害是否加?。ㄓ绕涫橇芽p），同時確認是否產(chǎn)生新的病害。 針對類似長安隧道的施工案例進行調(diào)查，小組成員發(fā)現(xiàn)開挖爆破時，不同等級的圍巖在爆破時傳導的圍巖壓力值大小不同，圍巖越好傳導的圍巖壓力越大。新建長安隧道、級圍巖共長355米，占隧道總長的70.6%，對既有隧道的安全影響較大。調(diào)查二：序號起始里程結(jié)束里程長度（m）襯砌類型施工方法1K7+541.00K7+595.0054LZ3兩步中隔壁法2K7+595.00K7+710.00115LZ2全斷面法3K7+710.00K7+736.00

6、26LZ3兩步中隔壁法4K7+785.00K7+810.0025LZ3兩步中隔壁法5K7+810.00K7+830.0020LZ2全斷面法6K7+830.00K7+870.0040LZ3兩步中隔壁法長安隧道、級圍巖參數(shù)表 針對類似長安隧道的施工案例較少，小組成員調(diào)查了省內(nèi)雙連拱、小凈距隧道不同等級的圍巖壓力。經(jīng)調(diào)查，由于、級圍巖較堅硬，易傳導圍巖壓力，故、級圍巖處圍巖壓力最高。而新建長安隧道、級圍巖共長280米，占隧道總長的56%。調(diào)查二：調(diào)查二結(jié)論： 新建長安隧道施工過程中，需對、級圍巖進行處理，以減小圍巖壓力的傳遞。減輕既有隧道的圍巖壓力。 長安隧道、級圍巖參數(shù)表調(diào)查三： 小組邀請了省內(nèi)隧

7、道領(lǐng)域?qū)＜?、設(shè)計單位、監(jiān)理單位、項目技術(shù)管理人員及有經(jīng)驗的施工班組，結(jié)合咨詢評告，對新建長安隧道對既有隧道的安全影響因素進行了討論分析，并繪制了統(tǒng)計表和排列圖。影響既有隧道變形因素統(tǒng)計表 序號存在問題頻數(shù)累計頻數(shù)頻率（%）累計頻率（%）1小凈距隧道開挖影響大363681.8281.822初期支護不及時3396.8288.643初支參數(shù)偏弱2414.5593.194量測不及時1422.2795.465涌水1432.2797.736其他1442.271007合計44100調(diào)查三結(jié)論： 由排列圖中可以看出：小凈距隧道開挖是影響既有隧道結(jié)構(gòu)安全的關(guān)鍵控制點。影響既有隧道變形因素排列圖五、小組活動目標：

8、活動目標既有隧道裂縫變形長度增長率1%小組成員一致認為：只要小組成員共同努力，活動目標一定能夠?qū)崿F(xiàn)! 長安隧道作為我公司唯一相臨病害隧道的雙連拱隧道，公司領(lǐng)導十分重視長安隧道施工。為保證在建長安隧道按期安全、保質(zhì)、保量完成施工，我公司給予資金和技術(shù)力量的大力支持。依據(jù)一依據(jù)二 長安隧道專項施工方案，經(jīng)過多方專家論證，方案可行性、可操作性高。 本工程選擇的是具有豐富隧道施工經(jīng)驗的施工班組，小組成員及施工班組成員具有很好的團隊協(xié)作及溝通精神。依據(jù)三實現(xiàn)活動目標的依據(jù)：六、原因分析利用魚刺圖對人、機、料、法、環(huán)、測進行原因分析找到了11個末端因素。小凈距隧道開挖影響大序號末端因素確認內(nèi)容確認方法確認

9、依據(jù)及標準負責人確認時間1獎罰制度不健全獎罰制度是否完善現(xiàn)場驗證制定詳細的施工獎罰制度賴松2015.1.15- 2015.2.152監(jiān)管不到位檢查現(xiàn)場管理人員的在位情況現(xiàn)場驗證現(xiàn)場施工期間項目管理人員必須到位。馮德凱2015.1.15-2015.2.203技術(shù)交底不詳細有無技術(shù)交底文件，項目成員對施工方案的掌握程度 現(xiàn)場測試技術(shù)交底資料齊全且項目成員對施工方案的掌握程度90%。 爼家興2015.2.10- 2015.2.154炸藥材料不合格檢測炸藥材料合格情況現(xiàn)場驗證炸藥材料需符合公安局規(guī)定。劉遠浩2015.2.15-2015.2.255超前地質(zhì)預報不及時超前地質(zhì)預報是否可以及時檢測圍巖狀況現(xiàn)

10、場驗證超前地質(zhì)預報小組每開挖30米或到圍巖變化段要到現(xiàn)場進行超前地質(zhì)測量。張勇建2015.2.20-2015.2.306、級圍巖傳導壓力大檢驗、級圍巖壓力現(xiàn)場 驗證制定合理的施工方法，控制圍巖壓力1MPa馮德凱2015.2.15-2015.2.257鉆桿直徑大檢測鉆桿直徑現(xiàn)場 驗證鉆桿直徑統(tǒng)一為22的小直徑鉆桿賴松2015.2.15-2015.2.258施工方法不當確定合理的開挖作業(yè)方法現(xiàn)場 測試現(xiàn)場完全按照施工方案作業(yè)。賴松2015.2.20-2015.2.309常規(guī)爆破方案不利于控制爆破振速爆破設(shè)計方案是否可行現(xiàn)場 驗證按照爆破設(shè)計方案施工爆破振速3cm/s張勇建2015.2.15-201

11、5.2.2510既有隧道病害調(diào)查不準確檢查既有隧道病害調(diào)查結(jié)果現(xiàn)場測試既有隧道病害調(diào)查準確率需達到100%馮 德 凱2015.1.5-2015.2.2511測量儀器不精確測量儀器是否精確現(xiàn)場驗證儀器誤差控制在1+1ppm內(nèi) 時旭寧2015.2.15-2015.2.25七、要因確認針對11條末端因素制定要因確認表，逐條進行要因確認。末端因素獎罰制度不健全驗證時間2015.1.15-2015.2.15確認人賴松要因確認一 項目部已經(jīng)加強教育并制定相應(yīng)的獎罰制度，不定期檢查達到優(yōu)良的給予1000元獎勵/次，對屢次出現(xiàn)操作不當?shù)墓と苏{(diào)離工作崗位或予以辭退，工人質(zhì)量意識增強。結(jié)論 非要因 要因確認一、獎

12、罰制度不健全末端因素監(jiān)管不到位驗證時間2015.1.15-2015.2.20確認人馮德凱要因確認二 項目部制定隧道施工領(lǐng)導帶班制度，并安排安檢、質(zhì)檢人員24小時不定時檢查。 生產(chǎn)計劃表 帶班工作記錄表結(jié)論 非要因 要因確認二、監(jiān)管不到位末端因素安全技術(shù)交底不詳細驗證時間2015.2.10- 2015.2.15確認人爼家興要因確認三 項目部開工前對施工班組進行安全技術(shù)交底，并由爼家興編制專門針對隧道施工的要點進行考核?？己藰藴史譃?0分合格， 30位操作工人參加考試，成績90分以上21人，成績80分以上9人，合格率100%。結(jié)論 非要因 要因確認三、安全技術(shù)交底不詳細末端因素炸藥材料不合格驗證時

13、間2015.2.15-2015.2.25確認人劉遠浩要因確認四 項目部已派專人對接當?shù)毓簿?，辦理了完整的炸藥材料。并對炸藥的儲存、運輸、使用進行了規(guī)范化管理。 項目部炸藥庫結(jié)論 非要因 要因確認四、炸藥材料不合格末端因素超前地質(zhì)預報不及時驗證時間2015.2.20-2015.2.30確認人張勇建要因確認五 項目部安排的超前地質(zhì)預報小組每開挖30米或到圍巖變化段會到現(xiàn)場進行超前地質(zhì)測量，并且按時做出超前地質(zhì)預報，上報總監(jiān)辦及業(yè)主。 超前地質(zhì)預報結(jié)論 非要因 要因確認五、超前地質(zhì)預報不及時末端因素、級圍巖傳導壓力大驗證時間2015.2.15-2015.2.25確認人馮德凱要因確認六 、級圍巖較堅

14、硬，開挖爆破時，易對既有隧道圍巖產(chǎn)生較大的傳導力。容易加劇既有隧道病害發(fā)展。 、級圍巖開挖方式結(jié)論 要因要因確認六、級圍巖傳導壓力大末端因素鉆桿直徑大驗證時間2015.2.15-2015.2.25確認人賴松要因確認七 鉆桿直徑大導致鉆出的炮眼直徑大，影響爆破效果。經(jīng)小組成員檢查，施工現(xiàn)場鉆桿已全部購買更換為22小直徑鉆桿，能夠滿足爆破設(shè)計要求。 鉆孔施工結(jié)論 非要因 要因確認七、鉆桿直徑大末端因素開挖順序不合理驗證時間2015.2.20-2015.2.30確認人賴松要因確認八 隧道開挖嚴格按照經(jīng)過論證的施工方案進行施工。不存在開挖順序不合理的問題。 隧道開挖順序結(jié)論 非要因 要因確認八、開挖順

15、序不合理末端因素常規(guī)爆破方式產(chǎn)生的振速過大驗證時間2015.2.15-2015.2.25確認人張勇建要因確認九 根據(jù)專家意見爆破振速3cm/s時，才能避免既有隧道病害的加劇，但常規(guī)不同圍巖的爆破方式產(chǎn)生的爆破振速均大于3cm/s。 常規(guī)爆破方法對既有隧道產(chǎn)生的振速表 結(jié)論 要因 要因確認九、常規(guī)爆破方式產(chǎn)生的振速過大末端因素對既有隧道病害監(jiān)測不準確驗證時間2015.1.5-2015.1.15確認人馮德凱要因確認十 既有隧道定期的病害監(jiān)測采用傳統(tǒng)的人工配合高空作業(yè)臺車的方式，作業(yè)時間長，效率低，且不能準確判斷原有病害是否加劇，是否產(chǎn)生新的病害。不利于對既有隧道的病害監(jiān)測。 結(jié)論 要因 要因確認十

16、、對既有隧道病害檢測不準確末端因素測量儀器不精確驗證時間2015.2.15-2015.2.25確認人時旭寧要因確認十一 根據(jù)福建省計量科學研究院出具的檢定證書，可以知道本項目所用儀器檢定結(jié)果合格，誤差在1+1ppm內(nèi)，不會因儀器原因?qū)е聹y量誤差。 全站儀鑒定證書 水準儀鑒定證書 結(jié)論 非要因 要因確認十一、測量儀器不精確對既有隧道病害監(jiān)測不準確、級圍巖傳導壓力大常規(guī)爆破方式產(chǎn)生的振速過大要因1要因2要因3通過要因分析，我們得到以下三條要因八、制定對策針對以上3條要因，小組運用5W1H原則制定對策表序號要因?qū)Σ吣繕舜胧┑攸c完成時間責任人1既有隧道病害調(diào)查不準確采用合理的方法監(jiān)測既有隧道既有隧道監(jiān)

17、測準確率達到100%采用三維激光掃描技術(shù)對隧道外觀質(zhì)量進行檢測，判斷病害是否加劇施工現(xiàn)場2015.2.6-2016.9.20爼家興2、級圍巖傳導壓力大減少施工時對既有隧道產(chǎn)生的圍巖壓力既有隧道圍巖壓力1.0MPa右洞緊跟中導洞開挖、圍巖增加緩沖空間施工現(xiàn)場2015.2.6-2016.9.20爼家興3常規(guī)爆破方式產(chǎn)生的振速過大制定合理的爆破施工方案爆破振速3cm/s調(diào)整炮眼布置調(diào)整使用藥量施工現(xiàn)場2015.1.29-2015.2.5劉遠浩實施一：采用三維激光掃描技術(shù)檢測隧道病害 為更準確監(jiān)測既有隧道的病害情況，經(jīng)小組成員討論決定采用新型的隧道三維激光掃描系統(tǒng)。 九、對策實施實施效果： 小組成員將

18、傳統(tǒng)病害調(diào)查方式的結(jié)果與三維激光掃描系統(tǒng)調(diào)查方式的結(jié)果進行對比。對比得知，三維激光掃描系統(tǒng)對既有隧道病害調(diào)查準確率達到100%。改進對策目標實現(xiàn) 根據(jù)專家論證，在建隧道爆破施工對既有隧道傳導的圍巖壓力應(yīng)1MPa。針對此要求，小組成員根據(jù)不同洞身采取兩種不同的解決方案。右洞先行開挖長安隧道進洞采用右洞先行的開挖方式，右洞先行30米后再進行左洞開挖。因左洞與既有隧道已經(jīng)有右洞作為臨空面，有效地減少了左洞開挖爆破時產(chǎn)生的圍巖壓力。實施二 減少、級圍巖傳導壓力右洞、級圍巖增加緩沖空間由于、級圍巖較堅硬，對爆破波傳遞效應(yīng)較明顯，為了減少對既有隧道裂縫產(chǎn)生影響，右洞開挖時在臨近既有隧道面采用膨脹劑裂解，裂

19、解后采用液壓炮頭將裂解的石頭鑿除，形成緩沖空間，減少爆破振速波傳遞。二級圍巖裂解緩沖空間示意圖三級圍巖裂解緩沖空間示意圖膨脹劑裂解施工工藝一、在掌子面上采用鉆桿進行打孔二、在鉆好的孔位處裝入膨脹劑三、膨脹劑吸水膨脹作用于圍巖，使圍巖裂開采用液壓炮頭清渣實施效果： 施工現(xiàn)場采取右洞先行，使得開挖左洞時可以加大藥量，加快了施工進度，減小施工工期。同時，對右洞、級圍巖增加緩沖空間，減小了圍巖壓力的傳導。由下圖看出，在長安隧道施工期間，既有隧道圍巖壓力均1MPa，滿足活動要求。對策目標實現(xiàn) 實施三：調(diào)整炮眼布置及使用藥量小組成員根據(jù)爆破振速小于3cm/s的要求，制定相應(yīng)的爆破方案。同時在既有隧道布置監(jiān)

20、測點，實時對爆破振速進行監(jiān)測。 調(diào)整炮眼布置根據(jù)不同圍巖來制定不同的炮眼布置方案。實施時將雷管段位由原來的1、3、5、7更改為1、5、9、13跳三個段位使用，使炸藥爆破時間間隔變長，傳遞到既有隧道的爆破振速減小。中導洞炮眼實布圖調(diào)整炮眼使用方式 在每兩個炮眼中間多打一個不裝藥的孔，使得炸藥爆破的能量更好的發(fā)揮，可以用更少的炸藥量來達到預期的爆破效果。裝入炸藥實施效果： 經(jīng)方案調(diào)整后，長安隧道中導洞全斷面爆破施工中，每循環(huán)使用41.2kg炸藥，開挖斷面35.6，滿足設(shè)計尺寸要求。同時，在爆破時對既有隧道進行的爆破振速檢驗，測出的爆破振速都在安全允許值3cm/s以下，滿足要求。監(jiān)控量測周報 樁號圍

21、巖級別日期震動速度（cm/s）備注K7+936級2015.4.220.52 K7+917級2015.4.260.68 K7+903級2015.4.301.52 K7+884級2015.5.81.81 K7+851級2015.5.162.73 K7+796級2015.5.292.74 K7+715級2015.6.102.26 K7+660級2015.6.162.29對策目標實現(xiàn) 十、效果檢查1、目標檢查： 每次爆破后根據(jù)裂縫的分布情況制定出施工后既有隧道裂縫的統(tǒng)計表： 根據(jù)統(tǒng)計表得知，既有隧道裂縫變形長度增長率為0.7%。本次隧道施工對既有病害隧道未產(chǎn)生結(jié)構(gòu)安全影響。2、技術(shù)效益： 在建長安隧道與沈海高速既有長安隧道相鄰（凈距20m23m），在施工中通過PDCA循環(huán)，確保既有小凈距病害隧道的結(jié)構(gòu)安全，為公司填補了類擬工程施工領(lǐng)域的空白，并為公司以后的相類似隧道施工提供有力的技術(shù)保證。3、社會效益： 項目順利完成長安隧道的開挖作業(yè)，并確保既有隧道的安全，贏得了建設(shè)單位和監(jiān)理單位的一致好評，提高了企業(yè)的知名度，彰顯了企業(yè)的技術(shù)優(yōu)勢，為進一步拓寬我公司在福州新區(qū)市場打下良好的基礎(chǔ)。十一、制定鞏固措施2015年11月本小組針對實施后的效果，制定了一系列的鞏固措施： （1）發(fā)表確保既有小凈距病害隧道結(jié)構(gòu)安全施工技術(shù)的學術(shù)性論文。 （2）