河南五建QC小組

提高水中圍堰深基坑支護施工的安全性

申報單位：河南五建建設集團有限公司

小組名稱：河南五建集團公司第十六項目部馬廷亮QC小組

課題類型：攻關型

成果發(fā)布人：馬廷亮2015年度鄭州市建設工程優(yōu)秀QC小組成果資料河南五建集團目錄一、工程概況二、小組簡介三、選題理由四、現(xiàn)狀調查

五、確定目標六、原因分析七、要因確認

八、制定對策

九、具體實施十、效果檢查十一、活動總結及今后打算河南五建集團一、工程概況

鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)地下道路施工第四標段工程(G、H匝道)位于鄭東新區(qū)博學路段，該項目主要包含G、H匝道主體工程以及匝道內道路的相關附屬工程。

河南五建集團設計隧道內部效果圖河南五建集團基坑平面示意圖（圖1）制圖人：潘華制圖日期：2007.07.25基坑平面示意圖（圖1）制圖人：潘華制圖日期：2007.07.25基坑平面示意圖（圖1）制圖人：潘華制圖日期：2007.07.25基坑平面示意圖（圖1）制圖人：制圖日期：2007.07.25河南五建集團

根據(jù)平面布置，G、H匝道需穿越七里河。考慮到七里河橋梁位置，設計G匝道向西偏移，H匝道向東偏移，均避開現(xiàn)狀橋。

下穿七里河段隧道主體工程的施工進度將制約著整個標段總體施工進度；而下穿七里河段工程的施工主要在于圍堰基坑支護體系的施工。河南五建集團下穿七里河隧道施工前（圖中紅色標樁為隧道中線）河南五建集團二、小組簡介

為確保下穿七里河隧道水中圍堰深基坑支護施工的質量和安全，公司決定由“馬廷亮QC小組”擔任技術攻關任務。

（一）小組概況

表一

制表人：呂彥杰制表時間：2014年9月10日小組名稱河南五建集團公司第十六項目部馬廷亮QC小組成立時間2012年7月10日注冊登記號YWJ-QCXZ-006

課題名稱提高水中圍堰深基坑支護施工的安全性活動時間2014年9月至2015年2月課題類型攻關型小組成員10人QC教育時間小組成員培訓學習時間平均為72小時河南五建集團

（二）小組成員

小組成員：小組由10名成員組成，80%具有本科以上學歷，施工經(jīng)驗豐富，年輕好學，能吃苦耐勞，成員間溝通能力強具有良好的團隊協(xié)作精神和開拓創(chuàng)新能力

QC小組登記表表二

序號小組成員姓名性別年齡學歷職稱職務組內分工1組長馬廷亮男42碩士高級工程師項目經(jīng)理全面負責2副組長趙金保男41本科高級工程師

總工技術負責3組員王盛旗男43本科高級工程師生產(chǎn)經(jīng)理生產(chǎn)主管4組員楊松男53本科工程師施工主管現(xiàn)場實施5組員郭百歲男29本科助理工程師安全員監(jiān)督檢查6組員張坤男28本科助理工程師材料員組織材料7組員呂彥杰男27本科助理工程師資料員資料搜集8組員陸宇男26大專技術員測量員數(shù)據(jù)收集9組員姚小明男30本科工程師質檢員檢查驗收10組員李芳女25大專技術員預算員成本分析

制表人：趙金保

制表時間：2014年9月10日河南五建集團本次QC小組榮獲鄭州市2015年優(yōu)秀QC小組成果發(fā)布一等獎河南五建集團三、選題理由社會影響力大，業(yè)主要求本工程為鄭州市重點工程之一，是鄭東新區(qū)綜合交通樞紐區(qū)核心廣場的快捷聯(lián)系通道，兼服務于鄭州東站樞紐，具有十分重要意義，業(yè)主要求確保工程質量、安全和工期。公司重點工程項目，形象工程本工程為公司重點工程項目，公司及項目部領導高度重視，要求創(chuàng)精品工程，創(chuàng)形象工程。施工難度大工程質量標準要求高根據(jù)合同要求，施工期間河道必須保持正常的水流量；河務部門要求在來年汛期來臨之前河道段必須施工完畢，以保證汛期河道的泄水量且在施工的過程中不得對七里河造成污染，選定課題因此為滿足業(yè)主質量、工期及河道部門的要求，根據(jù)經(jīng)濟、合理、科學、適用的原則，從縮短工期，降低工程成本，保證工程質量和進度方面考慮，必須采用一種合理的圍堰基坑支護形式，方能保證安全、質量、進度，特選擇“提高水中圍堰深基坑支護施工的安全性”作為課題，進行攻關。河南五建集團四、現(xiàn)狀調查調查一：QC小組通過到河道管理部門查閱資料和現(xiàn)場實地調查，

制作G、H匝道所在河道斷面處水力要素表

河南五建集團QC小組查閱河道資料，對現(xiàn)場實際情況進行調查河南五建集團

G、H匝道所在河道斷面處水力要素表橋梁名稱河底高程河道比降綜合糙率設計洪水（m)頻率流量（m3/s）水位高程（m)G匝道穿越七里河81.571/8400.02520%323.8284.112%795.9785.951%920.2086.34H匝道穿越七里河81.451/8400.02520%323.8284.002%795.9785.951%920.2086.24河南五建集團

施工圖紙設計的河道段圍堰深基坑支護為鉆孔灌注樁，雖然鉆孔灌注樁施工工藝簡單，但是圍堰填筑受施工場地的限制，如果橫斷面填筑的過寬會影響河道的正常泄水量，縱斷面填筑土方過多，必將會增加清理河道的工程量進而加大施工成本。鉆孔灌注樁受施工作業(yè)面的影響無法大面積展開施工，其次鉆孔灌注樁在作業(yè)的過程中需要制備泥漿，容易對河道造成污染；樁基完成后剔鑿樁頭工程量較大。調查二：小組成員對我公司2013年實施的漯河市解放路沙河大橋施工項目進行實地調研分析。河南五建集團類似工程項目實地調研學習河南五建集團QC小組成員討論研究水中圍堰深基坑支護方案河南五建集團

小組成員根據(jù)本次施工項目勘察單位提供的地質報告分析，河道段地質均勻，多為粉質粘土，若采用鋼管樁支護不但可以加快施工進度，基坑支護質量可以有效控制，縮短工期。而且插打的鋼管樁還可以拔出來回收利用，節(jié)省施工成本。

為保證下穿七里河隧道圍堰深基坑支護施工過程的安全，初步擬定隧道采用筑島圍堰，鋼管樁支護，深井降水相結合的方式進行開挖施工。河南五建集團

因此小組對現(xiàn)場進行詳細的調查，針對深基坑支護的安全隱患以及同類工程的經(jīng)驗進行了分析統(tǒng)計，找到了影響水中圍堰深基坑支護施工安全的主要隱患。制作活動前水中圍堰深基坑支護安全隱患調查表河南五建集團活動前水中圍堰深基坑支護安全隱患調查表序號項目調研試點頻數(shù)頻率（%）累計頻率1圍堰基坑透水272956562基坑支護結構失穩(wěn)121326823七里河圍堰漫頂448904基坑底面隆起336965其他因素224100合計4951100制表人：郭百歲制表日期：2014年9月21日河南五建集團根據(jù)上述調查表，我們做出如下安全隱患排列圖：下穿七里河隧道水中圍堰深基坑支護施工安全隱患排列圖制表人：郭百歲制表日期：2014年9月22日河南五建集團由排列圖可以看出：“圍堰基坑透水”和“基坑支護結構失穩(wěn)”占了所有安全隱患的82%，是影響下穿七里河隧道深基坑支護施工安全的主要隱患，應在本次QC活動中列為重點進行控制。圍堰基坑支護專項方案河南五建集團編制深基坑支護與深基坑降水設計計算書河南五建集團組織專家對圍堰鋼管樁施工方案可行性進行論證河南五建集團歐陽克武等知名專家參加專項施工方案論證河南五建集團五、設定目標

根據(jù)調查的現(xiàn)狀，我們QC小組會同業(yè)主和監(jiān)理方有關專家共同深入分析，最終確定了本次活動的目標：目標一：圍堰基坑施工的過程中，保證坑壁安全，杜絕發(fā)生圍堰基坑透水。目標二：圍堰基坑施工的過程中，基坑側壁水平位移≦20mm，基坑周邊穩(wěn)定；內支撐結構質量符合設計要求，剛度滿足施工荷載要求，保證基坑支護結構穩(wěn)定。河南五建集團組織保證：

公司領導十分重視工程進展、質量及安全情況，多次組織公司各部門及相關人員來現(xiàn)場檢查交流指導工作，在人員機構、機械設備、資金等方面給予項目部大力支持。人員保證：

邀請有多年市政施工經(jīng)驗的趙金保總工為技術顧問，由公司技術骨干及有市政施工經(jīng)驗的管理人員組成攻關小組。小組成員間溝通能力強，具有良好的團隊協(xié)作精神和開拓創(chuàng)新能力。管理保證：

項目部有保證下穿七里河隧道深基坑施工安全的期望，開展QC小組活動的積極性高漲，參建人員積極配合小組活動的開展。技術保證：

GH匝道圍堰鋼管樁支護工程由綜合甲級資質的中鐵第五勘察設計院集團有限公司設計，其項目部編制的施工方案已經(jīng)通過專家論證。成功案例：

主要技術人員參加過漯河市解放路沙河大橋橋墩圍堰鋼管樁施工，鄭州市地鐵1號線深基坑支護施工，鄭州市北三環(huán)隧道深基坑支護施工等項目；鋼管樁施工班組經(jīng)驗豐富，操作人員的安全意識較強，素質高，具備相對完善的安全保證體系。河南五建集團六、原因分析

針對下穿七里河隧道圍堰深基坑支護施工過程中的安全隱患，小組成員開展了全面的分析與討論，從人、機、料、法、環(huán)、測六個方面共找出了影響基坑支護安全的24條末端因素，做魚刺圖如下：

隱患因果分析圖1制圖人：姚小明制圖日期:2014年10月10日河南五建集團隱患因果分析圖2制圖人：姚小明制圖日期:2014年10月10日河南五建集團七、要因確認

根據(jù)以上魚刺圖，小組全體人員對此進行了認真的調查分析研究，并制定了安全隱患要因確認表，確定主要原因有五條：安全隱患要因確認表1序號末端影響因素確認方法分析論證確認人要因判定1缺少安全教育操作不細致調查分析現(xiàn)場操作工人雖然文化層次不高，但都是參加過漯河市解放路沙河大橋圍堰深基坑和鄭州地鐵1號線深基坑施工的老職工，有豐富的深基坑支護施工經(jīng)驗，本次圍堰鋼管樁深基坑支護施工進場后又組織了多次專項安全教育趙金保非要因2管理人員管理不到位調查分析管理人員安全意識較強，有圍堰鋼管樁深基坑支護經(jīng)驗，現(xiàn)場指揮井然有序王盛旗非要因3深基坑支護技術交底不細調查分析項目部有嚴格交底程序：有技術交底人編寫施工技術方案，經(jīng)QC小組討論修改，由項目部逐級審批后，再由專職工長對作業(yè)班組進行詳細交底馬廷亮非要因河南五建集團接上表4迎水面使用噸袋質量差，袋內卵石粒徑大調查分析現(xiàn)場取證噸袋材料有專業(yè)工廠制作，現(xiàn)場經(jīng)過實驗，噸袋滿足迎水面邊坡吊裝、擋水要求。張坤非要因5迎水邊坡覆蓋的土工布隔水能力差調查分析現(xiàn)場取證由于迎水面河堤邊坡有突出的石頭棱角，加上土工布質量差，厚度較薄，起不到隔水效果。楊松要因6基坑降水使用的大功率水泵較少調查分析現(xiàn)場取證本標段地下水位高，土體多為粉質粘土，含水率較高；水泵功率較小，水位下降不明顯，增設大功率水泵即可解決。姚小明非要因7圍堰填土不密實調查分析圍堰填土選取隔水性好粘性土，經(jīng)過篩選，顆粒大于10cm的打碎，采用12噸壓路機碾壓密實。呂彥杰非要因8基坑坑壁噴射混凝土時設備操作不當調查分析噴射混凝土的設備有專人操作，經(jīng)過崗位技能培訓，有多年的圍堰鋼管樁基坑支護施工經(jīng)驗陸宇非要因要因河南五建集團接上表9深基坑支護方案不完善，圍堰底管涌未驗算調查分析七里河圍堰深基坑方案已經(jīng)通過專家論證并修改完善，可以滿足圍堰鋼管樁深基坑施工要求。請有關專家對圍堰底進行驗算，不會發(fā)生管涌現(xiàn)象。趙金保非要因10基坑透水的防范措施現(xiàn)場調查土體多為粉質粘土，含水率較高；降水井數(shù)量較少。樁間采用素噴混凝土不能與土層粘接牢固，局部有脫落現(xiàn)象郭百歲要因11水位監(jiān)測不及時，數(shù)據(jù)不能指導施工現(xiàn)場調查現(xiàn)場對水位監(jiān)測一天不少于3次，能夠隨時掌握水位情況趙金保非要因12地下水位高現(xiàn)場調查雖然其他標段有施工降水排入七里河內，但只是少量水量，目前七里河正處于枯水期陸宇非要因13交叉作業(yè)調查分析根據(jù)進度，項目部劃分出多個流水段，各施工段之間工序影響較小姚小明非要因14地下存在樹根、坑洞、鼠穴現(xiàn)場調查有拆除熱力管道留下的坑洞，現(xiàn)場已進行封堵，并采取防水措施進行特別處理，未發(fā)現(xiàn)有滲漏現(xiàn)象。呂彥杰非要因

匯總人：郭百歲制表人：郭百歲制表日期：2014年10月18日要因河南五建集團

安全隱患要因確認表2序號末端影響因素確認方法分析論證確認人要因判定1安全意識不強、操作不細致調查分析現(xiàn)場操作人員上崗前都進行了安全培訓和技術交底，有效的避免了安全風險趙金保非要因2基坑土體沉降觀測人員不足現(xiàn)場調查圍堰深基坑開挖的過程中安排了專門的測量人員測量基坑沉降，隨時準備調整施工進度王盛旗非要因3鋼管樁材料問題現(xiàn)場調查鋼管樁材料均按照圖紙設計和規(guī)范要求，采用國標鋼材，進場材料均由材質檢測報告張坤非要因4降水設備不能滿足要求現(xiàn)場調查現(xiàn)場基坑降水設備數(shù)量缺少，增加降水設備后即可解決問題陸宇非要因5監(jiān)測點設置問題調查分析基坑特殊位置未設置位移監(jiān)測點，監(jiān)測點的數(shù)量不能滿足沉降觀測的需要，沉降觀測數(shù)據(jù)不能夠有效指導施工。楊松要因要因河南五建集團接上表6施工工序安排不合理調查分析土方開挖順序不合理，節(jié)點部位應力過于集中郭百歲要因5監(jiān)測工具有誤差調查分析現(xiàn)場基坑監(jiān)測儀器未及時檢校，精度降低，監(jiān)測儀器檢校后即可解決。姚小明非要因6施工過程中檢查監(jiān)督不到位調查分析項目管理制度不健全，工人操作不規(guī)范，責任心差，完善項目管理制度，加強對工人的教育。呂彥杰非要因7上下交叉施工影響現(xiàn)場調查根據(jù)進度，項目部劃分出多個流水段，各施工段之間工序影響較小楊松非要因8圍堰四周臨時便道動荷載擾動大現(xiàn)場調查分析研究因施工場地有限，圍堰基坑四周施工便道狹窄，施工運輸車輛行走時震動較大，必須采取基坑加固措施郭百歲要因匯總人：郭百歲制表人：郭百歲制表時間：2014年10月18日要因要因河南五建集團八、制定對策根據(jù)要因，小組成員制定了要因對策表，確定了責任人并規(guī)定了完成時間。QC小組研究討論制定對策河南五建集團序號要因對策目標措施地點完成時間責任人1迎水邊坡覆蓋的土工布隔水能力差對土工布生產(chǎn)廠家進行考察保證土工布的隔水效果，易于操作1、進行實地考察，明確施工技術要點。2、征詢意見，現(xiàn)場試驗施工現(xiàn)場2014.10.23王盛旗楊松2基坑透水的防范措施優(yōu)化深基坑支護方案確保圍堰基坑不透水1、選擇技術過硬人員專門負責深基坑支護施工2、采用鋼絲網(wǎng)片焊接在鋼管樁上3、安排專人24小時對圍堰基坑進行巡視4、加大降水力度24小時不間斷施工現(xiàn)場2014.11.3至深基坑施工作業(yè)完成，土方回填完畢郭百歲姚小明3監(jiān)測點設置問題制定完善的基坑監(jiān)測方案確保基坑穩(wěn)定，基坑土體位移在允許范圍內1、委托第三方對特殊部位增設監(jiān)測點，現(xiàn)場負責人對基坑監(jiān)測點位置進行檢查2、加強對特殊部位的基坑監(jiān)測，增加監(jiān)測頻率。施工現(xiàn)場2014.11.1至深基坑施工作業(yè)完成馬廷亮

陸宇要因對策表河南五建集團接上表4施工工序安排不合理依據(jù)設計要求及現(xiàn)場土質情況確定開挖順序整個內支撐體系應力合理依據(jù)設計要求及現(xiàn)場土質情況編制土方開挖專項施工方案根據(jù)施工方案劃定土方開挖區(qū)域依據(jù)劃分好的施工區(qū)域分步開挖操作人員掌握操作要求，開挖期間隨時關注基坑周邊變形情況，并且制定應急預案措施。施工現(xiàn)場2014.11.2至2014.11.28趙金保郭百歲5圍堰四周臨時便道有動荷載加固基坑土體確保基坑穩(wěn)定，減少施工過程中車輛動荷載的影響1、采用長臂挖機，減少車輛在基坑邊行駛的距離2、對樁間縫隙澆筑混凝土加固土體減少對土體擾動施工現(xiàn)場2014.11.6至2014.12.6趙金保張

坤制表人：郭百歲制表日期：2014年10月21日河南五建集團九、具體實施【對策實施一】：對圍堰迎水面背水面邊坡進行加固使邊坡土體密實。對圍堰邊坡土體進行加固河南五建集團2、采用質量好的噸袋，裝滿隔水性好的粘性土，對迎水面邊坡坡腳進行碼放。噸袋裝粘性土

邊坡碼放噸袋河南五建集團

3、對邊坡用土工布進行覆蓋，并用沙袋進行壓實，形成一道連通的隔水邊坡，將整個土圍堰包圍。邊坡鋪設土工布水流沖刷處加鋪土工布河南五建集團【對策實施二】：基坑透水的防范措施1、基坑深13米，地下水位高，增加降水井數(shù)量，增設大功率水泵；土方開挖前15天開始降水，并配備兩臺200KW發(fā)電機，以備停電后能夠不間斷降水，安排專人降水，24小時不間斷。

增加降水井數(shù)量

加大降水力度

河南五建集團設置降水專用配電箱，配備發(fā)電設備河南五建集團2、選擇技術過硬人員專門負責深基坑支護施工；采用鋼絲網(wǎng)片焊接在鋼管樁上，以加強噴射混凝土與土體的粘合力；增設泄水孔，使土體內的毛細水隨泄水孔排出，匯集到基坑底部的集水坑內，用水泵排出基坑，另外安排專人24小時輪流對圍堰基坑進行巡視。鋼管樁上焊接鋼絲網(wǎng)片

噴射速凝混凝土河南五建集團基坑內設置排水溝、集水井集水井積水外排

效果檢查：施工現(xiàn)場從土方開挖直到主體施工完成，回填土完畢，未發(fā)生基坑透水，整體上大大提高深基坑施工的安全性。河南五建集團對策實施三：監(jiān)測點設置問題特殊部位增設監(jiān)測點

加大基坑監(jiān)測力度定期校核基準點位河南五建集團定期對鋼管樁內支撐軸力進行檢測河南五建集團【對策實施四】：施工工序安排不合理1、依據(jù)設計要求及現(xiàn)場土質情況編制土方開挖專項施工方案，根據(jù)施工方案劃定土方開挖區(qū)域，依據(jù)劃分好的施工區(qū)域分段分層逐步開挖，先支護后開挖。劃分施工區(qū)域分段分層逐步開挖按照開挖方案先支撐后開挖河南五建集團2、操作人員掌握操作要求，開挖期間隨時關注基坑周邊變形情況，根據(jù)七里河圍堰深基坑施工制定切實可行的應急預案措施。編制應急預案預案審批河南五建集團樁間縫隙澆筑混凝土

【對策實施五】：圍堰四周臨時便道動荷載擾動較大1、對樁間縫隙澆筑混凝土加固土體，增加內支撐的支撐力，鋼管樁外側加設擋板，減少對土體擾動。鋼管樁外側加設擋板河南五建集團

2、在基坑開挖時采用PC360LC-7長臂挖機，挖機臂長為25m，最大挖掘半徑為24.6m，減少車輛在基坑邊行駛的距離。PC360LC-7長臂挖機向外出土河南五建集團十、效果檢查

2015年2月8日我們對下穿七里河隧道圍堰深基坑支護施工情況進行了檢查，檢查了目標完成情況，具體目標完成情況如下：目標一：在圍堰深基坑施工過程中，基坑穩(wěn)定，未發(fā)生透水事件。圍堰深基坑從2014年11月5日開始開挖，2015年2月8日下穿七里河段隧道主體施工完成；整個施工過程基坑安全穩(wěn)定，達到了預定的目標。目標二：在圍堰深基坑施工過程中，基坑支護結構穩(wěn)定，土體位移在規(guī)范允許的范圍內。內支撐結構質量符合設計要求，剛度滿足施工荷載要求，保證了基坑支護結構穩(wěn)定。河南五建集團隧道側墻回填隧道頂板回填河道段隧道土方回填河南五建集團

1、質量目標：

在基礎施工期間整個支撐體系穩(wěn)定，項目施工順利。項目部在施工過程中要求第三方監(jiān)測單位及時檢測，基坑水平位移監(jiān)測一切正常支撐軸力監(jiān)測一切正常河南五建集團基坑水平位移監(jiān)測河南五建集團支撐軸力監(jiān)測河南五建集團2、安全目標：基礎施工段操作順利，無人員傷亡及意外情況發(fā)生。3、進度目標：原計劃在2015年2月18日前完成，實際提前10天。4、經(jīng)濟效益:通過本次的QC活動，優(yōu)化了下穿七里河隧道圍堰深基坑支護施工方案，降低了在施工過程中圍護樁的施工成本，拔出的鋼管