提高強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁施工成孔效率QC成果報告

提高強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁施工成孔效率小組名稱：大連南部濱海大道工程項目部海上樁基施工工藝研究QC小發(fā)表人：寇海軍發(fā)表時間：二〇一三年中鐵十九局集團第五工程有限公司路橋三公司目錄一、工程概況 1二、QC小組概況 2三、選題理由 2四、現(xiàn)狀調(diào)查 3五、目標設定 6六、原因分析 7七、要因確認 8八、制定對策 13九、對策實施 14十、效果檢驗 16十一、鞏固措施 19十二、總結(jié)及下步打算 21提高強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁施工成孔效率一、工程概況大連市政府為了緩解中山西路的交通壓力，投資修建南部濱海大道工程。該工程建成后，是大連市未來交通網(wǎng)“七縱七橫”中的重要一橫，也是大連環(huán)城快速路南環(huán)的重要組成部分。它的建設對完善城市路網(wǎng)結(jié)構(gòu)、改善城市功能，提升城市景觀發(fā)展和促進大連經(jīng)濟繁榮具有積極的作用。大連南部濱海大道工程星海灣跨海大橋全長6km，總投資約33億元。我公司承建跨海大橋東段，包括東引橋、東側(cè)大跨徑混凝土引橋及東連接線工程三部分。其中樁基礎主要工程數(shù)量為：樁基505根，總長13697m，其中鉆孔樁488根，挖孔樁17根。鉆孔樁最大樁徑2.2m，挖孔樁最大樁徑3.2m。大橋位于大連南部海域黃海北部和渤海海峽交界處，三面環(huán)山，海岸向南，海面浪涌受南風影響極大，為正規(guī)半日潮強潮汐海域，潮汐流速最大2.5節(jié)，最大潮差3.9m，受臺風影響時最大海浪高達8m?？辈斓刭|(zhì)資料揭示樁基溶洞見洞率極高，且均為串珠狀多層溶洞，3～11層不等，單層最大洞高達8.5m圖1-1星海灣跨海大橋東段整體效果圖圖1-2大橋雙層混凝土引橋成橋效果圖圖1-3大橋東引橋下層成橋效果圖圖1-4大橋單墩蓋梁式墩柱效果圖二、QC小組概況表2.1海上樁基施工工藝研究QC小組概況表小組名稱大連南部濱海大道工程項目部海上樁基施工工藝研究QC小組小組注冊時間201課題名稱提高強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁施工成孔效率課題注冊時間2012年課題類型現(xiàn)場型課題注冊號企字2012-07起止時間2012年9月活動頻率1次/10天序號姓名行政職務小組分工職稱任務分擔TQC培訓時間1李旭東總工程師組長工程師統(tǒng)籌安排54小時2王國群項目經(jīng)理組員高級工程師總體協(xié)調(diào)18小時3寇海軍工程部長組員工程師工作安排54小時4劉海紅試驗室主任組員工程師數(shù)據(jù)統(tǒng)計36小時5白增奇安質(zhì)部長組員助工數(shù)據(jù)統(tǒng)計36小時6官嘉安質(zhì)部副部長組員助工數(shù)據(jù)統(tǒng)計36小時7梁東義安質(zhì)部副部長組員助工數(shù)據(jù)統(tǒng)計36小時8聶容華資料員組員助工數(shù)據(jù)統(tǒng)計24小時9侯凱技術(shù)員組員助工數(shù)據(jù)統(tǒng)計24小時10吳慶冬技術(shù)員組員助工數(shù)據(jù)統(tǒng)計24小時11張志國班組長組員/現(xiàn)場實施54小時12尹磊班組技術(shù)員組員/現(xiàn)場實施54小時13蒲宗洋鉆機操作手組員/現(xiàn)場實施54小時制表人：吳慶冬制表時間：201三、選題理由3.1、工程創(chuàng)優(yōu)大橋業(yè)主星海灣旅游管理中心要求該橋創(chuàng)“國家優(yōu)質(zhì)工程”，所有樁基不得有任何質(zhì)量缺陷，務必全為Ⅰ類樁，這對灌注樁施工過程中的鉆孔工藝、溶洞處理方式均提出了極高的要求。選擇合理、正確的施工工藝和質(zhì)量控制措施不但可以確保成孔質(zhì)量，以優(yōu)質(zhì)的泥漿鉆進成孔，護壁穩(wěn)定，不塌孔、不漏漿，為后續(xù)混凝土灌注創(chuàng)造良好的先決條件，更重要的是可以提高鉆進成孔效率。3.2、工期壓力大在強潮汐海域施工，受潮水、風浪和氣象等因素的影響很大，根據(jù)歷年統(tǒng)計氣象資料結(jié)果顯示，該海域的年平均有效作業(yè)天數(shù)僅為200天。而樁基工程量大，工期又十分緊張，因此，為了總體施工進度計劃的實現(xiàn)，同時又能給后續(xù)的承臺、墩柱及梁部施工創(chuàng)造足夠富余的時間，必須提高樁基施工效率。3.3、工程實際地質(zhì)情況差本橋所處海床地質(zhì)分為板巖和石灰?guī)r兩種，而石灰?guī)r地質(zhì)情況下的樁基更是占到了總量的73%，且根據(jù)目前已經(jīng)完成地質(zhì)補充勘察的結(jié)果顯示，石灰?guī)r地區(qū)樁基溶洞的見洞率高達100%，而且溶洞非常發(fā)育，大部分均為串珠狀，層數(shù)從3～11層不等，單層溶洞最大高度達8.5m，無論從溶洞數(shù)量還是從規(guī)模來講均屬罕見，施工難度極大。綜上所述，QC小組選定了以“提高強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁施工成孔效率”為研究課題。四、現(xiàn)狀調(diào)查2012年10月10日，QC小組對本項目已經(jīng)灌注完成的30根鉆孔樁的鉆孔記錄進行了仔細分析，將鉆進過程中由于非正常原因造成停工的次數(shù)、耽誤時間做了詳細的統(tǒng)計表，詳見表4.1。表4.1強潮汐溶洞區(qū)海上樁基鉆孔施工“一次性成孔”現(xiàn)狀調(diào)查表序號樁號調(diào)查情況統(tǒng)計備注誤工次數(shù)（次）累計誤工時長（h）是否一次性成孔1東引橋X25-4435否護筒穿孔漏漿2東引橋S25-959否護筒穿孔漏漿3東引橋X25-600是4東引橋S14-300是5東引橋S14-2112否泥漿護壁坍塌6東引橋X25-1549否護筒下沉、卡鉆頭7東大跨徑38-712270否泥漿護壁坍塌8東引橋S6-300是9東引橋X25-8350否掉鉆頭10東引橋S12-3345否因出現(xiàn)斜巖偏鉆11東引橋S14-4634否泥漿護壁坍塌12東引橋S5-218否護筒穿孔漏漿13東引橋S10-400是-續(xù)上表-序號樁號調(diào)查情況統(tǒng)計備注誤工次數(shù)（次）累計誤工時長（h）是否一次性成孔14東引橋S11-200是15東引橋S12-1212否泥漿護壁坍塌16東引橋S14-1132否護筒穿孔漏漿17東引橋S11-4323否泥漿護壁坍塌18東引橋S8-2529否泥漿護壁坍塌19東引橋S6-1548否護筒穿孔漏漿20東引橋S12-2556否護筒穿孔漏漿21東引橋S7-3419否護筒穿孔漏漿22東引橋S10-300是23東引橋S25-1017否護筒穿孔漏漿24東引橋S26-900是25東引橋X24-4676否泥漿護壁坍塌26東引橋X24-5129否泥漿護壁坍塌27東引橋S8-100是28東大跨徑39-53192否護筒穿孔漏漿29東大跨徑39-33160否泥漿護壁坍塌30東引橋S7-4324否護筒穿孔漏漿制表人：聶容華制表時間：2012年10月10日通過上表可知，在被調(diào)查的30根樁基中，只有8根為一次性鉆進成孔，無非正常停工現(xiàn)象,僅占總數(shù)的27%。其余22根樁在鉆孔階段均曾受到某些原因的影響而導致數(shù)次停工，高達總數(shù)的73%。圖4-1強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁“一次性成孔”現(xiàn)狀調(diào)查餅型圖制圖人：王國群制圖時間：2012年10月1部分樁基甚至在全鉆孔過程中停工次數(shù)高達十余次，由此可見，在強潮汐海域溶洞區(qū)施工鉆孔樁的過程中，影響鉆進的因素較多，因故停工現(xiàn)象頻發(fā)，而且耽誤的時間很長，施工效率十分低下。通過對上述調(diào)查結(jié)果中未能一次性成孔的22根樁基進行分析，QC小組對其造成缺陷的原因進行了進一步的分類統(tǒng)計，詳見表4.2。表4.2造成樁基未能“一次性成孔”的缺陷原因調(diào)查表序號缺陷種類發(fā)生頻次統(tǒng)計（統(tǒng)計單位為根，總數(shù)22根）備注發(fā)生次數(shù)（根）發(fā)生頻率累計頻率1護筒穿孔漏漿1045.45%45.45%2泥漿護壁坍塌940.90%86.35%3護銅下沉、卡鉆頭14.55%90.9%4掉鉆頭14.55%95.45%5因出現(xiàn)斜巖偏鉆14.55%100%制表人：李旭東制表時間：2012年10月10日通過表列數(shù)據(jù)反映成排列圖，如下圖4-2。圖4-2造成樁基未能“一次性成孔”的缺陷類型排列圖制圖人：吳慶冬制圖時間：2012年10月10日通過上述數(shù)據(jù)和圖表可以看出，在鉆孔過程中影響“一次性成孔”的5個缺陷因素中，護筒下沉和卡鉆頭、掉鉆頭、斜巖偏鉆3個因素的發(fā)生頻率各為4.55%，單根樁累計誤工時長最大達50個小時。因泥漿護壁坍塌而導致停工誤工的占總數(shù)的40.91%，單根樁累計誤工時長最大達到270個小時。因護筒穿孔漏漿而導致停工的頻率占總數(shù)的45.45%，單根樁累計誤工時長最大達到190個小時。根據(jù)以上分析可知，護筒下沉和卡鉆頭、掉鉆頭、斜巖偏鉆3個缺陷因素各自發(fā)生的頻率較低，合計發(fā)生頻率僅為13.65%，不是影響“一次性”鉆進成孔的主要癥結(jié)。而護筒穿孔漏漿和泥漿護壁坍塌兩個缺陷因素各自發(fā)生的頻率均高于40%，合計發(fā)生頻率更是高達86.36%，因此，均為造成樁基不能“一次性”成孔的兩大主要癥結(jié)，需要重點突破，重點解決。五、目標設定QC小組通過對調(diào)查結(jié)果進行認真分析，并結(jié)合以往施工經(jīng)驗，設定本次活動的目標為：將正常鉆進一次性成孔的樁基比例由27%提高到70%，亦即將非正常鉆進成孔的樁基比例由73%降到30%。圖5-1強潮汐溶洞區(qū)鉆孔樁目前現(xiàn)狀與設定目標對比柱狀圖制圖人：官嘉制圖時間：2012年10月1目標設定依據(jù)：5.1、QC小組通過對我單位2010～2011年度施工完成的丹（東）大（連）線前莊鐵路英那河特大橋鉆孔記錄進行了研究，在鉆進過程中水上部分的樁基一次鉆進成孔的比例為91%。由于星海灣跨海大橋為海上橋梁，施工難度較跨河流的橋梁大，故將目標設定為相對較低的70%，QC小組認為可以實現(xiàn)。5.2、項目部主管領(lǐng)導高度重視此次QC小組的活動，且親自參與其中，并聘請了具有豐富海上橋梁鉆孔灌注樁施工經(jīng)驗的數(shù)位專家為本次活動的技術(shù)顧問。六、原因分析針對強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁施工成孔效率低下的問題，結(jié)合現(xiàn)狀調(diào)查分析出的主要癥結(jié)，護筒穿孔漏漿和泥漿護壁坍塌，QC小組從人員、材料、機械、方法和環(huán)境五個方面著手，利用“頭腦風暴法”進行了細致的原因分析，并組織所有組員參加召開了3次討論會，最后根據(jù)分析結(jié)果繪制了在強潮汐區(qū)域溶洞區(qū)施工時，造成護筒穿孔漏漿和泥漿護壁坍塌的原因分析“關(guān)聯(lián)圖”，詳見圖6-1。圖6-1造成護筒穿孔漏漿和泥漿護壁坍塌的原因分析“關(guān)聯(lián)圖”制圖人：寇海軍制圖時間：2012年10月1七、要因確認表7.1導致“護筒穿孔漏漿”和“泥漿護壁坍塌”的要因確認表序號末端因素確認方法確認內(nèi)容標準負責人日期1現(xiàn)場管理人員脫崗調(diào)查分析是否有脫崗現(xiàn)象管理人員100%在崗，無瀆職現(xiàn)象李旭東寇海軍10.122現(xiàn)場技術(shù)人員專業(yè)水平不夠調(diào)查分析技術(shù)人員是否合格，有無參加考評參加技術(shù)培訓，專業(yè)素質(zhì)100%滿足要求李旭東白增奇10.123鉆機操作手未參加崗前培訓調(diào)查分析是否參與安質(zhì)部的崗前培訓100%參加崗前安全教育培訓，考試合格劉海紅吳慶冬10.124鉆機操作手缺乏施工經(jīng)驗調(diào)查分析現(xiàn)場驗證是否有過兩個工地以上的施工經(jīng)驗有過2個工地以上的鉆孔樁施工經(jīng)驗劉海紅吳慶冬10.125原材采購入庫未經(jīng)試驗檢測調(diào)查分析現(xiàn)場測試原材入庫是否經(jīng)過試驗室檢測之后原材入庫100%試驗檢測，有檢測臺帳王國群寇海軍10.126泥漿比重和含砂率指標超限現(xiàn)場測試、測量泥漿質(zhì)量是否滿足施工規(guī)范要求比重范圍：1.3～1.6砂率范圍：4～8%聶容華吳慶冬10.167在護筒內(nèi)直接原位造漿調(diào)查分析在護筒內(nèi)直接原位造漿是否可行，泥漿是否合格在護筒內(nèi)可以直接造出100%合格的泥漿寇海軍白增奇10.148溶洞處理物資儲備不夠急需調(diào)查分析儲備物資能否滿足5個溶洞同時回填儲備物資可以滿足5個孔出現(xiàn)溶洞處理白增奇侯凱10.149鉆機頻發(fā)故障修理調(diào)查分析鉆機是否經(jīng)過報驗，修理次數(shù)頻多鉆機月均修理次數(shù)不超過3次寇海軍蒲宗洋10.1310未認真分析詳細地質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)查分析鉆機選擇和溶洞處理方式是否符合地質(zhì)現(xiàn)場人員100%熟知地質(zhì)狀況；選用鉆機和溶洞處理方式完全符合當前孔位地質(zhì)寇海軍劉海紅10.1511未及時掌握天氣預報信息調(diào)查分析是否跟氣象部門有聯(lián)系天氣信息項目部有最近2日的詳細天氣預報信息張志國吳慶冬10.1212鉆孔階段護筒內(nèi)泥漿面過高調(diào)查分析孔內(nèi)、外泥漿高差是否影響穿孔漏漿護筒內(nèi)外水頭高差超過5m，護筒穿孔漏漿幾率小于50%寇海軍劉海紅10.1213因溶洞塌陷導致護筒下沉調(diào)查分析溶洞塌陷導致護筒下落出現(xiàn)漏漿出現(xiàn)漏漿且處理時間超過1天梁東義劉海紅10.1614潮汐導致護筒內(nèi)外水頭高差調(diào)查分析潮位變化是否會造成穿孔漏漿護筒內(nèi)的泥漿和護筒外的潮水高差大于5m底口不穿孔蒲宗洋侯凱10.1210.1815護筒埋入深度不能滿足要求調(diào)查分析護筒埋置深度是否穿過軟弱底層護筒埋置層全部穿過軟弱地層，進入持力層深度至少1m李旭東聶容華10.17制表人：白增奇制表時間：201要因確認分析：7.1、原因1：管理人員脫崗。10月12日，QC小組在未提前通知的情況下，由組長帶隊，對現(xiàn)場正在進行鉆孔的13臺鉆機進行了調(diào)查，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，項目部的管段隊長、專職安全員、技術(shù)員、旁站員和班組帶班工長共計16人全在現(xiàn)場，項目部生產(chǎn)副經(jīng)理和安全總監(jiān)也在工地，在崗率100%。之后，繼續(xù)檢查了現(xiàn)場技術(shù)員的施工日志，和安全員的旁站日志。施工日志上詳細記錄了東引橋S10-1的鉆進進尺情況，包括天氣、海況、現(xiàn)場作業(yè)人員姓名，開、停鉆時間和現(xiàn)場測試的泥漿比重和泥漿面標高；并清退一車不合格黃土；安全員的旁站日志上詳細記錄了東引橋內(nèi)當日進行吊裝的情況，以及人員上下棧橋的記錄。無不負責任現(xiàn)象，管控合理。結(jié)論：現(xiàn)場管理人員100%在崗，所有人員無瀆職現(xiàn)象，QC小組認為這不是主要原因。7.2、原因2：現(xiàn)場技術(shù)人員專業(yè)水平不夠。通過調(diào)查，全橋9名技術(shù)員均為正規(guī)大專院校畢業(yè)生，且在鉆孔樁開工之前，總工、安質(zhì)部和工程部對其進行了質(zhì)量和技術(shù)培訓，考評合格率100%。QC小組調(diào)查人員問詢了所有的班組帶班工長，了解到技術(shù)員針對出現(xiàn)漏漿、塌孔、鉆頭掉落、卡鉆等常見緊急情況時，均能及時做出正確的判斷，并讓班組采取相應的措施進行處理。同時，安質(zhì)部長在現(xiàn)場隨機口頭考核了3名技術(shù)員，他們均能正確回答相應緊急情況的處理措施，和各工序的操作要領(lǐng)。結(jié)論：現(xiàn)場技術(shù)人員全員參加過技術(shù)培訓，完全可以合理應急，QC小組認為這不是主要原因。7.3、原因3：鉆機操作手未參加崗前培訓。經(jīng)過調(diào)查，安質(zhì)部分別于7月3日晚和8月12日晚對進場樁基施工班組所有人員進行了培訓，培訓內(nèi)容涵蓋鉆孔樁施工的所有安全、質(zhì)量內(nèi)容，且有考卷存檔，參加培訓人員全部合格。進場人員參加培訓100%，考試合格率100%。結(jié)論：鉆機操作手全部參加和崗前培訓，且100%考評合格，QC小組認為這不是主要原因。7.4、原因4：鉆機操作手缺乏施工經(jīng)驗。經(jīng)過調(diào)查，橋上13臺鉆機的26名操作手在本項目之前有過2～7年間不同的鉆機操作經(jīng)歷，且至少經(jīng)歷過4個工地。通過問話，他們能簡述出鉆機操作要領(lǐng)，而且針對不同地層，能做出合理分析選擇合適的鉆進速度、沖程。結(jié)論：所有操作手均有過至少4個工地的鉆孔經(jīng)歷，經(jīng)驗豐富，QC小組認為這不是主要原因。7.5、原因5：原材采購入庫未經(jīng)試驗檢測。經(jīng)過調(diào)查，所有進場的造漿黃粘土、回填溶洞黃土和片石，均是經(jīng)過試驗室檢測之后，合格方可入庫，不合格退回供應商。項目部物資部有采購入庫臺帳，試驗室有試驗檢測臺賬。另外，經(jīng)過現(xiàn)場取樣，試驗室對已經(jīng)進場的造漿黃土進行了土工試驗，篩分和泥漿配置試驗，試驗結(jié)果為：所用黃土塑性指數(shù)大于25，粒徑小于0.005mm，顆粒含量多于總量的50%，該黃土完全符合造漿要求，然后取星海灣海域的海水和該黃土試配出泥漿1L，并對泥漿主要指標進行了檢測，檢測結(jié)果為比重1.3，含砂率4%，符合新版《橋規(guī)》施工手冊中關(guān)于鉆孔樁泥漿的相關(guān)要求QC小組對現(xiàn)場渣樣和回填片石的原料進行了分析，渣樣為全風化、強風化和弱風化石灰?guī)r，查閱大連市勘察測繪研究院出具的地質(zhì)資料顯示，巖石飽和最大單軸抗壓強度值范圍為600～22000kPa。QC小組將溶洞回填片石原料樣本送到大勘院進行試驗，試驗結(jié)果為微風化花崗巖，巖石飽和單軸抗壓強度值均超過22000kPa，最大達34000kPa，證實回填片石原料強度遠高于樁基所在的地層巖石。結(jié)論：所有進場原材試驗檢測率為100%，并有檢測臺帳存檔。通過試驗檢測，已進場黃土、片石的參數(shù)均符合相關(guān)要求，QC小組認為這不是主要原因。7.6、原因6：泥漿比重和含砂率指標超限。通過現(xiàn)場調(diào)查和試驗檢測，發(fā)現(xiàn)在開孔造漿之時，黃粘土的摻入量未經(jīng)過嚴格控制，未遵循試驗配比，隨意性太大，QC小組10月16日隨機抽查了4根正在施鉆的樁基進行了泥漿主要指標現(xiàn)場試驗，結(jié)果見表7.19。表7.6隨機抽查鉆進過程中泥漿主要指標測試結(jié)果表序號日期樁號測試結(jié)果負責人比重含砂率12012.10.16東大跨徑42-31.147.4%李旭東劉海紅吳慶冬張志國22012.10.16東引橋S13-51.218.2%32012.10.16東引橋X24-71.289.2%42012.10.16東引橋X26-31.198.6%制表人：吳慶冬制表時間：2012年10月17日抽樣檢測結(jié)果顯示大部分鉆孔階段的泥漿比重范圍維持在1.1～1.3之間，含砂率的范圍維持在7%～10%之間。QC小組通過查詢?nèi)嗣窠煌ǔ霭嫔?011年版<<新編‘橋梁施工工程師手冊’>>，并認真分析了相關(guān)的設計地勘資料，認為對于當前的溶洞區(qū)易塌地質(zhì)條件，選用正循環(huán)手拉錘沖擊鉆施工，目前的泥漿比重偏小，而含砂率卻偏大，不滿足施工規(guī)范要求。合理的泥漿參數(shù)應為：比重介于1.3～1.6之間，含砂率范圍應介于4～8%之間。而此次抽查的4個孔，均出現(xiàn)過護壁坍塌現(xiàn)象，最多達6次。結(jié)論：通過上述調(diào)查和分析，QC小組認為泥漿比重和含砂率指標超限是造成護壁坍塌的主要原因。7.7、原因7：在護筒內(nèi)直接原位造漿。QC小組通過對本大橋相鄰施工單位進行調(diào)查，并查閱了我單位前莊鐵路、獲得中國鐵建總公司優(yōu)質(zhì)工程的滬寧城際鐵路戚墅堰特大橋的施工記錄，鉆孔樁施工均是采用直接在護筒內(nèi)原位造漿，不會造成泥漿質(zhì)量不達標，更不會影響到樁基的成樁質(zhì)量。QC小組還特意請教了技術(shù)顧問，他們也認為這樣是可行的，沒有質(zhì)量隱患。結(jié)論：護筒內(nèi)直接原位造漿是可行的，可以造出100%合格的泥漿，QC小組認為這不是主要原因。7.8、原因8：溶洞處理物資儲備不夠急需。在橋頭黃土儲料場和海上施工現(xiàn)場，共用6處場地存放溶洞處理物資，統(tǒng)計當日的累計數(shù)量為：黃土1200m3，片石420m3結(jié)論：物資儲備充足，不會出現(xiàn)等待回填材料過長導致護壁坍塌，QC小組認為這不是主要原因。7.9、原因9：鉆機頻發(fā)故障修理。通過現(xiàn)場調(diào)查，所有施工班組的鉆機均通過監(jiān)理報驗，同意使用，而且其使用壽命均不足3年，狀況良好。耗時較長的焊鉆頭工序多在雨天或晚上在鋼筋加工場進行，且月均修理次數(shù)小于2次。結(jié)論：所有鉆機狀況良好，經(jīng)過監(jiān)理報驗審核，月均修理次數(shù)少，QC小組認為這不是主要原因。7.10、原因10：未認真分析詳細地質(zhì)結(jié)構(gòu)。通過現(xiàn)場調(diào)查，技術(shù)員和鉆機操作手均有項目部統(tǒng)一下發(fā)的紙質(zhì)版逐樁地質(zhì)柱狀圖，且均能準確分析相應地層的詳細情況。QC小組通過調(diào)查并請教了本項目的專家組技術(shù)顧問，他們均認為在溶洞頻發(fā)的石灰?guī)r地質(zhì)區(qū)施工鉆孔樁，手拉錘沖擊鉆是最佳的選擇。另外通過現(xiàn)場問詢，在發(fā)生溶洞漏漿的情況下，技術(shù)員會根據(jù)地質(zhì)柱狀圖進行分析，選擇合理的回填材料，片石、黃土、水泥，混凝土或片石混凝土。在上述材料均不奏效的情況下，項目部會做出進一步分析，會商監(jiān)理和業(yè)主，采取其他措施。結(jié)論：通過上述調(diào)查和分析，現(xiàn)場人員100%熟知地質(zhì)狀況，且選用鉆機型式和溶洞處理方式均合理，無不正?，F(xiàn)象，QC小組認為這不是主要原因。7.11、原因11：未及時掌握天氣預報。項目部和大連市專業(yè)氣象局簽訂了為期兩年的服務合同，后者為前者提供大橋施工區(qū)域的詳細天氣預報，最長預報時間達5天。項目部工程部專職調(diào)度每天早上和下午將氣象信息以飛信的形式傳送至項目部所有管理人員和班組帶班工長。另外，現(xiàn)場由于天氣、海況的影響而停工的現(xiàn)象很少，除非有大暴雨和臺風發(fā)生。正常情況下，北風7級或者南風6級以下的風力，和“大浪”以下的海況是可以進行鉆孔施工的，鉆孔樁施工是在鋼護筒內(nèi)進行的，鋼護筒隔斷了外海和泥漿，浪涌不受影響。結(jié)論：有2日的氣象預報信息，傳達及時，且在常規(guī)風浪的情況下，合理安排施工生產(chǎn)，不會影響進度，更不會因為天氣原因耽誤施工而造成穿孔漏漿，QC小組認為這不是主要原因。7.12、原因12：鉆孔階段護筒內(nèi)泥漿面過高。結(jié)合潮汐資料，QC小組隨機抽取了10根樁基的鉆孔記錄進行了對比分析，將海面標高（不同潮位時）、孔內(nèi)泥漿標高及是否穿孔漏漿的情況統(tǒng)計如表7.12。表7.12鉆孔過程中海面標高與孔內(nèi)泥漿標高實測對比分析表序號樁號泥漿、海面高程情況（m）備注泥漿面海水面高差1東引橋S25-10+5.2-1.26.4護筒穿孔漏漿2東引橋X25-4+5.5+1.54.03東引橋X25-6+5.2-0.75.9護筒穿孔漏漿4東大跨徑38-7+5.7+0.75.0-續(xù)上表-序號樁號泥漿、海面高程情況（m）備注泥漿面海水面高差5東引橋X25-8+4.6-0.34.9護筒穿孔漏漿6東大跨徑39-3+4.4-0.85.2護筒穿孔漏漿7東引橋X24-4+5.0-1.06護筒穿孔漏漿8東引橋S14-4+5.0+1.73.39東大跨徑39-5+5.2-0.75.9護筒穿孔漏漿10東引橋S14-1+5.6-1.67.2制表人：侯凱制表時間：201通過表列數(shù)據(jù)得知，隨著潮汐情況，海水面標高會發(fā)生一定的高差變化，當孔內(nèi)泥漿和海水面之間的高差＞5m時，穿孔漏漿現(xiàn)象發(fā)生的幾率為80%；當高差≤5m時，發(fā)生穿孔漏漿的幾率為25%。經(jīng)過認真分析，QC小組認為，當孔內(nèi)施工泥漿面過高，而海水面又相對較低時，則護筒內(nèi)外的水位高差就會相對較大，由于泥漿較稠，濃度遠大于海水，且設計孔深均大于30m，最深達60m，則孔內(nèi)的泥漿對護筒底口向外的壓力將會大于海水對其向內(nèi)的壓力，致使壓力差增大而失去平衡，壓穿護筒底口的覆蓋層而造成在此處穿孔漏漿。結(jié)論：通過上述數(shù)據(jù)和分析，QC小組認為泥漿面過高是造成護筒穿孔漏漿的主要原因。7.13、原因13：因溶洞塌陷導致護筒下沉。通過現(xiàn)場調(diào)查，該現(xiàn)象在參與調(diào)查的30根樁基中僅發(fā)生一例，出現(xiàn)幾率為3%，而且事發(fā)之后，現(xiàn)場緊急進行了處理，全程耗費4.5小時，未占用太長時間。結(jié)論：通過上述調(diào)查和分析，QC小組認為這不是造成護筒穿孔漏漿的主要原因。7.14、原因14：潮汐導致護筒內(nèi)外水頭高差過大。護筒外海面標高受潮汐影響而變化，人為可以控制的是護筒內(nèi)的泥漿面標高，從而達到控制護筒內(nèi)外水頭差的目的。通過上述7.12的調(diào)查結(jié)果和原因分析得出，至關(guān)重要需要控制的是護筒內(nèi)的泥漿面標高。結(jié)論：通過上述調(diào)查分析，QC小組認為這不是造成護筒穿孔漏漿的主要原因。7.15、原因15：護筒埋入深度不能滿足要求。通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，鉆孔進尺穿過護筒底口后發(fā)生的漏漿，護筒底口僅穿入粗砂層或者粗砂和風化巖交界的地層，持力層厚度最大僅0.6m，導致護筒底口的地層不足以承受高濃度泥漿的壓力，而造成穿孔漏漿。而通過QC小組的另一份調(diào)查，護筒凡是進入持力層（全風化或者強風化）1m的，護筒底口均未出現(xiàn)過穿孔漏漿現(xiàn)象。結(jié)論：通過上述調(diào)查和分析，QC小組認為護筒埋置深度不夠是導致護筒穿孔漏漿的主要原因。八、制定對策QC小組通過對上述15條末端原因進行分析，共得出3條要因。10月20日，由QC小組組長兼項目總工程師李旭東主持，邀請了本次活動的3名專家顧問參加，QC小組所有成員召開了3個小時的研討會議，根據(jù)“5W1H表8.1根據(jù)要因制定的實施對策表序號要因?qū)Σ吣繕舜胧┑攸c時間負責人1泥漿比重和含砂率指標超限通過試驗重新調(diào)整泥漿配比，確保滿足橋規(guī)各項指標。主要控制含砂率和比重。使泥漿濃度符合要求，足以形成泥漿護壁，并在合理的泥漿參數(shù)下不影響鉆進效率。泥漿主要指標確定為，泥漿比重不得小1.3，控制在1.3～1.6之間，含砂率不得超過8%，控制在4%～8%之間。1、試驗室根據(jù)所定泥漿指標重新進行試配，并將配合比下發(fā)現(xiàn)場，督促嚴格執(zhí)行。2、嚴格控制造漿原材。3、通過現(xiàn)場進尺的情況，并和鉆機操作手進行溝通，現(xiàn)場適時調(diào)整泥漿配比。試驗室現(xiàn)場10.21～11.21李旭東劉海紅吳慶冬張志國2鉆孔階段護筒內(nèi)泥漿面過高通過現(xiàn)場實踐，合理確定漿面標高。通過降低鉆孔階段泥漿面的標高，結(jié)合潮汐信息，確保護筒內(nèi)外水頭高差小于等于5m，鉆孔過程中不發(fā)生穿孔漏漿現(xiàn)象根據(jù)潮汐情況，適當調(diào)整降低鋼護筒內(nèi)的泥漿面標高，護筒外的水面標高以最低潮位為基準值。現(xiàn)場10.21～11.21白增奇侯凱官嘉尹磊3護筒埋入深度不能滿足要求仔細分析地質(zhì)圖，下沉鋼護筒務必確保底口埋入穩(wěn)定的地層，并通過計算，確保足以承受泥漿壓力。確保不穿孔或反穿孔漏漿1、逐根仔細核查鉆孔樁的地質(zhì)資料，分析足以承受壓力的地層。2、確保護筒穿過較薄的溶洞層，鋼護筒底口落在穩(wěn)定的地層上，而且必須貫入足夠深度?，F(xiàn)場10.21～11.21寇海軍梁東義白增奇聶容華制表人：李旭東制表時間：201九、對策實施9.1、對策實施一：泥漿比重和含砂率指標超限。QC小組仔細查閱了《橋規(guī)》和人民交通出版社2011年版<<新編‘橋梁施工工程師手冊’>>，并認真分析了相關(guān)的設計地勘資料，認為對于當前的地質(zhì)條件，鉆孔用的泥漿比重偏小，含砂率偏大。QC小組經(jīng)過認真地討論分析，決定采取以下措施：9.1.1、嚴格控制造漿所用的黃粘土選料。QC小組聯(lián)合物資部、試驗室和拌合站將現(xiàn)場造漿黃土儲備中一少部分夾雜砂石比例過高9.1.2、加大造漿過程中合格黃粘土的投入量，9.1.3、9.1.4、QC小組聯(lián)合項目實施效果：在該對策實施期間，QC小組共對泥漿進行了4次隨機抽查測試，測試結(jié)果顯示泥漿的主要參數(shù)均滿足既定指標，達到了預期的理想效果，且該4根樁在施工過程中均未出現(xiàn)護壁坍塌現(xiàn)象。表9.1對策一實施后鉆孔樁泥漿主要指標測試結(jié)果表序號日期樁號測試結(jié)果是否達到預期效果負責人泥漿比重含砂率12012.10.27東引橋X25-71.425.3%是李旭東劉海紅吳慶冬張志國22012.11.1東引橋S8-31.514.8%是32012.11.10東引橋27-21.496.1%是42012.11.11東引橋S16-41.525.2%是制表人：劉海紅制表時間：201圖9.1-1QC小組成員在測試泥漿含砂率圖9.1-2QC小組成員在測試泥漿比重9.2、對策實施二：鉆孔階段護筒內(nèi)泥漿面過高。針對在鉆孔階段護筒內(nèi)泥漿面過高和受潮汐影響產(chǎn)生的護筒內(nèi)外壓力差造成穿孔漏漿的現(xiàn)象，QC小組經(jīng)過研究，決定采取以下措施：9.2.1、在非大潮期間，將鋼護筒內(nèi)的泥漿標高控制在黃海高程+4.0m左右，護筒內(nèi)外水頭高差控制不超過9.2.2、在農(nóng)歷月初和初中（一般為農(nóng)歷初一、十六左右一天）大潮的日期，將孔內(nèi)泥漿抽出，泥漿面標高降至黃海高程+3.0m左右，確保護筒內(nèi)外水頭差不超過5m（受大風浪的影響，大潮期間，星海灣海域?qū)嶋H潮差可達5m，水面最低標高-1.8m，考慮浪濺影響，水面標高最高可達+3.09.2.3、上述兩條措施由QC小組指派專人負責落實，嚴格管控。實施效果：在該對策實施期間，護筒內(nèi)泥漿面標高得到了有效的控制，經(jīng)歷了三次大潮汐，所選正在施工的5根樁基均未出現(xiàn)護筒穿孔漏漿的現(xiàn)象，且一次性鉆進進尺直至成孔，達到了預期的理想效果。表9.2對策二實施過程中的5根樁基泥漿面和海面高程統(tǒng)計表序號樁號泥漿、海面高程情況（m）備注泥漿面海水面高差1東大跨徑43-3+4.2-0.24.42東引橋27-6+3.8+1.04.83東引橋X25-5+4.3+1.13.24東引橋X24-3+4.0+0.74.75東引橋27-2+3.1-1.54.6大潮汐低潮位制表人：寇海軍制表時間：2012年11月19日圖9.2-1合理降低鋼護筒內(nèi)泥漿面標高圖9.2-2大潮汐時泵抽排放孔內(nèi)泥漿9.3、對策實施三：護筒埋入深度不夠致使穿孔漏漿由于所處施工海域為石灰?guī)r地質(zhì)，自海床地面往下的地層結(jié)構(gòu)一般為淤泥層、粗砂層、全風化石灰?guī)r、強風化石灰?guī)r、微風化石灰?guī)r、弱風化石灰?guī)r，而高度不一的串珠狀溶洞頻繁地夾雜出現(xiàn)在石灰?guī)r巖層內(nèi)。一旦鋼護筒埋入深度不夠或護筒底口落在不穩(wěn)定的溶洞頂板上，在施工過程中，隨時會出現(xiàn)漏漿現(xiàn)象，而處理溶洞會耽誤大量的時間，從而影響施工進度。QC小組經(jīng)過認真地討論分析，決定采取以下措施：9.3.1、當海床以下沒有溶洞時，鋼護筒底口務必穿透淤泥層和粗砂層，貫入全風化巖層至少9.3.2、當海床以下存在多層溶洞時，采用多層鋼護筒遞進的方法，先下最外層護筒，然后逐層往里，務必確保最里層的鋼護筒底口穿過隔離層厚度小于2m的所有溶洞、溶腔，落在穩(wěn)定的風化巖層上。多層鋼護筒遞進施工見圖9.3-1。圖9.3-1“多層鋼護筒遞進法”制圖人：寇海軍制圖時間：2012年10月25日最里層鋼護筒的直徑根據(jù)“公路橋涵施工技術(shù)規(guī)范‘JTG/TF50-2011’”中8.3.1和8.5.1要求進行設置，其內(nèi)徑控制在比設計有效樁徑大20～40cm范圍內(nèi)為宜。相鄰內(nèi)、外護筒之間直徑差為10cm。9.3.3、上述兩條措施在實施期間由QC小組指派專人負責落實實施效果：在該對策實施期間，樁基鋼護筒確保了埋入深度，所選擇的串珠狀溶洞區(qū)5根樁基采用了“多層鋼護筒遞進法”施工，均未出現(xiàn)穿孔或反穿孔漏漿的現(xiàn)象，成功率100%，達到了預期目標。十、效果檢驗10.1、設定目標實現(xiàn)情況2012年11月21日，QC小組組長兼項目總工程師李旭東組織對參加本次活動的所有樁基鉆孔記錄進行了詳細檢查，將非正常停工次數(shù)、誤工時長和是否一次性成孔的結(jié)果進行統(tǒng)計，如表10.1。表10.1海上樁基鉆孔施工“一次性成孔”調(diào)查統(tǒng)計表（對策實施后）序號樁號調(diào)查情況統(tǒng)計備注誤工次數(shù)（次）累計誤工時長（h）是否一次性成孔1東引橋S10-100是2東引橋S13-300是-續(xù)上表-序號樁號調(diào)查情況統(tǒng)計備注誤工次數(shù)（次）累計誤工時長（h）是否一次性成孔3東引橋X24-800是4東引橋S12-400是5東引橋X25-700是6東大跨徑42-500是7東大跨徑43-3172否護壁坍塌/等廠家發(fā)錘頭8東引橋S8-300是9東引橋S6-400是10東引橋S11-100是11東引橋27-600是12東引橋S16-300是13東引橋X24-7148否護壁坍塌/因暴雨導致停工14東引橋S7-200是15東引橋S8-400是16東引橋X25-500是17東引橋X26-300是18東引橋S10-200是19東引橋27-200是20東引橋S6-200是21東引橋S16-400是22東引橋X24-3148否護壁坍塌/因暴雨導致停工23東引橋S7-100是24東引橋S9-100是制表人：聶容華制表時間：2012年11月21日eq\o\ac(○,1)參與活動樁基根數(shù)共24根，其中21根一次性成孔，未發(fā)生任何現(xiàn)象導致停工、窩工現(xiàn)象；eq\o\ac(○,2)參與活動樁基根數(shù)共24根，其中2根因連續(xù)大雨停工2天后，重新開鉆時護壁失穩(wěn)坍塌；eq\o\ac(○,3)參與活動樁基根數(shù)共24根，其中1根因等待鉆機廠家更換錘頭，發(fā)貨延遲而停工3天，導致泥漿護壁坍塌，未一次性成孔。由此可見，參與此次QC小組“提高強潮汐海域溶洞區(qū)鉆孔樁成孔效率”活動的樁基，一次性鉆進正常成孔的樁基比例為21/24=87.5%，非正常鉆進成孔的樁基比例為3/24=12.5%，實現(xiàn)了設定目標。圖10.1-1強潮汐溶洞區(qū)鉆孔樁QC小組活動前后及目標對比柱狀圖制圖人：侯凱制圖時間：2012年1通過此次的QC小組活動，我單位的海上鉆孔樁一次性成孔效率得到了很大的提高，不僅加快了工程進度，更重要的是為后續(xù)剩余的海上鉆孔樁施工累積到了豐富的經(jīng)驗。活動前活動后圖10.1-2QC小組活動前后強潮汐溶洞區(qū)“一次性成孔”對比餅圖制圖人：王國群制圖時間：2012年11月21日經(jīng)過集中討論分析，QC小組認為，在本次活動中對策實施階段共計24根鉆孔樁中，出現(xiàn)泥漿護壁坍塌現(xiàn)象導致未能“一次性成孔”的3根樁基中，致其產(chǎn)生的2條原因，其中1條是由于要“等廠家發(fā)鉆機錘頭”，鉆孔施工停止，因等待時間過長導致護壁坍塌，這屬于來自外界的客觀原因，不將其作為產(chǎn)生缺陷的主要癥結(jié)；另1條原因是“因暴雨導致停工”，2天之后，暴雨停止重新開鉆時，發(fā)現(xiàn)護壁已經(jīng)坍塌，該原因?qū)儆谧匀唤绮豢煽沽π袨榈姆懂牐膊粚⑵渥鳛楫a(chǎn)生缺陷的主要癥結(jié)。10.2、工期效益截至本次QC小組的活動結(jié)束，我項目樁基剩余工程量為10800m/400根，活動前后的一次性成孔比例差為87.5%-27%=60.5%，即400根*60.5%=242根，假定這242根樁基每根耽誤1個工日，則至少耽誤242工日。而眾所周知，樁基一旦出現(xiàn)塌孔或者漏漿現(xiàn)象，進行處理的時間往往不止1天，如情況較為嚴重的話，更可多達數(shù)十天。因此，此次QC小組活動得出的經(jīng)驗可以為本項目創(chuàng)造寶貴的工期效益。10.3、經(jīng)濟效益在最普通的塌孔、漏漿現(xiàn)象發(fā)生時，最為常用的處理方式便是回填黃粘土和高強度片石，回填數(shù)量更是不可估量。假定上述242根樁基每