隧道初期支護模注混凝土的質量控制

隧道初期支護模注混凝土的質量控制XXXXX經理部初襯模筑混凝土QC小組１、工程概況：XXX承建XX高速公路XXX標XXX隧道，雙洞全長1993米。設計采用雙層模注混凝土，其主要特點為：初期支護避開噴錨柔性支護不能有效抑制圍巖變形，易發(fā)生塌方現(xiàn)象；而設計采用模筑混凝土作為初期支護的一種新型設計方案。XXX隧道采用上、下臺階法開挖施作，初期襯砌混凝土分拱部及邊墻兩部分施作。施工工序簡圖如下：而且雙層模筑混凝土在我集團公司至今無成功的施工經驗和一套完整的施工工藝可借鑒，特別是初期模筑混凝土的質量控制方面。XXXXXXXXXX經理部隧道初期支護模注砼QC小組2、小組簡介：XXXXXXXXXX經理部隧道初期支護模注砼QC小組注冊登記號：成立時間：2002年3月1日小組攻關類型：注冊登記號：成立時間：2002年3月1日小組攻關類型：質量控制型小組成員共100人，人均均接受TQC教育60小時NO姓名年齡性別學歷職稱組內職務130男碩士工程師組長230男本科助工副組長328男大專助工副組長431男大專技師技術負責533男中專技術員施工負責624男中專技術員組員724男本科質檢員組員828男大專助工組員926男大專試驗員組員1032男本科總工技術顧問3、選題理由：（１）施工工藝要求：初期支護采用鋼筋骨架混凝土的隧道設計，在集團公司并未有成功的施工先例，初期模筑混凝土施工工藝方面幾乎是一片空白。（２）施工質量要求：嚴格控制施工質量，保證工程施工一次合格率達到１００％，確保工程質量優(yōu)質。（３）公司發(fā)展需要：公司在承建XX隧道時承諾確保項目優(yōu)質工程，爭創(chuàng)省部優(yōu)工程。（４）本部門需要：①配合公司完成公司目標。②確保工程質量安全，加快施工進度。③填補了公司無成功初襯模筑混凝土施工經驗。選定課題：隧道初期支護模注混凝土的質量控制隧道初期支護模注混凝土施工原理說明：初期襯砌模筑混凝土是針對破碎、膨脹性泥巖而采用的一種新型施工方法。在爆破開挖后，采用混凝土支護取代常用的噴錨支護，從而有效的控制圍巖收斂及變形，避免因圍巖變形造成塌方從而引發(fā)的工程事故，保證隧道的安全施工，消除在隧道交付運營后常見的各種工程隱患。4、現(xiàn)狀調查：雙層模筑混凝土在現(xiàn)階段的工程建設中，只有甘肅省XX高速公路段施工時先后有XXXX、XXXX和XXXX等幾家施工單位進行了本類型設計的隧道施工，而我局目前還沒有本類型隧道的施工經驗。我們在學習借鑒其他工程局施工經驗的基礎上，加以改進，爭取使初期襯砌模筑混凝土，在質量和施工工藝上有較大的提高。一次模筑混凝土厚度：Ⅰ類55cmⅡ類45cmⅢ類40cm二次模筑混凝土厚度：35cm襯砌混凝土強度設計為：C255、原因分析：①由于初期襯砌模筑混凝土緊跟圍巖的開挖面，爆破開挖與混凝土施作所間隔的時間的控制，會對混凝土的質量產生較大的影響。若間隔時間上控制不好，會大大降低混凝土的質量；但間隔時間太長將嚴重影響工程進度。在確保工程質量的前提下，盡量提高工程進度，勢必要找到質量和進度的平衡點。②初期襯砌模筑混凝土分拱部和邊墻，兩步施作。在拱部和邊墻的銜接處容易形成空洞。超挖部分若處理不當，也容易形成空洞而影響初襯混凝土的質量。③初期襯砌混凝土由于采用上下臺階法隨挖隨襯，施工限制不能采用定型臺車及大模板，從而加大了襯砌時的施工難度，影響襯砌質量與外觀。④工人操作過程中，施工經驗不足，往往出現(xiàn)操作不當而導致混凝土出現(xiàn)跑模，表面出現(xiàn)蜂窩麻面，每輪襯砌出現(xiàn)錯臺較大等，影響混凝土的質量和外觀。6、制定對策：①、在施做初期襯砌模注混凝土時，嚴格選用高標號早強水泥。加強混凝土的養(yǎng)護條件；嚴格控制混凝土施做和開挖爆破所間隔的時間；優(yōu)化爆破方案，采用光面爆破技術；每1.5m設置一環(huán)（41根）超前錨桿作為超前支護圍巖開挖完畢后立即初噴2～3cm混凝土，將掌子面與模筑混凝土之間的距離拉開2ｍ，以減少對已施做混凝土的振動。②、初期襯砌模注混凝土在施作邊墻與拱部的銜接處時，采用預留縫隙，最后做人工填塞搗實處理（見右圖）。在施作二次襯砌前進行壓漿處理。對超挖部分的處理如下：拱腳及邊墻基地以上1m范圍內的超挖用與拱圈相同標號的混凝土同時澆筑、其余部位（包括仰拱），超挖在允許范圍內用與襯砌相同標號標號的混凝土同時澆筑，超挖大于規(guī)定值時采用片石混凝土回填。③、在施作拱部初期襯砌模注混凝土時，為方便立模加固及混凝土施作，而制作簡易的襯砌臺車，使襯砌時便于支護。工人施工過程中也便于操作，使襯砌加固及過程中的搗固效果有了極大的提高。④、加大職工的培訓力度，鼓勵職工自學成才，獎勵職工中的操作能手。7、組織實施：①、針對原因①在使用水泥方面QC小組組織試驗室、技術室及物資部門相關人員經過反復的試驗對比，最后采用祁連山32.5R早強型水泥；在爆破開挖方面，QC小組向集團公司隧道專家咨詢，并一起制定出優(yōu)化的爆破方案，不僅爆破效果良好，而且對襯砌混凝土的振動降低到了最低點?；炷潦┳髋c爆破所間隔的時間上（見下表），爆破間隔時間與混凝土強度表爆破間隔時間設計強度試件強度取芯強度備注3小時C2528.919.5不合格5小時C2529.223.2不合格6小時C2531.127.0不合格7小時C2529.528.8合格8小時C2530.529.9合格經過試驗分析在混凝土灌注完畢后7小時后爆破，爆破沖擊對混凝土的強度影響較小。②、針對原因②經過QC小組與集團公司專家的討論，決定在施作邊墻時，在封頂處預留7~10cm縫隙，完成混凝土澆注24h后進行。封口時采用高標號干硬性沙漿配合小片石填塞密實。這樣使在施作邊墻時便于操作，減小施工難度，并且封口處混凝土的質量及與拱、墻混凝土的結合也達到了設計要求。施作二襯前，在拱墻銜接處沿縱向每隔5m施作一個注漿孔，進行壓漿處理。③、針對原因③經過對現(xiàn)場施工的調查，為便于施工操作而拼制成簡易的臺車（簡圖如下圖1）利用此簡易臺車使各工序的銜接上更合理化，使每輪襯砌之間無明顯錯臺，并且這樣也給工人創(chuàng)造了良好的施工環(huán)境，使襯砌前的支護及襯砌過程中的搗固更加方便。④、針對原因④采取了一系列的辦法和措施：a、公司舉辦了兩期質量培訓班，并聘任了專職的質量控制監(jiān)督員，提高了員工的質量意識。b、工地上又先后舉辦了模板拼裝及混凝土搗固培訓班，同時又開展了模板工及混凝土工等多種形式的技術比賽，選拔了一批工種模范和崗位標兵。c公司鼓勵崗位成才和自學成才，并規(guī)定凡在崗位上成為操作能手，在自學成才上取得國家認可的資質證書，經公司人事部確認后將給予1000～3000元的獎勵。d制定了一系列的質量管理辦法，如《質量管理獎懲辦法》、《質量管理體系》、《混凝土施工質量通病的糾正與預防》等，提高了混凝土施工的質量和水平。5.在初襯混凝土配合比的設計及混凝土的養(yǎng)護方面、參照《混凝土施工規(guī)范》和以往施工混凝土的經驗結合實際情況采取了以下措施：嚴格控制混凝土的配合比，調制混凝土拌和物時、水泥重量偏差不得超過（正負百分之二），集料重量偏差不得超出（百分之五）水及外加劑偏差不得超出（百分之二）。初襯混凝土灌注后10~12h開始灑水養(yǎng)護，保持混凝土良好的硬化條件，由于隧道洞內的溫度一般都在15~18度之間，養(yǎng)護時間在7d已能達到混凝土的設計強度。8、效果檢查：經過試驗部門和質檢部門的共同把關，對初期襯砌模注混凝土進行抽芯檢驗和進行回彈試驗，分別測锝數(shù)據如下：試驗點數(shù)抽芯點28d強強度（KN/㎡）試塊28d強度（KKN/㎡）130.430.9229.831.5331.330.8430.731.6530.732.1632.131.8729.831.6831.430.7931.632.01028.831.7記錄：XX復核：XX日期：2002年9月20日以上為同次襯砌，襯砌28d抽芯試驗與標準養(yǎng)護的試塊抗壓強度的對比；結果表明初期襯砌模注混凝土與標準養(yǎng)護的試塊抗壓強度基本相同，達到設計強度的要求。在檢查初期襯砌外觀時發(fā)現(xiàn)，混凝土表面無明顯麻面，只有少數(shù)的氣泡存在，每輪襯砌存在有較明顯的錯臺，在邊墻與拱部接縫口處的修補也不太理想。9、第二次PDCA循環(huán)：原因分析：跑模的現(xiàn)象；所采取的修補的方法不合理；方案制定及實施：對于跑?，F(xiàn)象，拱部采用在簡易臺車的中間加橫撐，每1.2m加設一道在拱頂1/4處加設一斜撐。邊墻則采用打鎖腳錨桿，直接伸至模板拱架處，并將錨桿與模板拱架焊接牢固，如右圖改進邊墻與拱部銜接處的修補方法采用干硬性砂漿抹平后，再用1.5：1的細砂、水泥伴和抹面，基本與初期襯砌混凝土的顏色相同。效果檢查：在新的一輪的調查后，每輪襯砌間的錯臺已控制在5mm以內，而邊墻與拱部的銜接處已不明顯，拱部與邊墻整體性良好。10、鞏固措施：將QC活動小組成果報于項目指揮部，并下發(fā)職工學習加以鞏固，在施工過程中繼續(xù)使用次種施工方法；由本單位小組活動中有效的辦法和措施上報公司工程部和總工，經修訂通過，匯編入公司工程質量管理制度中