隧道初期支護(hù)模注混凝土的質(zhì)量控制

隧道初期支護(hù)模注混凝土的質(zhì)量控制XXXXX經(jīng)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(biāo)XXX隧道，雙洞全長(zhǎng)1993米。設(shè)計(jì)采用雙層模注混凝土，其主要特點(diǎn)為：初期支護(hù)避開噴錨柔性支護(hù)不能有效抑制圍巖變形，易發(fā)生塌方現(xiàn)象；而設(shè)計(jì)采用模筑混凝土作為初期支護(hù)的一種新型設(shè)計(jì)方案。XXX隧道采用上、下臺(tái)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(jiǎn)圖如下：而且雙層模筑混凝土在我集團(tuán)公司至今無成功的施工經(jīng)驗(yàn)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(zhì)量控制方面。XXXXXXXXXX經(jīng)理部隧道初期支護(hù)模注砼QC小組2、小組簡(jiǎn)介：XXXXXXXXXX經(jīng)理部隧道初期支護(hù)模注砼QC小組注冊(cè)登記號(hào)：成立時(shí)間：2002年3月1日小組攻關(guān)類型：注冊(cè)登記號(hào)：成立時(shí)間：2002年3月1日小組攻關(guān)類型：質(zhì)量控制型小組成員共100人，人均均接受TQC教育60小時(shí)NO姓名年齡性別學(xué)歷職稱組內(nèi)職務(wù)130男碩士工程師組長(zhǎng)230男本科助工副組長(zhǎng)328男大專助工副組長(zhǎng)431男大專技師技術(shù)負(fù)責(zé)533男中專技術(shù)員施工負(fù)責(zé)624男中專技術(shù)員組員724男本科質(zhì)檢員組員828男大專助工組員926男大專試驗(yàn)員組員1032男本科總工技術(shù)顧問3、選題理由：（１）施工工藝要求：初期支護(hù)采用鋼筋骨架混凝土的隧道設(shè)計(jì)，在集團(tuán)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(zhì)量要求：嚴(yán)格控制施工質(zhì)量，保證工程施工一次合格率達(dá)到１００％，確保工程質(zhì)量?jī)?yōu)質(zhì)。（３）公司發(fā)展需要：公司在承建XX隧道時(shí)承諾確保項(xiàng)目?jī)?yōu)質(zhì)工程，爭(zhēng)創(chuàng)省部?jī)?yōu)工程。（４）本部門需要：①配合公司完成公司目標(biāo)。②確保工程質(zhì)量安全，加快施工進(jìn)度。③填補(bǔ)了公司無成功初襯模筑混凝土施工經(jīng)驗(yàn)。選定課題：隧道初期支護(hù)模注混凝土的質(zhì)量控制隧道初期支護(hù)模注混凝土施工原理說明：初期襯砌模筑混凝土是針對(duì)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(hù)取代常用的噴錨支護(hù)，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(yùn)營(yíng)后常見的各種工程隱患。4、現(xiàn)狀調(diào)查：雙層模筑混凝土在現(xiàn)階段的工程建設(shè)中，只有甘肅省XX高速公路段施工時(shí)先后有XXXX、XXXX和XXXX等幾家施工單位進(jìn)行了本類型設(shè)計(jì)的隧道施工，而我局目前還沒有本類型隧道的施工經(jīng)驗(yàn)。我們?cè)趯W(xué)習(xí)借鑒其他工程局施工經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，加以改進(jìn)，爭(zhēng)取使初期襯砌模筑混凝土，在質(zhì)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(qiáng)度設(shè)計(jì)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(shí)間的控制，會(huì)對(duì)混凝土的質(zhì)量產(chǎn)生較大的影響。若間隔時(shí)間上控制不好，會(huì)大大降低混凝土的質(zhì)量；但間隔時(shí)間太長(zhǎng)將嚴(yán)重影響工程進(jìn)度。在確保工程質(zhì)量的前提下，盡量提高工程進(jìn)度，勢(shì)必要找到質(zhì)量和進(jìn)度的平衡點(diǎn)。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(dāng)，也容易形成空洞而影響初襯混凝土的質(zhì)量。③初期襯砌混凝土由于采用上下臺(tái)階法隨挖隨襯，施工限制不能采用定型臺(tái)車及大模板，從而加大了襯砌時(shí)的施工難度，影響襯砌質(zhì)量與外觀。④工人操作過程中，施工經(jīng)驗(yàn)不足，往往出現(xiàn)操作不當(dāng)而導(dǎo)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(cuò)臺(tái)較大等，影響混凝土的質(zhì)量和外觀。6、制定對(duì)策：①、在施做初期襯砌模注混凝土?xí)r，嚴(yán)格選用高標(biāo)號(hào)早強(qiáng)水泥。加強(qiáng)混凝土的養(yǎng)護(hù)條件；嚴(yán)格控制混凝土施做和開挖爆破所間隔的時(shí)間；優(yōu)化爆破方案，采用光面爆破技術(shù)；每1.5m設(shè)置一環(huán)（41根）超前錨桿作為超前支護(hù)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(duì)已施做混凝土的振動(dòng)。②、初期襯砌模注混凝土在施作邊墻與拱部的銜接處時(shí)，采用預(yù)留縫隙，最后做人工填塞搗實(shí)處理（見右圖）。在施作二次襯砌前進(jìn)行壓漿處理。對(duì)超挖部分的處理如下：拱腳及邊墻基地以上1m范圍內(nèi)的超挖用與拱圈相同標(biāo)號(hào)的混凝土同時(shí)澆筑、其余部位（包括仰拱），超挖在允許范圍內(nèi)用與襯砌相同標(biāo)號(hào)標(biāo)號(hào)的混凝土同時(shí)澆筑，超挖大于規(guī)定值時(shí)采用片石混凝土回填。③、在施作拱部初期襯砌模注混凝土?xí)r，為方便立模加固及混凝土施作，而制作簡(jiǎn)易的襯砌臺(tái)車，使襯砌時(shí)便于支護(hù)。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(xùn)力度，鼓勵(lì)職工自學(xué)成才，獎(jiǎng)勵(lì)職工中的操作能手。7、組織實(shí)施：①、針對(duì)原因①在使用水泥方面QC小組組織試驗(yàn)室、技術(shù)室及物資部門相關(guān)人員經(jīng)過反復(fù)的試驗(yàn)對(duì)比，最后采用祁連山32.5R早強(qiáng)型水泥；在爆破開挖方面，QC小組向集團(tuán)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(duì)襯砌混凝土的振動(dòng)降低到了最低點(diǎn)。混凝土施作與爆破所間隔的時(shí)間上（見下表），爆破間隔時(shí)間與混凝土強(qiáng)度表爆破間隔時(shí)間設(shè)計(jì)強(qiáng)度試件強(qiáng)度取芯強(qiáng)度備注3小時(shí)C2528.919.5不合格5小時(shí)C2529.223.2不合格6小時(shí)C2531.127.0不合格7小時(shí)C2529.528.8合格8小時(shí)C2530.529.9合格經(jīng)過試驗(yàn)分析在混凝土灌注完畢后7小時(shí)后爆破，爆破沖擊對(duì)混凝土的強(qiáng)度影響較小。②、針對(duì)原因②經(jīng)過QC小組與集團(tuán)公司專家的討論，決定在施作邊墻時(shí)，在封頂處預(yù)留7~10cm縫隙，完成混凝土澆注24h后進(jìn)行。封口時(shí)采用高標(biāo)號(hào)干硬性沙漿配合小片石填塞密實(shí)。這樣使在施作邊墻時(shí)便于操作，減小施工難度，并且封口處混凝土的質(zhì)量及與拱、墻混凝土的結(jié)合也達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。施作二襯前，在拱墻銜接處沿縱向每隔5m施作一個(gè)注漿孔，進(jìn)行壓漿處理。③、針對(duì)原因③經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)施工的調(diào)查，為便于施工操作而拼制成簡(jiǎn)易的臺(tái)車（簡(jiǎn)圖如下圖1）利用此簡(jiǎn)易臺(tái)車使各工序的銜接上更合理化，使每輪襯砌之間無明顯錯(cuò)臺(tái)，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(hù)及襯砌過程中的搗固更加方便。④、針對(duì)原因④采取了一系列的辦法和措施：a、公司舉辦了兩期質(zhì)量培訓(xùn)班，并聘任了專職的質(zhì)量控制監(jiān)督員，提高了員工的質(zhì)量意識(shí)。b、工地上又先后舉辦了模板拼裝及混凝土搗固培訓(xùn)班，同時(shí)又開展了模板工及混凝土工等多種形式的技術(shù)比賽，選拔了一批工種模范和崗位標(biāo)兵。c公司鼓勵(lì)崗位成才和自學(xué)成才，并規(guī)定凡在崗位上成為操作能手，在自學(xué)成才上取得國(guó)家認(rèn)可的資質(zhì)證書，經(jīng)公司人事部確認(rèn)后將給予1000～3000元的獎(jiǎng)勵(lì)。d制定了一系列的質(zhì)量管理辦法，如《質(zhì)量管理獎(jiǎng)懲辦法》、《質(zhì)量管理體系》、《混凝土施工質(zhì)量通病的糾正與預(yù)防》等，提高了混凝土施工的質(zhì)量和水平。5.在初襯混凝土配合比的設(shè)計(jì)及混凝土的養(yǎng)護(hù)方面、參照《混凝土施工規(guī)范》和以往施工混凝土的經(jīng)驗(yàn)結(jié)合實(shí)際情況采取了以下措施：嚴(yán)格控制混凝土的配合比，調(diào)制混凝土拌和物時(shí)、水泥重量偏差不得超過（正負(fù)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(hù)，保持混凝土良好的硬化條件，由于隧道洞內(nèi)的溫度一般都在15~18度之間，養(yǎng)護(hù)時(shí)間在7d已能達(dá)到混凝土的設(shè)計(jì)強(qiáng)度。8、效果檢查：經(jīng)過試驗(yàn)部門和質(zhì)檢部門的共同把關(guān)，對(duì)初期襯砌模注混凝土進(jìn)行抽芯檢驗(yàn)和進(jìn)行回彈試驗(yàn)，分別測(cè)锝數(shù)據(jù)如下：試驗(yàn)點(diǎn)數(shù)抽芯點(diǎn)28d強(qiáng)強(qiáng)度（KN/㎡）試塊28d強(qiáng)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(fù)核：XX日期：2002年9月20日以上為同次襯砌，襯砌28d抽芯試驗(yàn)與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試塊抗壓強(qiáng)度的對(duì)比；結(jié)果表明初期襯砌模注混凝土與標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護(hù)的試塊抗壓強(qiáng)度基本相同，達(dá)到設(shè)計(jì)強(qiáng)度的要求。在檢查初期襯砌外觀時(shí)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(cuò)臺(tái)，在邊墻與拱部接縫口處的修補(bǔ)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(bǔ)的方法不合理；方案制定及實(shí)施：對(duì)于跑?，F(xiàn)象，拱部采用在簡(jiǎn)易臺(tái)車的中間加橫撐，每1.2m加設(shè)一道在拱頂1/4處加設(shè)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(jìn)邊墻與拱部銜接處的修補(bǔ)方法采用干硬性砂漿抹平后，再用1.5：1的細(xì)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(diào)查后，每輪襯砌間的錯(cuò)臺(tái)已控制在5mm以內(nèi)，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(dòng)小組成果報(bào)于項(xiàng)目指揮部，并下發(fā)職工學(xué)習(xí)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(dòng)中有效的辦法和措施上報(bào)公司工程部和總工，經(jīng)修訂通過，匯編入公司工程質(zhì)量管理制度中