QC小組活動超大面積高強混凝土水平施工縫處理(徐忠秋)

1、超大面積高強混凝土水平施工縫處理的創(chuàng)新 中建二局核電分公司陽江核電站中建之光QC小組一、 工程及課題簡介1、 工程簡介：陽江核電廠是中廣核集團在廣東地區(qū)的第二核電基地。項目擬采用中廣核集團具有自主品牌的 CPR1000技術，規(guī)劃建設六臺百萬千瓦級壓水堆核電機組。我公司承建陽江核電站3、4#機組常規(guī)島的土建工程，計劃分別于2015年3月和2015年9月投入商業(yè)運行。土建工程包括常規(guī)島(MX)、聯(lián)合泵房(PX)、制氯車間(HX)及附屬廠房等21項建筑和構筑物，總工期為42個月。2、課題簡介：PX聯(lián)合泵房長113.64m，寬45.1m，高16.77m，采用筏板基礎、地下部分（深22 m）為鋼筋混凝土

2、結構，地上部分為鋼結構。地下部分由鼓型濾網(wǎng)區(qū)、消防水池間、SEC坑基礎、渦殼區(qū)組成，其基礎底板厚度分別為2.0m、5.6m、5.7m、1.9m，基礎底板高低不平，在基礎底板中留設有各種地坑，并埋設有SEC和CTE系統(tǒng)預應力鋼筒混凝土管。PX泵房基礎底板較厚，標高、厚度均不一致，混凝土澆筑量大，施工時要分塊分層澆筑。圖一 局部分層模板圖剖面圖（波浪線為水平施工縫）根據(jù)設計分層分塊圖（見上圖），3PX筏基分塊共18層，4PX筏基分塊共16層，四個渦殼區(qū)共20個澆灌區(qū)，共計分54塊澆筑，單塊混凝土方量在400600立方米，單塊水平施工縫在300500平方米。筏基混凝土均為C45S10F100聚丙微纖

3、維高強混凝土，由于筏基及澆灌區(qū)都為大體積高強度混凝土，水平施工縫的面積較大，這便導致超大面積高強混凝土水平施工縫的大量出現(xiàn)。根據(jù)技術規(guī)格書（B.T.S-10.30）PX聯(lián)合泵房鋼筋混凝土技術規(guī)格書的相關規(guī)定，在澆筑上層混凝土前應清除施工縫表面的水泥漿、垃圾、松動的砂石和軟弱層，使石子外露，并且必須將其表面處理呈粗糙狀，表面用水沖洗干凈并充分濕潤。在實際施筏基施工中，更存在豎向插筋拉筋分布密集等難度。如何處理好施工縫，成為項目PX泵房筏基混凝土施工中的重點。所以，有必要進行混凝土水平施工縫處理的工藝的創(chuàng)新。二、 QC小組簡介表一 小組簡介表 小組名稱中建二局核電分公司陽江核電站中建之光QC小組課

4、題名稱超大面積高強混凝土水平施工縫處理的創(chuàng)新注冊編號CSCEC2N.QC201106課題類型創(chuàng)新性活動起止日期2011.03.012011.12.20成立時間2011年2月序號姓名性別文化程度職務組內職務分工1吳榮男本科項目經理顧問全面統(tǒng)籌策劃2朱俊男本科質保部經理組長全面組織3方濤男本科技術部經理副組長策劃、制定對策4梁才男本科混凝土工長副組長對策實施、現(xiàn)場實施5楊榮超男本科技術員組員方案編制、資料整理6楊宏坤男大專土建隊長組員制定對策、對策實施7陳永強男本科質檢員組員現(xiàn)場實施、效果檢查8徐忠秋男本科質檢員組員現(xiàn)場實施、效果檢查9陳冶江男本科技術員組員現(xiàn)場實施、信息反饋10蔣曉男高中混凝土班

5、長組員現(xiàn)場實施、信息反饋制表人 楊榮超 制表日期 2011年3月 圖二 QC小組活動啟動會 圖三 QC小組討論會三、 選題理由1、質量要求：本工程為核電站的常規(guī)島土建工程的水泵房，其核質保等級為Q1級，對工程質量的要求要比常規(guī)島廠房的其他部位和一般工業(yè)與民用建筑更高。2、施工縫面積大：筏基分塊分層較多，且都為大體積高強度混凝土施工，導致水平施工縫較多，且水平施工縫面積較大，共有20000余平米水平施工縫，單塊普遍為300500平方米。3、混凝土強度高：泵房筏基混凝土標號為C45 C45S10F100聚丙微纖維，屬于高強度混凝土，混凝土三天強度可以達到36Mpa，用傳統(tǒng)的處理方法如人工鑿毛、風鎬

6、打毛等耗時耗力，效率非常低，對工期的影響較大。4、防滲要求：本工程為PX水泵房，為主廠房及核島輸送循環(huán)冷卻水，這就對泵房筏基施工縫的防滲要求更高，對水平施工縫結合處的密實程度及上下層混凝土的整體性要求較高。5、勞務用工背景和經濟效益：項目部面臨勞動力不足及勞務工工資水平上漲等背景，傳統(tǒng)的處理方法需耗費較多的勞務用工，給項目的勞務用工成本造成較大的壓力；正確有效的處理超大面積高強度混凝土水平施工縫可以帶來較大的經濟效益。因此，經過小組全體討論決定，課題選擇為：超大面積高強混凝土水平施工縫處理的創(chuàng)新四、 確定目標目標確定：工期目標：每塊混凝土澆筑完畢后，兩天之內完成對水平施工縫的處理，保證總體工期

7、。質量目標：采用合理的施工工藝，能進一步提高水平施工縫的質量，確保水平施工縫結合處的密實程度及上下層混凝土的整體性，保證混凝土水平施工縫的質量。經濟目標：采取切實有效的方案可節(jié)省勞務用工，為項目節(jié)約成本，創(chuàng)造經濟效益。五、 提出方案并確定最佳方案1、提出方案：小組成員在QC小組討論會上根據(jù)施工經驗，集思廣益，采用頭腦風暴法提出了以下三種施工縫處理辦法。傳統(tǒng)方法：人工鑿毛、風鎬電鎬打毛、沖擊鉆鑿毛和風砂槍鑿毛法，這些方法主要是借助外界的一些工具，如電鉆電錘、風鎬電鎬和風砂槍等，把上層混凝土中的浮漿泥漿打鑿去除，使混凝土表面呈麻面狀，達到上下層新舊混凝土密合要求。“緩凝劑”沖毛法：采用檸檬酸、糖蜜

8、、木鈣及其它緩凝減水劑等水溶性物質，來處理混凝土水平施工縫。其大致方法是將上述物質配置成一定濃度的溶液，將此溶液涂刷在新澆筑的混凝土表面上使之形成緩凝層。經1020小時后，待緩凝層以內或以下的混凝土硬化到一定的強度，用水沖刷形成毛面。高壓水沖毛法（簡稱沖花）：用于混凝土澆筑施工中混凝土水平施工縫表面沖毛處理，是高壓水射流技術在生產實際中的一種應用。以清水作為工作介質，經高壓泵加壓后，經節(jié)流閥、噴槍、噴嘴，使高壓水變?yōu)楦咚偕淞鞔驌粲诨炷帘砻?。在高壓水流的沖蝕作用下，混凝土表面浮漿和砂漿迅速剝落，使混凝土表面呈粗砂狀，從而達到表面處理要求。2、 確定最佳方案：表二 三種方案對比表方案傳統(tǒng)方法“緩

9、凝劑”法高壓水沖毛法工程質量機械打毛容易造成深層混凝土的松動和裂縫，降低混凝土的整體性，與毛面處理的初衷相悖緩凝劑溶液對混凝土表面吸附性差，實際應用中極難做到涂均勻，導致倉面呈“花臉狀”。沖刷后混凝土表面均勻露出5-8mm石子，表面呈粗砂狀，與下層澆筑混凝土的整體性優(yōu)秀。工期每百平米耗時約4天，進度慢、耗時久每百平米耗時約2天，進度快，耗時短每百平米耗時約1天，進度快，耗時短投入大小需要大量作業(yè)人員，工機具損耗嚴重，費用高。需要作業(yè)人員少，緩凝劑費用高。需要作業(yè)人員少，工機具損耗低。費用低。工作難度勞動條件差、強度大、功效低、混凝土損失大。很難做到均勻涂刷，使得局部摻量難以控制。由于沒有添加緩

10、凝劑，所以對開始沖花時間、高壓水槍的壓力、高壓水槍的沖射角度等重要參數(shù)要嚴格把握。其他筏基施工中水平施工縫出豎向鋼筋比較密集，加大工作難度。眾所周知，混凝土中緩凝劑的摻量有比較嚴格的限制，若超過限量，業(yè)主擔心對混凝土的后期強度有負面影響。沖花一些重要工藝參數(shù)較難掌握。制表人 楊榮超 制表時間 2011年3月根據(jù)三種方案的對比表進行分析和比較選擇，最終確定“高壓水沖毛”為最佳方案。3、最佳方案論證： 采用高壓水沖毛處理水平施工縫可以保證工程質量目標。 采用高壓水沖毛施工，用高壓水打去混凝土表面乳皮呈露砂狀態(tài)，使下層混凝土處理成均勻的石子麻面，控制骨料松動和面層混凝土擾動現(xiàn)象的出現(xiàn)，提高了新老混凝

11、土結合部的抗剪強度和抗?jié)B性。 人工鑿毛等傳統(tǒng)處理方法容易造成深層混凝土的松動和裂縫，降低混凝土的整體性，高壓水沖毛在施工中對下層混凝土無損壞，始終保持著混凝土的整體性。陽江核電站3、4#號機組常規(guī)島土建施工泵房筏基開始施工前，QC小組在現(xiàn)場進行了高壓水沖花試驗，通過試驗，對現(xiàn)場實際的可操作性及質量效果與以往工程進行分析與比較，在水平施工縫處理中采用沖花方案質量效果要好于人工鑿毛等傳統(tǒng)處理方法。 采用高壓水沖毛處理水平施工縫可以保證工期目標。 采用高壓水沖毛方法處理水平施工縫工作時間要明顯短于人工鑿毛等傳統(tǒng)處理方法。 高壓水沖毛處理水平施工縫，在混凝土澆筑后幾小時便可以進入施工階段，而人工鑿毛等

12、方法處理水平施工縫需要待澆筑的混凝土達到一定強度后方可施工，增加了施工工期。 采用高壓水沖毛處理水平施工縫可以保證經濟效益。相同面積的水平施工縫處理，高壓水沖毛所用作業(yè)人數(shù)明顯少于其他方法的作業(yè)人數(shù)，勞務用工費用節(jié)省顯著。 高壓水沖毛方法的作業(yè)工具較少，且損耗率低。4、最佳方案問題預測高壓水沖毛法一些重要參數(shù)的確定針對本工程的技術方案的編制及完善作業(yè)人員對操作技能的學習及掌握澆筑最上層混凝土時，對最上層混凝土振搗的掌握是否能保施工縫質量100%達到要求六、 制定對策針對以上各因素，我們小組制訂了如下對策表：表三 對策表序號問題對策及措施目標地點時間責任人1沖花參數(shù)的確定現(xiàn)場試驗 確定沖花的重要

13、參數(shù)試驗室試驗場地2011.4楊榮超、梁才、陳永強2方案的編制和完善根據(jù)現(xiàn)場的試驗及施工縫處理的經驗，完善相關施工方案，并在實踐中對原有技術及時進行改進和完善。編制針對本工程的沖花技術方案。施工現(xiàn)場技術部2011.4朱俊、方濤、楊榮超3操作人員對技術的掌握技術交底時要通俗易懂，增加培訓時間；學習相關施工方案，對作業(yè)人員進行充分培訓及資質評定。保證所有參與作業(yè)人員對技術工藝理解透徹。 會議室、施工現(xiàn)場2011.4至2011.5梁才、陳冶江、楊宏坤、蔣曉4控制振動棒振搗在澆筑最上層混凝土時振動棒振動要適中，嚴格控制過振導致出現(xiàn)上層表面浮漿砂漿過多及石子下沉嚴重的現(xiàn)象。振搗時無過振現(xiàn)象。施工部位20

14、11.4至2011.10徐忠秋、梁才、陳永強陳冶江、蔣曉5質量滿足要求對少部分沖花效果不理想?yún)^(qū)域進行人工鑿毛處理。確保質量施工現(xiàn)場2011.4至2011.10 陳永強、 徐忠秋制表人 徐忠秋 制表日期 2011年4月七、 對策實施1、實施一： 現(xiàn)場試驗，確定沖花重要參數(shù)現(xiàn)場試驗，2011年4月，在項目現(xiàn)場辦公室外一片空地，進行了C45 C45S10F100聚丙微纖維混凝土沖花試驗的參數(shù)確定。當日氣溫大約1618，天氣晴。首先澆筑15cm厚的三塊混凝土，從澆筑結束開始計算時間， 分別于7小時后（沖花時用手按在混凝土表面有硬感，同時能按下比較深的痕跡。）、8小時后（沖花時用手按在混凝土表面有硬感，

15、同時能按下痕跡，后經小組成員確認為最佳沖花作業(yè)開始時間）、9小時后（沖花時手按下不能留下痕跡，但是腳踩上面有微弱的痕跡。）開始沖花，對三種不同開始沖花時間的沖花效果（見下圖）及施工難度進行比較和分析總結，同時小組成員對相同條件下的混凝土強度進行了評估和記錄，確定了開始沖花的最佳時間（當混凝土表面強度達到大約68Mpa時）；小組成員又對不同溫度下C45混凝土達到沖花最佳強度的所用時間進行了測試并記錄，最后確定了開始沖花時間的重要參數(shù)；隨后小組成員又分別對沖花角度參數(shù)（控制在與混凝土面不超過60°且不低于30°）、高壓水槍水壓的參數(shù)3045Mpa（根據(jù)混凝土表面強度68Mpa變

16、化）等做了一系列的試驗和總結。圖四 砼澆筑7小時后開始沖花效果圖五 砼澆筑8小時后開始沖花效果圖六 砼澆筑9小時后開始沖花效果2、實施二：方案的編制和完善根據(jù)試驗確定的試驗參數(shù)，編制了陽江核電3、4#機組常規(guī)島PX泵房水平施工縫處理施工方案，并且在后續(xù)的實際施工中對各個參數(shù)加以完善。3、實施三：加強工人的技能培訓技術交底時力求通俗易懂，增加培訓時間；學習施工方案，對作業(yè)人員進行充分培訓及資質評定。對原有沖花技術做完善，嚴格控制沖花開始時間，混凝土澆筑完畢后，4到9小時開始沖花效果最好，不過受到環(huán)境因素影響較大，需要專職人員通過作業(yè)指導書中環(huán)境參數(shù)加之現(xiàn)場經驗隨時確定開始沖花時間；沖花角度控制在

17、與混凝土面不超過60°且不低于30°；最上層下料時，混凝土表面向沖花排水方向有一個較?。?%左右）的斜坡，使沖出的泥漿水容易排出；對高壓水槍水壓要嚴格控制（35-40Mpa），且出水水束需呈霧狀，避免沖出水溝；沖花效果為表面均勻地露出石子（5-8mm）。圖五 對工人進行技術交底和培訓4、實施四：控制振搗棒的振搗在澆筑最上層混凝土時振動棒震動要適中，嚴格控制過振導致出現(xiàn)上層表面浮漿砂漿過多及石子下沉嚴重的現(xiàn)象。施工過程中，QC及工長負責督促振搗手進行混凝土振搗作業(yè)，避免出現(xiàn)過振現(xiàn)象。圖六 工人正在進行沖花5、實施五：確保質量通過對沖花技術的創(chuàng)新和完善，陽江核電站3、4#機組常

18、規(guī)島PX泵房施工中以沖花為處理水平施工縫的主要手段，對少部分進行人工鑿毛作輔助性措施，在驗收合格率和工程質量上均有很大的提高，受到業(yè)主的認可。措施實施后的效果：沖花效果優(yōu)秀，水平施工縫處理質量合格。圖七 沖花后成果圖八、 效果確認通過QC小組成員對“高壓水沖毛法”的不斷改進與管理人員對工人的技術指導，本項目采用沖花處理超大面積高強混凝土水平施工縫已取得了較大的成功，較好的完成了前期設定目標：1、工程質量目標：陽江核電站項目3、4#機組常規(guī)島水泵房對防水要求較高，采用沖花處理水平施工縫要比傳統(tǒng)人工鑿毛等效果好，這是因為沖花是在混凝土澆筑后用高壓水沖掉表層未凝固的浮漿及砂漿，現(xiàn)出混凝土骨料，使其表

19、面呈均勻的粗糙面。而人工鑿毛、機械打毛等工藝處理水平施工縫容易造成深層混凝土的松動和裂縫，降低混凝土的整體性。從后期業(yè)主對沖花效果的驗收記錄中也可以看出，水平施工縫一次合格率提升為100%，表四 經濟效益及時間對比表方案高壓水沖毛法添加“緩凝劑”法傳統(tǒng)方法300費用估算沖花10人半個工作日，清渣10人一個工作日，共15個工，180元/工，共2700元。添加緩凝劑10人半個工作日，沖水10人半個工作日，清渣10人一個工作日，共20個工，180元/工，共3600元35元/，共10500元。300工作時間估算1.5個工作日2個工作日56個工作日每平米費用估算9元12元35元制表人 徐忠秋 制表日期

20、2011年6月2、工期目標：實際施工中，每塊混凝土澆筑后，采用高壓水沖毛法處理水平施工縫，使施工縫處理均在兩個工作日內完成，保證了項目的整體工期。3、經濟效益目標：到目前為止陽江核電項目已施工水平施工縫約12370，采用“高壓水沖毛”法處理水平施工縫約11480，采用我小組的創(chuàng)新方案施工，已為項目直接節(jié)省資金30多萬元；而當前把施工縫處理得當，后期投入修補施工縫漏水的間接費用節(jié)省更是不可估量的。QC小組通過采用正確有效的措施處理超大面積高強混凝土水平施工縫，在工程質量、經濟效益及工期時間上都達到了預期的目標。QC小組對水平施工縫的處理方案及經驗，為后續(xù)其他類似工序提供了可行性的操作方法，也可以向其他項目進行推廣實施。九、 標準化1、 標準化D階段通過試驗和對前期施工的總結，使高壓水沖毛技術在施工縫處理中得以順利實施。P階段按照水平施工縫處理要求，編制水平施工縫高壓水沖毛施工方案，組織交底及學習。 PDCA循環(huán) C階段經過一個季度的施工效果檢查，水平施工縫的處理效果明顯提高，達到了預期目標。A階段采用高壓水沖毛處理水平施工縫在工程質量、節(jié)省效益等均有提高，并編制了相關工作程序