武廣客運(yùn)專線隧道防排水技術(shù)的突破QC成果_ppt

1、一、項(xiàng)目概況二、小組概況三、選題理由四、現(xiàn)狀調(diào)查五、目標(biāo)確定六、可行性分析七、原因分析八、要因確認(rèn)九、制定對(duì)策十、對(duì)策實(shí)施十一、效果檢查十二、鞏固措施十三、總結(jié)及今后打算一、項(xiàng)目概況 鐵路常被比喻成國民經(jīng)濟(jì)的大動(dòng)脈。目前，為適應(yīng)我國國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和日益增長的客運(yùn)需求，我國正在大力發(fā)展客運(yùn)專線高速鐵路。 武廣鐵路是目前我國投資最大、里程最長的鐵路客運(yùn)專線。我院設(shè)計(jì)范圍內(nèi)線路全長715.12Km, 共有隧道177座，隧道總長110.34Km，占線路總長的14.7%。隧道設(shè)計(jì)時(shí)速為350Km，考慮空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)，為目前國內(nèi)修建的最高標(biāo)準(zhǔn)鐵路隧道。全線隧道177座，總長110.34Km 廣州站 武

2、漢站隨之而來，高標(biāo)準(zhǔn)客運(yùn)專線的隧道工程也面臨著許多的新技術(shù)、新挑戰(zhàn)?？瓦\(yùn)專線隧道對(duì)防排水提出了很高的要求，對(duì)襯砌的防水等級(jí)由原來的二級(jí)提高到一級(jí)，以滿足高速鐵路高標(biāo)準(zhǔn)的運(yùn)營環(huán)境。 一、項(xiàng)目概況 一準(zhǔn)級(jí)標(biāo)二、小組概況注冊編號(hào): 成立時(shí)間: 2005年5月30日 活動(dòng)次數(shù): 57次 小組出勤： 98% 課題重新注冊時(shí)間: 2006年1月 小組類型: 攻關(guān)型 活動(dòng)時(shí)間: 2006.62006.11 城06-98 序號(hào)姓 名性別年齡 文化程度職稱組內(nèi)職務(wù)受QC教育時(shí)間（學(xué)時(shí)）1肖明清男36 碩士院副總、高工組長502王克金男34 大學(xué)高工副組長493管鴻浩男33 大學(xué)工程師成員484唐勃男33 大學(xué)工

3、程師成員485蹤進(jìn)良男25 大學(xué)工程師成員486唐曌女25 大學(xué)工程師成員487肖翔男25 大學(xué)工程師成員488馬濤男25 大學(xué)工程師成員489陳靖男26 大學(xué)工程師成員4810李國旺男26 大學(xué)工程師成員48小組成員表二、小組概況三、選題理由有效的防排水是隧道建造與運(yùn)營的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，這主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：良好的防排水是客運(yùn)專線隧道正常運(yùn)營的需要； 良好的防水是工程本身堅(jiān)固性和耐久性的要求； 隧道是鐵路工務(wù)人員長期工作的地方，也是軌道、牽引電力線路、通風(fēng)、照明、通信設(shè)備安裝的地點(diǎn)，這些都要求隧道內(nèi)保持干燥，以確保工作人員舒適、電力設(shè)備避免受潮損壞失靈、延長軌道構(gòu)件使用壽命。 地下水特別是侵蝕

4、性地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)本身的侵害是很大的，它不但與混凝土發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，還會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)內(nèi)部的鋼筋發(fā)生侵蝕，直接導(dǎo)致結(jié)構(gòu)承載能力的下降。三、選題理由合理的排水措施是環(huán)境保護(hù)、水資源保護(hù)的需要，是避免引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害事故的需要；良好的防排水效果不僅使防水可靠，對(duì)減少鐵路運(yùn)營階段的維修成本有重要的作用。 盲目的排水會(huì)導(dǎo)致隧道地面草木枯萎，也是對(duì)寶貴地下水資源的一大浪費(fèi)，從而使地面建筑物產(chǎn)生不均勻沉降甚至破壞。 滲漏水不但會(huì)使鋼軌銹蝕損壞，內(nèi)部潮濕的環(huán)境也會(huì)加劇內(nèi)部設(shè)施的霉變損壞，同時(shí)可能引發(fā)供電線路的安全事故，即使單獨(dú)的滲漏水處理本身也是費(fèi)工費(fèi)時(shí)往往效果不佳的工作。環(huán)境保護(hù)四、現(xiàn)狀調(diào)查滲漏是目前我國隧道較為普遍

5、的問題。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，到2004年底，全國正式投入運(yùn)營的鐵路隧道有6087座，總長度3336km，其中有滲漏水病害的隧道1526座，占隧道總數(shù)的25%，滲漏水長度140.94km。 我國至2002年底，共有公路隧道1700座，總延長704km出現(xiàn)滲漏，其中嚴(yán)重滲漏水隧道達(dá)500余座，約占總座數(shù)的30%。 由此可見，在我國隧道界內(nèi)，隧道防排水工程的總體質(zhì)量并不能令人滿意。 四、現(xiàn)狀調(diào)查 隧道滲漏問題不僅在國內(nèi)是老大難問題，在國外一些國家也有類似情況發(fā)生。同時(shí)日本調(diào)查還發(fā)現(xiàn)隧道滲漏水經(jīng)過整治后，在5年內(nèi)失效復(fù)發(fā)的占44，中國的鐵路隧道也存在根治困難的問題。 而歐美等國家對(duì)隧道防排水非常重視，工程措施較

6、可靠，養(yǎng)護(hù)維修體系健全，已投入運(yùn)營的隧道基本沒有滲漏水情況發(fā)生。五、目標(biāo)確定 防排水技術(shù)是隧道界一個(gè)既古老又新鮮的課題，我們必須在設(shè)計(jì)中不斷研究探索，并加強(qiáng)總結(jié)和優(yōu)化，因此我們QC小組制定的目標(biāo)為： 提出客運(yùn)專線隧道防排水標(biāo)準(zhǔn)的量化指標(biāo)和細(xì)化原則； 明確不同環(huán)境條件下的客運(yùn)專線隧道防排水措施及工藝； 完善客運(yùn)專線隧道防排水系統(tǒng)、實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)可維護(hù)性。 目標(biāo)確定以后，小組制定了活動(dòng)計(jì)劃實(shí)施表，要求全組成員按此計(jì)劃時(shí)間進(jìn)行活動(dòng)。( 圖中虛線表示計(jì)劃完成時(shí)間，每一階段完成后，實(shí)際完成的時(shí)間用實(shí)線劃在它的下面。)下部打算鞏固措施效果檢查對(duì)策實(shí)施制定對(duì)策要因確認(rèn)原因分析現(xiàn)狀調(diào)查2006年11月2006年10

7、月2006年9月2006年8月2006年7月2006年6月計(jì)劃內(nèi)容五、目標(biāo)確定24六、可行性分析31院副總工程師擔(dān)任我QC小組組長，帶頭鉆研，小組成員構(gòu)成為新老結(jié)合，以老帶新，小組具有一流的專業(yè)技術(shù)水平和技術(shù)攻關(guān)能力。大部分小組成員參加了本線勘測設(shè)計(jì)工作，對(duì)現(xiàn)場的情況比較了解，并對(duì)國內(nèi)外有關(guān)高速鐵路技術(shù)進(jìn)行了較深入的研究。武廣隧道的防排水技術(shù)的先進(jìn)理念和新突破對(duì)我院的隧道設(shè)計(jì)水準(zhǔn)的提升具有重要的意義，小組成員團(tuán)結(jié)一致、深入研究，城建院和隧道所均給予了很高的重視。我院隧道設(shè)計(jì)水準(zhǔn)國內(nèi)專業(yè)領(lǐng)先，防排水設(shè)計(jì)方面有豐富經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)儲(chǔ)備，能確保設(shè)計(jì)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)。 我們認(rèn)為：小組確定的目標(biāo)，通過小組成員的共同

8、努力是完全可以實(shí)現(xiàn)的。 綜上所述六、可行性分析 為確保小組活動(dòng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)，小組成員多方位分析，查找原因，繪制實(shí)現(xiàn)該目標(biāo)的系統(tǒng)圖。七、原因分析復(fù)合式襯砌是否承受的水壓力不明確 水文、地質(zhì)情況較復(fù)雜隧道防水等級(jí)的劃分比較模糊，操作性不強(qiáng) 防排水理論研究不足 、設(shè)計(jì)依據(jù)不充分 隧道防水規(guī)范存在不足隧道防排水施工、監(jiān)理及驗(yàn)收不規(guī)范 適合隧道工程特點(diǎn)的防排水新材料較少特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計(jì)與施工規(guī)定隧道防排水系統(tǒng)不完善、沒有進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)材料客運(yùn)專線防排水技術(shù)的突破難度大？序號(hào)末端因素理 由 簡 述要因確認(rèn)1 隧道防水等級(jí)的劃分比較模糊，操作性不強(qiáng) 國內(nèi)暫無專門的客運(yùn)專線防水規(guī)范，規(guī)范中某些條款并

9、不能適用于速度達(dá)到200 km/h以上的客運(yùn)專線隧道，規(guī)范是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，應(yīng)予以改進(jìn)和完善。是2復(fù)合式襯砌是否承受水壓力 規(guī)范不考慮水壓力的做法是否可行？排水型隧道襯砌在水壓力作用下，仍然會(huì)出現(xiàn)開裂的現(xiàn)象，我們根據(jù)實(shí)際情況考慮襯砌所受到的水壓力，已解決此問題。否3水文、地質(zhì)情況較復(fù)雜 由于勘探費(fèi)用昂貴，很難掌握隧道的地質(zhì)情況，大都要經(jīng)過試驗(yàn)和估算推測。武廣客運(yùn)專線加強(qiáng)了勘測和地質(zhì)鉆探工作，同時(shí)向有經(jīng)驗(yàn)的地質(zhì)專家請教，以求弄清隧道的具體工程地質(zhì)情況。否4 特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計(jì)與施工規(guī)定 防排水原則沒有針對(duì)性，武廣客專線路長，環(huán)境變化大，應(yīng)要考慮環(huán)境等級(jí)、地層、埋深、水文條件等因素，分類提出

10、隧道防排水設(shè)計(jì)原則，有了具體原則才能指導(dǎo)設(shè)計(jì)。是5 缺少適合隧道工程特點(diǎn)的防排水新材料 目前適合隧道工程特點(diǎn)的防排水新材料較少，而且假冒偽劣產(chǎn)品充斥市場，良莠不齊，通過調(diào)研國內(nèi)外市場，并請國外專家來我院講課，并開展和研究院的合作，提出適合目前隧道的材料的發(fā)展方向和需要達(dá)到的指標(biāo)和工藝。否6 隧道防排水系統(tǒng)不完善、沒有進(jìn)行科學(xué)的維護(hù) 過去的隧道排水系統(tǒng)一旦堵塞無法進(jìn)行疏通，容易造成隧道滲漏水、基底翻漿冒泥等病害，要從根本上解決問題應(yīng)對(duì)隧道的整個(gè)防、排水系統(tǒng)進(jìn)行科學(xué)的改進(jìn)，設(shè)計(jì)出完善、科學(xué)的防排水系統(tǒng)。是7 隧道防排水施工、監(jiān)理及驗(yàn)收不規(guī)范 施工、監(jiān)理及驗(yàn)收也都缺乏相應(yīng)的規(guī)范，防水要求隨意性強(qiáng)，沒

11、有統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),施工監(jiān)理也缺乏防水施工工藝等方面的監(jiān)理規(guī)程。明確施工、監(jiān)理應(yīng)遵循的原則，要求施工嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求實(shí)施、并加強(qiáng)現(xiàn)場的監(jiān)督力度。否八、要因確認(rèn) 針對(duì)系統(tǒng)圖中的末端因素，本小組精心論證，確定要因，以確保對(duì)策實(shí)施的準(zhǔn)確性和針對(duì)性。 通過深入現(xiàn)場調(diào)查研究，運(yùn)用各種方法對(duì)上述七項(xiàng)末端因素進(jìn)行分析論證，我們找出了制約防排水技術(shù)的突破的主要因素有三個(gè): 隧道防水等級(jí)的劃分比較模糊，操作性不強(qiáng) 特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計(jì)與施工規(guī)定 隧道防排水系統(tǒng)不完善、沒有進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)八、要因確認(rèn)序號(hào)要因現(xiàn)狀對(duì)策目標(biāo)措施負(fù)責(zé)人地點(diǎn)完成日1 隧道防水等級(jí)的劃分比較模糊，操作性不強(qiáng) 國內(nèi)暫無專門的客運(yùn)專線防水規(guī)

12、范，規(guī)范中某些條款并不能適用于速度達(dá)到200 km/h以上的客運(yùn)專線隧道。 參照國外防水等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，明確客專隧道防水等級(jí)的劃分。 量化及細(xì)化武廣隧道防排水應(yīng)明確滿足的一些指標(biāo) 提出客運(yùn)專線隧道的防水原則，明確防水等級(jí)劃分的量化指標(biāo)，對(duì)防排水原則進(jìn)一步細(xì)化。 肖明清王克金唐 曌辦公室、現(xiàn)場06.72 特殊地段隧道無明確具體的設(shè)計(jì)與施工規(guī)定 設(shè)計(jì)依據(jù)較為籠統(tǒng)，沒有針對(duì)特殊地段（如高水、巖溶）等地段的設(shè)計(jì)與施工規(guī)定 具體化各種地段（含特殊地段）的防水規(guī)定 各種地段均有相應(yīng)的防排水原則，減少設(shè)計(jì)與施工中的盲目性 根據(jù)武廣客運(yùn)專線的特點(diǎn)，根據(jù)不同地質(zhì)、不同隧道條件制定不同的設(shè)計(jì)與施工措施王克金唐 勃李國

13、旺辦公室、現(xiàn)場06.83隧道防排水系統(tǒng)沒有進(jìn)行科學(xué)的維護(hù) 現(xiàn)行鐵路隧道普遍存在漏水、開裂等現(xiàn)象，不能滿足高速運(yùn)營要求 采用疏排水的措施對(duì)地下水進(jìn)行有目的的疏導(dǎo)，加強(qiáng)隧道襯砌結(jié)構(gòu)自防水和施工縫、變形縫防水。 防水可靠、排水通暢、系統(tǒng)可維護(hù) 制定多道設(shè)防、排、堵、截相結(jié)合的措施管鴻皓蹤敬良馬 濤現(xiàn)場、辦公室06.8九、制定對(duì)策 根據(jù)確認(rèn)的要因，我們按照“5W1H”的步驟，制定了相應(yīng)對(duì)策和具體措施。十、對(duì)策實(shí)施在QC活動(dòng)中，小組成員根據(jù)對(duì)策表逐一實(shí)施對(duì)策。 參照國外（英、德等國）防水等級(jí)的標(biāo)準(zhǔn)，明確客專隧道防水等級(jí)的劃分及量化指標(biāo)。 針對(duì) 隧道防水等級(jí)的劃分比較模糊，操作性不強(qiáng)這一要因，我們制定了如

14、下方案：實(shí)現(xiàn) 目標(biāo)一級(jí) 別大容許滲水量 （L/m2d）O肉眼觀察不到（NOTHING VISIBLE）A2B3C10D30E100U不作限制（UNLIMITED） 國家英國建筑工業(yè)和情報(bào)協(xié)會(huì)（CIRLA）第81號(hào)報(bào)告“隧道防水” ，最早擬定了隧道防水分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)，見下表。英國標(biāo)準(zhǔn)十、實(shí)施對(duì)策防水等級(jí)潮濕情況說 明1完全干燥襯砌密實(shí)，內(nèi)表面無潮濕情況2很干燥襯砌密實(shí)，內(nèi)表面僅有輕微潮濕存在(例如根據(jù)顏色)，不允許滴漏滲水。標(biāo)準(zhǔn)：輕微潮濕處用干手觸摸無水痕，將一張吸墨紙或能吸水的報(bào)紙貼放不致因吸水而變色3毛細(xì)滲透襯砌密實(shí)，內(nèi)表面僅個(gè)別和局部有手感潮濕。手感潮濕處顯然系滲透所致，貼放吸墨紙或吸水的報(bào)紙亦

15、會(huì)因吸水而變色，但無滴水 根據(jù)DS 853即地下工程防水規(guī)范規(guī)定，聯(lián)邦德國的鐵路隧道防水要求如表所示 。十、實(shí)施對(duì)策德國標(biāo)準(zhǔn) 以滲水量為指標(biāo)來劃分防水等級(jí)，級(jí)別越高則要求滲水量越少，對(duì)于一級(jí)防水隧道（客運(yùn)專線隧道）可以感觀的測定為準(zhǔn)，以襯砌表面無滲漏、不出現(xiàn)肉眼可觀察到的濕漬為表征來檢驗(yàn)防水效果。 防水等級(jí) 標(biāo) 準(zhǔn)一級(jí)滲水量為0，不允許滲水，結(jié)構(gòu)表面無濕漬。二級(jí)不允許漏水，結(jié)構(gòu)表面可有少量濕漬。工業(yè)與民用建筑：濕漬總面積不應(yīng)大于總防水面積的1，單個(gè)濕漬面積不大于0.1m2，任意100m2防水面積不超過1處。其他地下工程：濕漬總面積不應(yīng)大于總防水面積的6，單個(gè)濕漬面積不大于0.2 m2，任意10

16、0 m2防水面積不超過4處。三級(jí)有少量漏水點(diǎn)，不得有線流和漏泥砂。單個(gè)濕漬面積不大于0.3 m2，單個(gè)漏水點(diǎn)的漏水量不大于2.5L/d。任意100 m2防水面積不超過7處。四級(jí)有漏水點(diǎn)，不得有線流和漏泥砂 。整個(gè)工程平均漏水量不大于2L/m2d，任意100 m2防水面積的平均漏水量不大于4Lm2d。十、實(shí)施對(duì)策量化對(duì)現(xiàn)有規(guī)范中提出原則進(jìn)一步細(xì)化，根據(jù)上述隧道防水標(biāo)準(zhǔn)的劃分分別采用不同的防水設(shè)計(jì)原則，考慮的原則為：十、實(shí)施對(duì)策細(xì)化A級(jí)隧道采用“以防為主，多道設(shè)防”的原則，B級(jí)隧道采用“以堵為主、限量排放”的原則，C級(jí)隧道采用“防、排、截、堵相結(jié)合，綜合治理”的原則。 對(duì)防排水原則沒有針對(duì)性、特殊

17、地段隧道無明確具體的設(shè)計(jì)與施工規(guī)定這一要因， 我們考慮環(huán)境等級(jí)、地層、埋深、水文條件等因素，分類提出隧道防排水設(shè)計(jì)原則，制定了如下方案：十、實(shí)施對(duì)策實(shí)現(xiàn) 目標(biāo)二（1）碎屑巖區(qū)地段制定了不透水地層（泥巖、泥質(zhì)類巖等）防排水原則制定了微弱透水地層（砂巖、頁巖等）防排水原則制定了強(qiáng)透水地層（砂、卵石層、斷層破碎帶等）防排水原則十、實(shí)施對(duì)策選取實(shí)驗(yàn)的工點(diǎn)：大瑤山一號(hào)隧道（2）可溶巖區(qū)地段制定了巖溶不發(fā)育段防排水原則制定了溶蝕發(fā)育段防排水原則制定了管道流段防排水原則十、實(shí)施對(duì)策選取的實(shí)驗(yàn)工點(diǎn):新南嶺隧道 確定村鎮(zhèn)、城市、環(huán)境保護(hù)區(qū)或有特殊要求的地段下修建隧道的防排水原則。（3）環(huán)境敏感地段十、實(shí)施對(duì)策選

18、取的實(shí)驗(yàn)工點(diǎn):瀏陽河隧道 全包防水地段:水深H50米的地段建模計(jì)算十、實(shí)施對(duì)策十、實(shí)施對(duì)策排水地段:水深H50米的地段建模計(jì)算 2006年11月鐵道部工程設(shè)計(jì)鑒定中心出版的 高速鐵路隧道一書 瀏陽河隧道作為我院設(shè)計(jì)代表作，納入 “中國大陸高速鐵路隧道工程設(shè)計(jì)實(shí)例” 。 針對(duì)隧道防排水系統(tǒng)沒有進(jìn)行科學(xué)的維護(hù)這一要因，我們制定了制定多道防、排、堵、截相結(jié)合的措施：（1）防水措施研究: 防水措施主要指隧道襯砌結(jié)構(gòu)自防水和施工縫、變形縫防水。防水措施十、實(shí)施對(duì)策實(shí)現(xiàn) 目標(biāo)三（2）疏、排水措施研究: 采用疏排水的措施對(duì)地下水進(jìn)行有目的的疏導(dǎo)，選擇疏排管材、管徑、管的布設(shè)方式。噴砼排水槽Pvc防水板止水帶

19、砼保護(hù)層止水帶注漿嘴注漿嘴（3）堵水措施研究: 采用預(yù)注漿、徑向注漿等措施，確定根據(jù)不同地層、地下水發(fā)育情況、節(jié)理及裂隙發(fā)育情況的注漿范圍、壓力、漿液類型、施作時(shí)機(jī)等參數(shù)。（4）截水措施研究: 對(duì)滲入水采取有效措施限制其流動(dòng)方向，主要包括不同水壓條件下防水板、止水帶、注漿堵（排）水管等材料選擇及措施設(shè)置研究。十、實(shí)施對(duì)策Control boxes注漿管控制板Injection hoses注漿管止水帶十一、檢查效果 本QC小組嚴(yán)格地按照制定的對(duì)策進(jìn)行實(shí)施，制定計(jì)劃時(shí)間表并落實(shí)到每個(gè)人，做到了有計(jì)劃、有目的、有步驟地完成了一個(gè)PDCA循環(huán)，取得了顯著的效果。十一、檢查效果 經(jīng)過一年多的努力，我們達(dá)到了預(yù)定目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)了武廣客運(yùn)專線隧道的在防排水技術(shù)上的一些突破： （一）目標(biāo)完成情況 量化了客運(yùn)專線防排水的等級(jí)、明確了防排