防止長大隧道牛腿襯砌邊角掉塊

防止長大隧道牛腿襯砌邊角掉塊中鐵***局集團第三工程有限公司諸永高速公路臺州段括蒼山隧道QC小組一、前言

諸永高速公路臺州段S10標段括蒼山隧道設計為雙線四車道隧道，左線全長7929.306m，右線全長7869.557m，為目前華東高速公路第一長隧，是全線控制性工程。為保證長大隧道通風排煙質(zhì)量，該隧設計有一套先進、獨特的通風排煙系統(tǒng)，系統(tǒng)主要由通風豎井、地下風機房、通風道、排煙道和頂隔板等結(jié)構(gòu)組成，其中頂隔板應用于隧道在國內(nèi)尚屬首次。由于頂隔板的應用,二次襯砌采用新型的牛腿型襯砌。豎井送風道排煙道地下機房排煙道隧道左洞隧道右洞送風道諸暨永嘉括蒼山隧道位于諸永高速公路臺州段S10標段內(nèi)雙線四車道隧道左線全長7929.306m右線全長7869.557m目前華東高速公路第一長隧,全線控制性工程二次襯砌采用新型的牛腿型襯砌牛腿襯砌及頂隔板逃生道

牛腿頂隔板牛腿

牛腿牛腿型襯砌斷面圖

牛腿頂隔板牛腿牛腿細部結(jié)構(gòu)圖頂隔板直螺紋套筒直螺紋鋼筋暗梁鋼筋二次襯砌

牛腿頂隔板牛腿襯砌成型照片預埋鋼套筒牛腿部位照片二、QC小組QC小組小組名稱括蒼山隧道QC小組成立時間2007年1月課題名稱防止長大隧道牛腿襯砌邊角掉塊課題類型攻關型活動時間2007年2月1日至2007年3月1日活動頻率每月7-8次，每次2h序號姓名性別年齡職稱文化程度職務組內(nèi)分工1*男40工程師大專技術副經(jīng)理組長2*男28工程師大本安全質(zhì)量部長副組長3*女37工程師大本副總工程師副組長4*男31工程師大本副總工程師組員5*男32工程師大本工程技術部長組員6*男42工程師大本機械設備部長組員7*男41工程師大專試驗負責人組員8*男51工程師大專隧道技術主管組員9*男32工人高中砼工組員10*男25工人高中鋼筋工組員三、選題理由★隧道洞身襯砌是隧道的“面子”工程，其外觀質(zhì)量是隧道工程質(zhì)量評定的重要項目，也是顧客最為關注的焦點?！镯敻舭鍛糜诠匪淼涝趪鴥?nèi)尚屬首次，牛腿型襯砌施工無經(jīng)驗可借鑒，其施工難度較之常規(guī)襯砌要大得多，特別是牛腿砼邊角極易掉塊，如不加以控制，二襯整體質(zhì)量將大打折扣?！锝鉀Q牛腿邊角掉塊這一細部質(zhì)量問題，才能保證隧道整體質(zhì)量零缺陷，實現(xiàn)開工之初就確立的括蒼山隧道創(chuàng)“魯班獎”的目標；同時，為今后隧道及地下工程中類似結(jié)構(gòu)總結(jié)和積累施工經(jīng)驗。理由四、現(xiàn)狀調(diào)查二襯外觀質(zhì)量問題調(diào)查統(tǒng)計表作業(yè)班組括蒼山隧道左洞襯砌班括蒼山隧道右洞襯砌班序號質(zhì)量問題出現(xiàn)頻數(shù)（處）序號質(zhì)量問題出現(xiàn)頻數(shù)（處）1局部錯臺31局部錯臺02表面氣泡22表面氣泡43牛腿漏搗13牛腿漏搗14粘模14粘模25牛腿掉塊105牛腿掉塊156色澤不均勻06色澤不均勻2各外觀質(zhì)量問題順序排列表序號項目頻數(shù)頻率（%）累計頻數(shù)（%）1牛腿掉塊2561612表面氣泡615763局部錯臺37834粘模37905牛腿漏搗25956色澤不均勻25100合計41100100問題排列圖五、確定目標

根據(jù)目前調(diào)查統(tǒng)計和現(xiàn)有人員、機械設備水平，確保牛腿型襯砌外觀質(zhì)量穩(wěn)定，邊角不破損、不掉塊。目標六、原因分析原因分析圖七、要因確認人員、環(huán)境對掉塊的影響人牛腿掉塊經(jīng)查培訓記錄齊全非要因由當班班長負責協(xié)調(diào)指揮技術指導書、交底及時完整非要因施工處除正常照明外還設有移動探照燈非要因

崗前未培訓?

末端1未交底?

末端2非要因脫模時無人統(tǒng)一指揮?

末端3照明燈數(shù)量不足?

末端12環(huán)液壓支撐行程不一致?

末端7襯砌臺車缺陷對牛腿掉塊的影響

牛腿掉塊經(jīng)演示，模板與牛腿有6cm間隙非要因經(jīng)測量模板無任何變形個別枕木質(zhì)量欠佳，及時更換即可非要因非要因發(fā)生扭動碰撞牛腿機脫模距離不足?

末端4枕木松軟?

末端5模板變形?

末端6要因牛腿掉塊拆模時砼強度對掉塊的影響

統(tǒng)計結(jié)果顯示脫模早易掉塊要因料

脫模過早?

末端8原材料質(zhì)量不穩(wěn)定?

末端9檢測試驗結(jié)果顯示，各材料指標波動在允許范圍內(nèi)非要因施工方法對掉塊的影響牛腿掉塊脫模不當會碰撞牛腿要因牛腿邊角整體強度低要因33法脫模順序不當?

末端11加強鋼筋定位方法不當?

末端10要因前后液壓支撐行程不一致脫模過早加強鋼筋定位方法不當脫模順序不合理八、制定對策對策表序號主要原因?qū)Σ吣繕舜胧r間負責人1臺車前后液壓支撐行程不一致請專業(yè)人員調(diào)整修復液壓支撐確保前后液壓支撐行程同步聯(lián)系臺車供應商進行維修3d饒延泉2脫模過早根據(jù)洞內(nèi)實際氣溫條件，通過試塊試驗對比找到最早允許脫模時間制作砼試件在現(xiàn)場養(yǎng)護，分別在不同的時間進行抗壓試驗6d張金河3加強鋼筋定位方法不當更改施工工藝，采取有效措施定位牛腿處加強鋼筋砼澆筑過程中鋼筋不偏位增加科學合理的定位鋼筋5d吳東亮4脫模順序不合理仔細分析臺車結(jié)構(gòu)并現(xiàn)場進行檢驗，尋找制定合理的脫模操作程序找到最佳脫模程序接下來的幾板二襯分別采用不同的順序脫模，觀察脫模效果15d董小平九、實施對策1實施修正臺車液壓支撐

針對該問題，我們及時與襯砌臺車供應商取得了聯(lián)系，商家派專業(yè)技術人員到現(xiàn)場進行檢查維修，增設了液壓控制閥，經(jīng)現(xiàn)場操作檢驗，邊?；厥諘r前后可同步進行，故障得以解除，可以避免由于邊模發(fā)生扭曲碰壞牛腿。2實施找出最早允許脫模時間

洞內(nèi)氣溫相對較為穩(wěn)定，晝夜溫度在22℃—28℃之間，根據(jù)統(tǒng)計分析結(jié)果，我們確定脫模時砼強度需達到3.2MPa以上。根據(jù)該臨界強度，項目部試驗室制作了多組試件，將其放在洞內(nèi)現(xiàn)場灑水養(yǎng)護，分別在10、12、15小時后進行試驗，試驗測出的抗壓強度分別為2.57MPa、2.79MPa、3.25MPa。由試驗結(jié)果可看出，最佳脫模時間應在砼澆筑完后15小時以后。

接下來的幾板二襯我們都控制在砼澆筑好15小時后拆模，雖然局部牛腿仍有破壞現(xiàn)象，但掉塊數(shù)量明顯減少，破壞的面積較小。效果驗證15h后脫模照片3實施研究科學的牛腿加強鋼筋定位方法

牛腿加強鋼筋定位不牢固主要是因為定位方法不當，為了找到更為合理的鋼筋定位方法，技術人員仔細研究施工圖紙后，決定增加一根連接鋼筋，將其與鋼套筒相連的直螺紋鋼筋和牛腿加強鋼筋焊接連成整體。為提高加工精度，鋼筋在場外統(tǒng)一制作，整體吊裝就位，這樣便可通過與模板連接牢固的預埋鋼套筒實現(xiàn)牛腿加強鋼筋的準確及牢固定位。

鋼筋定位示意圖增加的連接定位鋼筋

根據(jù)牛腿襯砌臺車自身特點，經(jīng)QC小組討論分析，從理論上敲定了以下兩條脫模操作的基本原則：①先脫兩側(cè)邊模，邊模板與牛腿分離之后，再降落頂模，最后拆除底部縱梁內(nèi)支撐；②邊模支撐絲桿應從上到下、兩側(cè)兩頭對稱拆卸，絲桿支撐全部解除后操作同步液壓支撐回收邊模。兩側(cè)邊模板是同步回收還是先脫一側(cè)再脫另一側(cè)，我們到現(xiàn)場進行了試驗觀察，觀察結(jié)果如下表。4實施研究最佳脫模工藝邊模脫落順序驗證表序號襯砌里程段脫模時間（h）邊模脫落順序脫模過程觀察及效果風險分析1ZK156+750-+76215兩側(cè)同步脫落脫模瞬間兩側(cè)模板與襯砌牛腿均有明顯碰撞，有一側(cè)牛腿局部掉塊兩牛腿砼均有可能掉塊2YK156+748-+76015先強電纜槽一側(cè)（左側(cè)，有超高）先脫一側(cè)邊模脫落瞬間與襯砌牛腿碰撞，但未見掉塊一側(cè)牛腿砼有較小掉塊風險3ZK156+762-+77415先弱電纜槽一側(cè)（右側(cè)）兩側(cè)模板脫落瞬間均與襯砌牛腿明顯碰撞，兩側(cè)牛腿均有一處掉塊兩側(cè)牛腿砼掉塊風險大

邊模脫落示意圖

由上述現(xiàn)場試驗結(jié)果可看出，邊模板的最佳脫落順序為：先強電纜槽一側(cè)后弱電纜槽一側(cè)，見流程圖強電纜槽弱電纜槽液壓支撐液壓支撐邊模脫落流程圖拆除邊模板絲桿支撐超高一側(cè)液壓支撐收斂非超高一側(cè)液壓支撐收斂頂模板降落拆除內(nèi)支撐十、效果檢查質(zhì)量改進后牛腿照片1質(zhì)量改進后牛腿照片2質(zhì)量改進后牛腿照片3十一、鞏固措施及下步打算★鞏固本次活動的成果，進一步提高施工質(zhì)量，將新型牛腿襯砌的鋼筋固定方法、脫模操作規(guī)程編入作業(yè)指導書，向相關班組及人員交底，推廣應用本次QC成果。★加強襯砌臺車的日常檢查和維修保養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)問題及時解決

?！锒r砼施工這一關鍵工序由技術、質(zhì)檢人員進行全過程旁站，監(jiān)督、指導施工人員嚴格按要求操作

。鞏固措施及下步打算★在保證質(zhì)量的前提下，把“縮短脫模時間，提高施工進度”作為小組的下一個攻關課題，加快施工進度，提高長大隧道施工水平和能力。謝謝！拆模時砼強度對掉塊的影響

10h12h14h掉塊情況砼強度脫模時間16h18h20h料24襯砌里程段脫模時間（h）脫模時砼強度（MPa）掉塊數(shù)量（處）備注ZK156+603—+615102.57每處掉塊的深度在5—15cm之間，長度在10—20cm之間ZK156+615—+627YK156+601—+613YK156+625—+637ZK156+627—+639122.85YK156+613—+625YK156+637—+649YK156+661—+673ZK156+651—+663143.06ZK156+675—+687YK156+649—+661ZK156+639—+651163