地铁暗挖结构混凝土施工质量

1、提高地铁暗挖结构混凝土施工质量一工程概况xx地铁工程五号线xx合同段工程是xx地铁五号线最南端的两站两区间工程，包括xx站、xx站、xx东、西区间工程，其中，xx站主体暗挖段、xx西侧双连拱暗挖区间、东侧大断面暗挖渡线区间工程均采用浅埋暗挖法施工。1xx站主体暗挖段下穿南三环路和xx桥，总长75米，开挖断面宽，高，采用中洞法施工；xx西侧区间目前已经完成土建施工，正在进行设备安装、铺轨等作业。见照片一 xx站主体暗挖段断面照片一 xx2xx地铁五号线一合同段xx站西侧区段工程位于xx站西侧，向西同xx合同段盾构区段工程盾构始发井相接，向东同xx车站相接。暗挖区段施工范围内单线隧道共计，双连拱隧

2、道共计，明做结构，其中，单线隧道段为小净距隧道，采用上下台阶法开挖。见照片二 xx站西侧暗挖区间断面照片二 xx3xx地铁五号线xx站东侧区段暗挖工程，为单洞大跨断面隧道，长60m，结构断面尺寸为12.4，采用CRD交叉中隔壁法开挖。见照片三 xx站东侧暗挖区间断面照片三 xx站东侧暗挖区间断面 摄影：姚文花 时间：二小组简介 表1小组名称xx地铁5号线xx合同段暗挖工程QC小组小组注册编号BJDT-QC05-01课题登记号BJDTQC-KT05-01小组年检编号BJDTQC-XZNJ-0501课题名称提高地铁暗挖工程混凝土施工质量课题类型攻关型注册日期 年4月20日活动时间 活动次数12小组

3、成员平均受QC教育60学时出勤率96%小组成员共计6人，最大48岁，最小24岁，平均年龄29岁。聘请了贺长俊建设部专家、王良中国土木工程学会隧道及地下工程分会副会长等两位地铁隧道资深专家指导小组活动，小组以专职技术人员为骨干，辅以1名现场操作人员。序号姓 名学 历职 务职 称小组职务分 工1 本科公司总工高级工程师组 长全面负责小组活动2本科工程总工高级工程师副组长组织小组活动和方案审核3本科方案部长工程师组 员制定QC方案4本科主任工程师工程师组 员活动实施记录和发布成果5本科技术员助理工程师组 员现场管理6本科技术员助理工程师组 员现场数据统计总结成果制表人：xx 制表时间： 三课题选择1

4、选题背景地铁暗挖隧道结构普遍采用复合衬砌，复合衬砌即以锚喷支护作为初期支护，模筑混凝土作为二次衬砌二层间有或无防水层。而复合衬砌是以新奥法为根底进行设计和施工的一种支护结构，具有理论先进、技术合理，能充分发挥围岩自承能力，提高衬砌承载力。暗挖隧道二衬施工质量，尤其是结构实体质量，是保证和发挥结构平安和使用功能的技术质量关键控制点，通过对混凝土材料及性能优化、二衬混凝土施工技术的改进，模板体系的改进等技术措施的完善可以到达提高地铁暗挖隧道衬砌混凝土施工质量的目的。2选题理由制图人： 制图时间： 我们QC小组全体成员对本工程容易出现的问题进行了全面调查，并根据以往的类似工程进行了调查分析，并对经常

5、出现的质量问题进行了归纳总结，具体情况见下表2、表3：地铁暗挖结构混凝土质量抽查统计表 表2序号项 目检查点数合格点数合格率1拱顶出现空洞5003822混凝土结构不密实10090903施工缝处防水效果差5044884衬砌厚度偏差过大5045905钢筋保护层偏差过大5046926其 它201890合 计770625制表人：xx 制表时间： 地铁暗挖结构混凝土质量问题调查统计表 表3序号项 目频数频率(%)累计频率(%)1拱顶出现空洞1182混凝土结构不密实103施工缝处防水效果差64衬砌厚度偏差过大595.85钢筋保护层偏差过大46其 它2100合 计145100制表人：x 制表时间：x根据上表

6、，做出如下质量问题排列图：图1 暗挖隧道二衬结构实体质量问题排列图 制图人:周刘刚 时间: 通过质量问题排列图可以看出，影响混凝土质量的因素为六个，其中“拱顶衬砌背后出现空洞占总数的%，超过了80%，是主要问题。因此，我们小组此次活动将解决“拱顶衬砌背后出现空洞的问题作为质量改进的主攻方向。五课题目标 1、小组活动目标1由于“拱顶衬砌背后出现空洞的问题是影响地铁暗挖结构混凝土施工质量的主要问题，应进行重点管理。本课题目标值：“拱顶衬砌背后出现空洞的合格率由活动前的76.4%提高到90%，从而保证本工程主体结构混凝土强度等级100%到达设计强度，并符合混凝土强度等级评定标准；总体允许偏差值合格率

7、到达92%以上。2形成一套完善的地铁暗挖隧道衬砌混凝土施工工艺，作为公司今后地铁暗挖隧道模筑混凝土衬砌施工的作业指导书。3确保本工程主体结构创优质工程，力争xx市结构长城杯。2、目标可行性论证2.1、有利条件1本工程为xx市重点工程，集团及公司给予了足够重视，在各方面都给予大力支持。2小组成员有较强的攻关能力，大局部成员长期合作，配合默契，工程技术人员拥有丰富的实践经验，具备技术创新及公关的能力。3工程部编制了隧道衬砌混凝土专项施工方案及作业指导书，施工工艺经公司总工组织专家审定。2.2、不利条件施工难度大，工期紧，各项资源投入量大，完全解决“拱顶衬砌背后出现空洞的问题很困难。2.3、结论本工

8、程虽然具有很大的施工难度，但是通过优化施工方案、科学管理、严格按要求施工，还是可以解决施工难题，从而实现目标，可以看出目标可行，能够到达预期的要求。六原因分析我们小组成员通过人员分工，各施工部位全程监控，进行小组主题活动讨论会，及时分析出现二衬混凝土实体质量的原因，总结如下列图：图2 拱顶衬砌背后出现空洞的因果分析图制图人:xx 时间:x七要因确认根据上述因果分析图，我们小组召开会议，对各末端因素进行了认真的分析，要因确认如下：要 因 确 认 表 表4序号末端因素确认内容确认方法确认人要因确认1教育、培训少作业人员质量意识不强, 人为增大砼用水量、形成泌浆。现场调查作业人员施工经验缺乏, 拱顶

9、混凝土浇筑饱满度判断不准确。现场调查灌注结束时不及时补压混凝土，注口部位易形成空洞。调查分析2管理人员责任心不强管理人员检查催促不到位,拱顶部位不振捣，不更换灌注口。调查分析振捣设备与结构型式不匹配，挖结构模板支立完成后形成封闭体系，插入式振捣器不适用，附着式振捣器效果有限。现场调查设备维修更新改进不及时,振捣设备规格不齐全,故障较多。现场调查3清理人员责任心不强混凝土输送管没有清理干净、堵管，变混凝土流路、形成砼灌注中断，易产生空洞区。调查分析非要因4混凝土输送泵性能选择不佳混凝土输送泵性能不稳定，压力不能满足混凝土输送距离和顶升高度。调查分析非要因5混凝土配比控制缺少针对性，施工性能不良混

10、砼配比与结构的墙、拱浇筑型式不适应，砼施工性能不良。砼坍落度小、流动性不高；增加单位用水量大增大坍落度时易离析、泌浆大，都易形成空洞。调查分析6城市交通繁忙,堵车,路况不好混凝土运输时间过长,造成混凝土离析、和易性差，无法浇筑。调查分析非要因7混凝土灌注不连续形成砼灌注中断，易产生空洞区。调查分析非要因8措施不当模板分段过长，交替灌注口较少或不使用交替灌注口时，混凝土流动距离大、对泵送压力需求高，拱顶形成的砼自然堆积三角区较大，不易饱满。现场调查分析封闭模板堵头缺少排气孔，注过程中形成的泌浆，以及模板内的气体无法排出，砼无法饱满密实。调查分析边墙部位模板不设置检查窗，无法利用检查窗做灌注口、排

11、气、进行插入振捣、边墙部位密实度无法保证。现场调查模板体系内空间狭小，工人作业困难，更换交替灌注口或阀门、人工振捣等带来不便。调查分析9没有交替灌注口浇筑模板没有设置交替灌注口、设置交替灌注口的情况下不交替灌注，利用单口浇筑，砼流动距离增大，增加泵送压力，砼流速减慢、砼不易密实。现场检查非要因10气候恶劣,过热或过冷浇筑混凝土造成困难,很难保证混凝土的浇筑质量,特别是拱顶衬砌背后部位混凝土的浇筑质量。调查分析非要因11混凝土灌注口设置数量较少造成灌注口纵向间距过大，砼流动距离增大，两灌注口之间的交叠区饱满度降低，易形成空洞。现场调查分析非要因12灌注结束时没有及时补压混凝土灌注口部位易形成空洞

12、。现场检查13二衬背后回填注浆不重视二衬背后回填注浆不及时,注浆时压浆不饱满,注浆材料强度不满足要求。现场检查要因制表人：xx 制表时间： 八制定对策根据以往施工经验及多方面的调查统计，QC小组分析认为：为控制质量，应从加强操作人员培训、调整设计断面和增加辅助措施等多方面着手进行，由此制定相应的对策表。对 策 表 表5序号要因实施对策目标措施地点完成时间负责人1教育、培训少对职工进行专业知识、验收标准的学习、培训，加强技术交底。全体职工树立精品意识，受教育率100%。1.定期进行教育、培训,并针对教育、培训的内容进行考核。2.组织观摩学习，进行质量教育和工艺操作培训；3.召开现场技术交底会、提

13、升施工水平。工程会议室现场2005.5.102管理人员责任心不强明确管理人员职责范围,制定奖惩措施。树立完善的监督检查制度,问题整改率100%。签订责任状工程会议室现场2005.5.53措施不当制定可行、合理、有效的施工措施措施有效率100%，问题整改率100%。1.边墙部位模板设置检查窗，插入内部振捣器振捣棒进行辅助振捣；2.在局部用振捣棒敲击模板辅助振捣。3.在模板边墙部位适当位置按照1.53m间距开设检查窗，作为砼灌注、效果检查、排气、振捣为一体的工作窗。4.根据模板长度，按照46m间距在拱顶设置交替灌注口。5.在堵头模板上设置20硬质塑料管或钢管排除泌浆水和空气工程会议室现场4混凝土配

14、比控制缺少针对性，施工性能不良控制混凝土配合比质量100%砼配比设计合理、施工性能好。1.采用无需捣固的高流动性自密实砼，满足暗挖衬砌砼灌注捣固困难的特殊需要；2.普通砼选定水灰比适宜、单位用水量少、流动性好、泌浆小、富有粘性不易离析的砼配比。搅拌站施工现场施工中5灌注结束时没有及时补压混凝土补压混凝土保证灌注口位置砼的密实度100%。灌注口浇筑后，约5min左右，补压一次砼，使该部位砼挤压密实。施工现场施工中6二衬背后回填注浆不重视回填注浆密实及时进行二衬填充注浆,100%满足饱满度和强度要求。二衬施工完成到达设计强度后，及时进行背后回填注浆，作为砼空洞的有效补救措施。注浆时压浆应充分饱满、

15、注浆材料强度应为高强水泥浆液。施工现场施工中制表人：周刘刚 制表时间：2005.4.30九对策实施根据以上对策表，QC小组成员及时召开会议，认真研究制定出详细的实施措施，并于2005年5月1日开始分头负责实施。实施一：对职工进行专业知识、验收标准的学习、培训，加强技术交底施工作业人员是落实所有技术方案的xx线人员，他们的技术质量素养的上下成为施工质量好坏的决定性因素之一。由QC小组牵头，对作业人员进行质量教育，提高其质量意识。同时组织作业人员骨干去其他相似地铁工程进行工艺的观摩学习，并在内部进行工艺操作培训，召开现场技术交底会、提升作业人员施工技术水平。经过学习、培训，使全体职工树立了精品意识

16、，受教育率到达100%。实施二：明确管理人员职责范围，制定奖惩措施，增强管理人员的责任心针对管理人员责任心不强，由组长李玲制定管理实施细那么及奖罚措施，并与有关管理人员签订责任状。进行专项检查，确保在施工现场随时有管理人员跟踪检查、监督，夜间施工有专人负责值班，发现问题能及时整改。通过与个人经济利益挂钩，极大地提高了管理人员的责任心，树立了完善的监督检查制度，使施工整改率到达100%。实施三：制定可行、合理、有效的施工措施1、积极利用常用振捣设备，完善暗挖二衬砼振捣方法，提高砼密实度1在现有常用的内部捣固器和模板振捣器的前提下，总结出在地铁暗挖衬砌模筑砼中对二者进行综合利用的思路，发挥二者的各

17、自优势，到达砼振捣的最正确效果，防止砼结构出现不密实、不均匀的质量问题。即在模板体系或模板台车体系上，根据附着式模板振捣器的功率和有效影响半径，合理布置其间距和数量。根据施工量测和记录总结显示，一般按照其有效影响半径约在12m，振动交叠距离控制在300500mm的范围，附着式模板振捣器的布置为：纵向间距2m，区间标准断面环向45台，大断面拱墙整体模筑环向67台。同时，边墙部位模板设置检查窗，插入内部振捣器振捣棒进行辅助振捣；并在局部用振捣棒敲击模板进行辅助振捣。2振捣方法混凝土的捣固方法及标准位 置 项 目 标 准 振捣方法 附着式模板振捣器+内部振捣器 内部振捣器插入间隔 50cm左右仰拱、

18、边墙及拱下部 振捣器的插入深度 下层混凝土中10cm左右 1处的振动时间 515s左右拱顶部 振捣方法 附着式模板振捣器模板振捣器1次持续振动时间 30120s振捣器开启方式 纵向跳间开启环向根据浇筑高度适时开启3振捣考前须知1使用模板振捣器，混凝土外表平滑美观，但有时会使气泡增加。2模板振捣器是使模板全体振动，混凝土灌注到达拱部以后使用，对灌注的混凝土会产生不利影响。3混凝土难于充填的部位，应仔细捣固。4拱顶局部不能使用内部振捣器的局部，注意不要产生品质下降、厚度方向别离等缺陷。5） 凝土灌注中断的场合，再次开始时要特别仔细，捣固器应确实地插入下层的混凝土中。6振捣器形状、大小及数量，应根据

19、一次捣固的混凝土容积决定，并留有备用数量。2、根据暗挖模筑砼衬砌特点，设计加工优化改进的模板体系，或模板台车体系1模板检查窗设置在模板边墙部位适当位置按照1.53m间距开设检查窗，作为砼灌注、效果检查、排气、振捣为一体的工作窗。混凝土落下会产生离析和蜂窝。为此，灌注边墙的检查窗应设在适宜的高度上模板检查窗的设置为：单窗尺寸：450450mm。一般为隧道单侧双排设置：纵向1.53m；上下排距1m左右根据隧道断面调整，上下排相邻检查窗交错布置。2灌注口设置模板长度因衬砌施工进度、混凝土灌注能力、曲线的曲率等而异，一般多采用912cm，考虑混凝土的充填性、施工性，决定灌注口和检查窗的位置和数量。拱顶

20、部，在距已灌注混凝土侧的位置，设仰角4560的向上灌注口，在中央或堵头侧设交替的灌注口。根据模板长度，按照46m间距在拱顶设置交替灌注口。灌注口离开已灌注好的混凝土侧越远，其流动是复杂的，靠近已灌注好侧的拱部易产生空隙。因此，灌注口最好靠近已灌注好的混凝土侧。3模板按照合理间距在拱顶设置多个交替灌注口后，按照从已完成侧到堵头侧的顺序，及时更换灌注口，分段灌注，实现砼相互充分交叠，到达浇筑饱满。4在堵头模板上设置20硬质塑料管或钢管排除泌浆水和空气3、制定合理的浇筑步序，保证浇筑效果1区间标准断面隧道，可利用边墙部检查窗和拱顶灌注口进行先墙后拱两阶段浇筑。具体见下列图【隧道墙拱的灌注顺序图】图3

21、 隧道拱墙的灌注顺序图制图人： 制表时间： 2对于区间渡线、停车线等大断面隧道和车站暗挖主体隧道，按照设计图纸施工步序要求，底板、边墙、顶拱分步浇筑，不予分步的可在边墙下部、拱墙交界部位设置工作窗，进行灌注、振捣。4、合理的混凝土施工组织，保证作业连续性和结构质量安排小组专人监督协调，保证搅拌站砼供给连续性；合理安排灌注时间，避开交通顶峰期和限行时间段；安排专人负责砼输送管的检查、清理、维护，保证输送畅通。措施有效率到达100%，问题整改率100%。实施四：控制混凝土配合比质量，使砼配比设计合理、施工性能好1在局部质量要求非常高、且振捣非常困难的工程部位采用无需捣固的高流动性自密实砼，满足暗挖

22、衬砌砼灌注捣固困难的特殊需要。2普通砼宜选定水灰比适宜、单位用水量少、流动性好、泌浆小、富有粘性不易离析的砼配比。专职技术、试验人员负责，加强施工现场砼性能的测定和记录分析，加强与砼搅拌站之间的技术联系和信息互通，适时反应调整砼配合比，做到针对砼底板、边墙、顶拱不同部位的砼性能尤其是坍落度的需求进行配拌、运送。3控制混凝土的配比，保证混凝土具有良好的施工性能。混凝土的施工性能指和易性、坍落度、流动性以及施工时的强度等。因此，在施工过程中，应根据施工条件、构造条件、环境条件等，使之具有符合运输、灌注、捣固等作业的施工性能。隧道的拱部很难进行充分捣固的地点，要选择材料难于离析的配比。特别是泌浆的多

23、少对拱顶部背后产生空隙的大小有影响，尽可能地选定泌浆小的配比。为此，要比普通混凝土的细骨料率多些，水泥用量和混合材等的粉体量也要增加，形成富有粘性的混凝土。适合作业的坍落度因衬砌的形状、尺寸、部位、及补强材料的配置、混凝土的运送、灌注及捣固的方法等而异。仰拱的混凝土一般采用的坍落度是8cm。边墙及拱部比一般的混凝土结构物的坍落度大些，多采用1518cm。即使如此，拱部混凝土与一般结构物不同，其捣固作业是十分困难的。为此，可采用坍落度更大一些的混凝土，但只增加单位水量的大坍落度的混凝土，虽然灌注作业容易些，但泌浆多，粗骨料与砂浆易别离，会产生蜂窝和空洞等缺陷。从防止材料别离方面看，最好采用适宜的混合剂，尽量减少单位水量。完全控制了混凝土配合比的质量，100%合理，施工性能好，满足了施工的要求。 实施五：灌注结束时及时补压混凝土,保证灌注口位置砼的密实度灌注口浇筑后，约5min左右，补压一次砼，使该部位砼挤压密实,密实度到达了100%。实施六：及时进行二衬回填注浆，满足饱满度和强度要求二衬施工完成到达设计强度后，及时进行背后回填注浆，保证二衬与防水板之间充分填充无空隙，作为砼空洞的有效补救措施。注浆时压浆应充分饱满，并且尽量采用高强无收缩的水泥浆