箱梁防水层QC材料客专大吨位预应力混凝土简支箱梁桥面防水层施工质量控制

1、中铁十二局集团四公司2007年度QC小组成果材料 客专大吨位预应力混凝土简支箱梁 桥面防水层施工质量控制中铁十二局集团四公司合武铁路六安梁厂QC小组 中铁十二局集团四公司 合武铁路六安梁厂QC小组 小组名称： 发表时间： 二00七年七月 发 表 人： 刘泽军 中铁十二局集团第四工程有限公司目 录客专大吨位预应力混凝土简支箱梁桥面防水层施工质量控制发表人：刘泽军一、工程概况客专大吨位预应力混凝土简支箱梁因其具有整体性好、受力简单、形式简洁、外形美观、抗弯和抗扭刚度大，建成后的桥梁养护工作量以及噪音小等优点，在许多国家的高速铁路建设中得到了广泛应用。我国现阶段客运专线（设计速度在200km/h以上

2、）大量采用了简支箱梁结构。石婆店制梁厂承担着合（肥）武（汉）铁路第二合同段DK119+984DK150+000段20座（特）大中桥161孔整孔箱梁和71孔组合箱梁的制运架任务，梁厂位于铁路里程DK128+820线路左侧600m处。二、课题介绍铁路混凝土桥梁桥面防水层是提高桥梁结构耐久性的重要技术手段。既有桥梁由于桥面防水失效造成桥面板渗水、钢筋锈蚀的事例很多，直接影响到结构的使用寿命。客专大吨位预应力混凝土简支箱梁因其吨位大、跨度大且设计寿命长，耐久性要求相当高，这对桥面防水层的要求就更加严格。但由于材料新、工艺新，施工经验相对缺乏，目前在建客运专线箱梁桥面防水层在施工中出现了如保护层纤维砼大

3、面积严重开裂等不少质量缺陷。为了尽快找到问题的原因，彻底解决施工工艺难题，本小组详细调查、认真研究，通过开展QC活动，成功的解决了客专箱梁桥面防水层的主要施工质量缺陷。三小组概况（一）小组组成小组名称中铁十二局集团第四工程公司合武铁路六安梁厂QC小组成立时间2006年2月18日注册日期2006年3月1日小组类型现场攻关型注册编号ZT120406003活动时间2007年3月5日6月20日循环次数一次课题名称客专大吨位预应力砼简支箱梁桥面防水层及保护层施工质量控制序号姓名性别年龄文 化程 度职 务组 内职 务组 内分 工接受TQC教育时间 h1吴红强男42专科项目经理组长组织协调1602刘阳平男2

4、8专科项目总工副组长技术指导1603范照全男47专科项目副经理副组长协调与工队关系1604崔衍刚男27本科技术科长组员技术指导1605刘泽军男25专科技术主管组员技术指导1406白金科男30本科试验室主任组员技术指导1407周位帅男28本科质检工程师组员技术指导1408阮贤双男38高中工班长组员执行1409阮明国男41高中卷材施工班长组员具体操作14010余结旺男42初中砼施工班长组员具体操作14011余小情女40初中善后工班长组员具体操作140人员结构情况人员结构饼分图 表1 小组概况表制表:刘泽军 日期:2007年3与2日（二）小组活动计划表活动日程进度表课题名称客专大吨位预应力砼简支箱梁

5、桥面防水层及保护层施工质量控制时 间06.20 计划 实施 时间阶段3月份4月份5月份6月份102031102030102031102030选 题现状调查目标设定原因分析要因确认实施对策效果检查总结巩固体会打算 制表：刘泽军 制表日期：2007年3月5日四课题选定1、桥面防水层不得有起泡、起鼓现象。2、保护层砼裂缝不得大于0.2mm。客专大吨位预应力砼简支箱梁 桥面防水层施工质量控制选 题理由一规范要求1、 保护层砼不得有开裂现象。2、 此项目为公司重点项目，质量目标创部优。3、 客专大吨位箱梁在我公司为一新课题，无成熟经验。理由二单位要求理由三实际情况部分箱梁桥面防水卷材在铺贴完24h后有其

6、鼓现象；已施工大部分箱梁防水保护层有大面积严重开裂现象。（二） 现状调查： 活动开始后，为尽快找到问题的原因，我们QC小组分批分次对合武铁路其它几家已施工简支梁的梁厂进行桥面防水施工调查，并结合本梁厂的施工情况，将调查结果汇总如下表3 调查汇总表序号项 目规范要求现场调查情况频数（次）频率（%）累计频率（%）1梁面基层质量平整（3mm/m）、清洁、湿润，不得有空鼓、松动、蜂窝麻面、浮碴、浮土和油污。梁面平整度不够，部分梁面局部有蜂窝麻面、脚印等1012.312.32防水卷材铺贴质量铺贴牢固，搭接封口正确，搭接宽度横向100mm、纵向120 mm。不得有滑移、翘边、起鼓、起泡、损伤等现象。搭接、

7、封口均符合要求，但部分梁面卷材起泡严重，局部有起鼓现象。56.218.53纤维砼保护层施工质量表面平整密实，不得有疏松、起砂、脱皮、损伤等现象。周边新旧砼粘结牢固、密贴，排水坡满足设计要求。保护层与防水层应粘结牢固，结合紧密，厚度60 mm且均匀一致。表面平整度良好，但密实度不够；砼厚度不是很均匀，个别部位出现空鼓。1417.335.84伸缩缝切割时间及质量当砼终凝后及时断缝，断缝宽约10mm、深约20 mm。深度均在10mm15mm之间，满足不了要求。1012.348.15混凝土养护质量环境相对湿度小于60%时，自然养护应不少于28d；相对湿度在60%以上时，自然养护应不少于14d。由于架梁

8、需要，养护时间不够，活动开始前所有箱梁保护层砼养护均在十天左右。1619.867.96保护层砼裂缝情况表面裂缝宽度不得大于0.2mm.2632.1100合 计81100制表：刘泽军 制表日期：2007年3月17日制图：刘泽军时间：图1 已完成简支梁桥面防水层缺陷条形图按表3的数据，绘制出已完成简支梁桥面防水层缺陷排列图（见图1）由此排列图可见，简支箱梁桥面防水层施工质量缺陷主要是保护层纤维混凝土大面积开裂严重，且大部分裂缝宽度在0.2mm以上。排列图五. 设定目标 （一） 目标确定：总目标箱梁桥面防水层合格率100%；克服保护层纤维砼大面积开裂等。目标值1 防水卷材铺贴后无起泡、起鼓现象。2

9、保护层防水层粘结牢固，保护层砼平整密实、厚度60 mm且均匀一致。3 断缝深度20mm。4 保护层无大面积开裂且裂缝宽0.2 mm。 （二） 可行性论证：制图：刘泽军时间：目标的现实性经小组调查发现，合武铁路乃至其它客专铁路线各梁厂在防水层作业中均存在防水卷材气鼓、保护层大面积严重开裂等现状，属质量通病。若不及时加以解决，则对工程质量、效益极为不利，改进施工方法势在必行。项目部编制了施工方案，作业指导书，施工工艺等，并组织人员走出去学习和将专家请进来指导，提高技术水平。参加人员素质高、创优意识强。（1）局处两级领导全力支持工程创优，起点高，要求严。（2）业主对该工程质量非常重视，多次组织专家、

10、设计院、外监（德国监理咨询中心）、标段监理及施工单位研究如何确保客专预应力混凝土简支箱梁工程质量。实现目标是可行的技术的可行性政策的鼓励性（三） 目标实现保证体系：制图：刘泽军时间：目标实现保证体系项目经理亲自担任组长，小组深入细致发动工作，鼓足干劲，增强全员质量意识、创优意识，树立主人翁精神。目标可以实现及时同步进行现场指导，落实各种制度，发现问题，马上解决。优化施工工艺，适时调整技术参数，学习借鉴先进施工技术，及时进行技术交底。 小组在2006年曾荣获集团公司优秀QC小组称号，坚定了组员的信心，质量管理活动从未间断过。QC小组成员由管理人员、技术人员、质检人员、试验人员和现场作业层组成，组

11、员综合素质全面，不仅有丰厚的专业理论知识，而且有多年现场解决生产关键问题的经验。项目部对此次活动给予人力、物力和财力上的极大支持，积极组织技术攻关，建立相应的管理机制，设立“工序创新奖”，对提出切实可行措施的实行重奖，为实现攻关目标奠定了基础。人员保证技术保证组织保证经济保证思想保证六. 原因分析及要因确认（一） 原因分析： 针对调查中发现的问题，我们QC小组召开原因分析会，对箱梁桥面防水层及保护层施工主要质量缺陷进行了详细分析，绘制出箱梁桥面防水层及保护层施工主要质量缺陷的原因分析关联图（见图2）。保护层大面积 严重 开裂现场管理不当梁厂缺水养护不及时施工时间安排不合理部分防水层起泡培训交底

12、少技术力量薄弱图2 简支箱梁桥面防水层主要施工质量缺陷原因分析关联图制图：刘泽军时间：砼塌落度控制差砼表面失水过快人员不足施工气温过高设计不合理梁面基层不够平整度分割块长宽比过小现场监督不力现场技术指导不到位工人责任心差振捣器不满足要求砼振捣质量差缺少奖惩措施工人技术水平差（二） 要因确认：对桥面防水层在施工中所出现的问题，组长吴红强组织活动小组成员深入施工现场再次调查，依据工序的必要条件查找原因，并组织小组召开“要因分析会”，对关联图中7条末端因素进行逐条确认。末端因素1 现场管理不当现场管理不当石婆店梁厂地处安徽六安市独山镇与石婆店镇之间，属丘陵山区，农作物主要以水稻为主。梁厂周围虽有几处

13、积水塘，但都为当地老百姓灌溉用，限制施工用其水，况且其水质也不能满足可饮用水的施工条件。再着此处地下缺水，项目部曾投巨资在梁厂周围钻过几眼深井，但都未能发现水源。一年来梁厂仅靠一台小型运水车从附近的镇上拉水供其生产和生活使用，用水极其困难，常常因缺水而导致箱梁混凝土养护不及时、不到位，桥面防水保护层纤维混凝土养护跟不上且时间短，造成表面失水过快，极其容易产生干裂。为保证混凝土质量，技术人员建议项目部领导增加水车充足供水，并要求在各存梁区中间挖一蓄水池，蓄积雨水作为养护补给用水。缺水问题迎刃而解。施工作业队人员不足给养护工作也带来影响，施工高产月时都忙与防水层的施工，抽不出人员进行养护工作，小组

14、要求防水层施工作业队在最短时间内增加施工人员，并派专职人员每天严格按照规定要求做好养护工作，桥面防水层及保护层施工养护工作即可解决。结论：非要因末端因素2 砼塌落度控制差客运专线大吨位预应力混凝土简支箱梁桥面防水保护层用混凝土为C40高性能纤维混凝土，砼坍落度随环境温度变化影响较大，控制很不稳定。刚开始施工因坍落度过小而施工困难，后经拌和站调整，坍落度又过大。为了能使混凝土很好的满足质量要求和施工需要，我们在以后的施工中专门派了试验人员到拌和站和现场进行混凝土坍落度的控制，根据施工气温的不同将混凝土用水量分为几个阶段，见下表：表4 混凝土用水量分类表施工气温（）-10-5-5005510101

15、5152020252530砼用水量（kg）108110112115118120125130说明：此用水量为粗、细骨料在绝对干燥时混凝土的用水量制表：刘泽军 时间：经数片箱梁的施工实践，效果明显。结论：非要因末端因素3 施工时间安排不当客运专线简支箱梁桥面防水层用防水卷材有L类和N类两种，结合实际情况我们选用了L类防水卷材，即氯化聚已烯双面复合卷材。此卷材的缺点是经高温后表面会变的凹凸不平。本地区夏季天气炎热,每天最高气温可达37以上,由于此前对该防水卷材的特性琢磨不透，我们经常在上午进行防水层的粘贴施工，一般到中午11点施工完成，是一个从低温到高温的施工过程。施工完成的卷材在粘结剂凝固前被暴晒

16、弯曲，与粘结剂分离，时常发生起泡或起鼓现象。后经采取施工完成后浇水养护，但收效甚微。根据上面的施工缺陷，我们建议调整施工时间，将上午施工改为下午施工，避过每天的高温期。而且施工完成后可有一晚上的低温凝固时间，形成一个从高温到低温的施工过程。经过三片梁的实践，效果明显。该问题在以后施工中安排好时间就能得到很好的解决。结论：非要因末端因素4 设计不合理在现状调查中，小组对随即抽取的30片箱梁桥面防水保护层裂缝情况进行了详细分析和对比（见图3），从对比图中我们可以很清晰的看到，所有箱梁保护层裂缝有一个共同的特点，距离梁面纵向中心线两边各2m处均出现一条纵向贯通的裂缝，对此我们查阅了相关设计文件和标准

17、，根据长宽=21的断缝原则来衡量保护层长宽=1.1251断缝设计，显然断缝设计不合理。为了验证这一理解正确与否，断缝试验制图：刘泽军时间：图3 保护层混凝土裂缝种类对比条形图现场保护层混凝土施工所使用的平板振动器是由一块3cm厚木板和一个小型电动机组成，电动机功率 1.1kW,其计算振动辐射深度为 5 cm，无法满足9cm振动深度（6cm厚保护层混凝土加3cm厚抹板）,而且重量也不能满足振动提浆整平的要求。 要求施工作业队对其电动机进行更换为1.8 kW，并在抹板上配重。结论：是要因末端因素5 培训交底少梁厂防水层作业队在此之前未曾施工过如此大体积和大吨位的客专预应力简支箱梁桥面防水层，工人操

18、作水平参差不齐，各工序作业指导书制定出台后，只对工班长以上人员进行了培训交底，工人只限于简单的口头交待，导致工人技术素质低，操作方法不正规。小组对现场防水层作业15个工人进行基本技能测评，只有5人基本合格。结论：是要因末端因素6 缺少奖惩措施为了工程进度，项目在今年一、二月份对梁厂箱梁制运架所有工序制定了奖惩措施，对施工效率高的工班在经济上给予高额奖励。质量方面虽然在上场之初就下发过各工序作业标准，由于在落实上并没有操作性很强的奖罚措施，各工序作业队便习惯性为了抢进度而不重视质量。小组建议在施工质量方面制定有效的奖罚措施，并严格执行，随后小组对现场违规操作的数据进行了分析。从中我们可看到指定了

19、有效的奖罚措施后，效果是明显的。（见图5）制图：刘泽军时间：图5 奖罚前后效果对比饼分图结论：是要因末端因素7 技术力量薄弱本项目上场以来，公司根据实际需要给项目部配备了足够的技术人员，但都过于年青化（平均年龄25.5岁），而且多数均刚从学校毕业，现场施工经验基本为零。项目部虽然多次组织大家学习培训，但只限于室内，而未过多的进行现场实际指导；还有项目部为了让每个技术人员对箱梁施工的每道工序都做有了解，在工作中频繁调动。箱梁桥面防水层工序在一年内就连续换过三次技术员，而且每个技术员都是从头开始，这样造成技术人员在一个岗位上技术研究不深、经验积累欠丰的缺陷。小组成员对桥面防水层技术员的作业指导书、

20、技术交底书及施工相关资料等进行了详细检查，发现对于原始记录的描述、各工序间相互关联等相关记录情况甚少，且不完整。结论：是要因经分析，导致“箱梁桥面防水保护层大面积严重开裂”的主要原因：（1） 设计不合理（2） 培训交底少（3） 缺少奖惩措施（4） 技术力量薄弱主要原因七. 制定对策及措施针对上面分析出的主要因素，我们制定出了相应的对策措施，见下表：表5 对策措施表序号主要因素对 策措 施地点实施时间负责人1设计不合理对原设计进行改进试验1、对振动器进行改进：将振动电机换为1.8kW电机并在抹板两边对称配约3Kg重量。2、向设计院申请两片梁的保护层设计变动试验，经允许后根据断缝设计原则通过计算在

21、原来基础上再加割两道纵缝，共三道。纵缝间距为2.25m。现场刘阳平范照全刘泽军2培训交底少对作业人员进行岗前培训、岗中演练、岗后总结1、分批分次对箱梁桥面防水层作业人员进行操作技术培训。2、每次施工技术主管跟班作业、现场指导。3、召开班后座谈会。项目部现场吴红强刘阳平崔衍刚3缺少奖惩措施制定奖惩办法，对技术人员和作业人员施行奖惩制度。1建立工序责任制，专职专人，进行跟班作业。制订奖惩办法。2对水泥浆搅拌工、卷材铺贴工、砼工和善后工，现场检查评判，现场实行兑现奖惩。3对技术人员实行奖惩。4对现场管理人员实行奖惩。项目部现场吴红强刘阳平4技术力量薄弱培训采取和实践的方式，增强技术人员自身技术水平。

22、1、邀请中铁设计咨询集团箱梁设计专家邓运青对工程技术人员进行箱梁结构设计讲解，重点对桥面防水层的设计理论与施工要点进行分析。2、邀请本段监理公司箱梁预制专家对全体技术人员进行客专箱梁桥面防水层施工技术培训，注重理论与实践的结合。3、鼓励年轻技术员多下工地，从实践中增强自己的技术势力。项目部现场吴红强刘阳平制表：刘泽军 制表日期：2007年4月7日八. 对策实施实施一：对原设计进行改进试验1、由现场副经理范照全督促工队进行平板振动器的改进。新购一台1.8kW振动电机代替原有电动机，将其安装在抹板中央；找两块相同大小且重量均1.5kg重物配置在抹板的两边，注意配置对称、安装牢固。将改进后的平板振动

23、器用于试验箱梁XDC32Q-02、XDC325Q-04的桥面防水保护层混凝土施工中进行试验。2、由项目总工刘阳平负责向设计单位（中铁工程设计咨询集团有限公司）申请XDC32Q-02、XDC325Q-04两片箱梁做桥面防水保护层断缝更改试验。项目副经理范照全协调桥面防水层作业队善后班组配合技术主管刘泽军进行试验操作。试验梁桥面保护层断缝布置见图6所示。图6 试验梁桥面保护层断缝布置图现场试验操作步骤：（1）按上图断缝布置尺寸用50m钢尺精确分点，再用墨线将断缝线清晰弹出。（2）将保护层表面洒水湿润。（3）按先纵后横、先中后边的割缝顺序，在指定位置放好割缝机，按3cm深的标准调整好切割片的高度。（

24、4）开始切割施工。切割中一定要保持线形平顺、机器行走平稳、割缝深度一致。（5）将断缝中残留灰浆清理干净，待保护层混凝土强度达到设计强度的50%以上时用聚氨脂防水涂料将断缝填实、填满。填缝过程中要注意不得污染保护层及梁体。实施二：岗前培训、现场演练、班后总结，切实提高作业人员操作水平。根据箱梁预制桥面防水层及保护层工程作业指导书和防水层及保护层施工安全技术交底分批对桥面防水层作业队卷材铺贴班组、保护层混凝土施工班组和善后班组进行岗前培训，制定详细的培训计划，各工序主讲人责任到人。培训完毕工人考试合格后，再进行现场实际操作演练，操作过程现场技术人员跟班作业，进行现场操作指导，实施效果由本小组检查。

25、班后组织工人进行座谈，交流经验、取长补短、提高整体作业水平（座谈会现场照片附后）。工人岗前培训及现场演练安排：1、 培训内容：水泥浆拌和与卷材铺贴。主讲人： 刘阳平听课人： 防水卷材施工班组全体、防水层现场技术员。培训地点：项目部及现场培训时间：培训目标：熟练掌握水泥浆拌和工艺和卷材铺贴技术，灌输卷材施工质量对箱梁桥面防水的重要性。2、培训内容：保护层纤维砼施工技术主讲人： 刘阳平听课人： 保护层混凝土施工班组全体、防水层现场技术员。培训地点：项目部及现场培训时间：20培训目标：牢记砼布料顺序和施工方法；掌握路面平板振捣技术；学会纤维砼抹面技巧。3、培训内容：保护层断缝与养护技术主讲人： 崔衍

26、刚听课人： 善后班组、防水层现场技术员。培训地点：项目部及现场培训时间：培训目标：了解断缝切割标准与质量要求，提高保护层断缝切割水平；牢记保护层砼养护频率，掌握砼养护技术施工技术。实施三：建立奖惩激效机制、封堵现场管理漏洞。实行组长责任制，制定桥面防水层施工工序奖惩制度。本道工序质量不合格严禁进入下道工序施工，并按奖惩制度对工班组长给予处罚，每周对质量和进度达到作业标准的给予重奖。从而提高操作人员思想认识，使其工作认真负责。实施四：借助外界力量，结合工程实际，对技术人员进行针对性培训。公司领导全力支持工程创优，业主、监理单位对该工程质量非常重视。根据这一优势，邀请箱梁设计专家和箱梁预制专家进厂

27、，对全体技术人员进行全面系统的培训，同时项目部组织开展现场管理培训活动，对技术人员进行施工现场管理教育，以提高全体技术人员的综合素质。培训情况如下：1、邀请中铁设计咨询集团有限公司箱梁设计专家邓运青对工程技术人员进行箱梁结构设计讲解，重点对桥面防水层与保护层的设计理论、受力结构与施工要点进行分析。培训时间：培训地点：项目部会议室参训人员：项目部管理、技术和试验人员，QC小组全体成员。2、邀请本段监理公司箱梁预制专家对全体技术人员进行客专箱梁桥面防水层施工技术培训，重点讲解了防水层施工工艺和细部施工技术，并到现场结合施工实际进行讲解与指导。注重了理论与实践的结合。培训时间：培训地点：项目部会议室

28、、施工现场。参训人员：项目部管理、技术、试验人员及防水层作业队各工班组长，QC小组全体成员。3、项目部以项目经理吴红强为主要领导自行组织开展施工现场组织与管理教育活动，项目部各位领导都将自己多年在施工一线总结的现场组织管理经验拿出来与技术人员分享。活动时间：活动地点：项目部会议室、施工现场。参加活动人员：项目部管理与技术人员，QC小组全体成员。4、培训结果：技术人员对客运专线箱梁桥面防水层及保护层施工技术、现场管理等个人综合职业能力大步提高，能够胜任本职工作。九.效果检查（一）与设定目标的对比：目标一、“箱梁桥面防水层合格率100%”我们在2007年5月30日6月3日五天时间里，对最近施工完成

29、的三片箱梁（DDC32Z-04、XWG32Q-01、WCM32Q-03）的桥面防水卷材和活动期间所施工完成的所有箱梁桥面防水层进行了现场质量检查和技术人员、质检人员的施工记录及质检资料。检查记录见表6。表6 箱梁桥面防水层施工质量检查记录表序号检查项目规范要求活动前活动后检查结果1铺贴牢固，搭接封口正确，搭接宽度横向100mm、纵向120 mm。不得有滑移、翘边、起鼓、起泡、损伤等现象。搭接、封口均符合要求，但部分梁面卷材起泡严重，局部有起鼓现象。搭接、封口均符合设计及要求，卷材与粱面基层连接牢固，无卷材起泡及起鼓现象出现。表面平整密实，不得有疏松、起砂、脱皮、损伤等现象。周边新旧砼粘结牢固、密贴，排水坡满足设计要求。厚度60 mm且均匀一致。表面平整度良好，但密实度不够；砼厚度不是很均匀。表面平整度均3mm/m。砼振捣密实，厚度符合设计要求并均匀一致。保护层与防水层应粘结牢固，结合紧密，严禁有空鼓现象。制表：刘泽军 制表日期：2007年06月03日目标二、“克服桥面防水保护层砼大面积严重开裂”2007年6月5日，QC小组成员会同设计、监理单位专家到现场对桥面防水保护层试验梁片 XDC32Q-02、XDC32Q-04的试验效果进行检查，并相应检查了试验过程的原始记录和质检资料。检查结