提高地下连续墙与内衬墙“两墙合一”的施工质量

1、提高地下连续墙与内衬墙“两墙合一”的施工质量成果报告小组名称：申诚监理QC小组上海市隧道工程轨道交通设计研究院2008年3月目 录一、 项目概况二、 小组概况三、 活动概况四、 选题理由五、 现状调查六、 目标设定七、 分析原因八、 确定要因九、 制定对策十、 实施对策十一、 检查效果十二、 巩固措施与标准化十三、 总结回顾及今后打算一、 项目概况为了构筑国际化大都市现代化交通体系，上海从20世纪90年代开始大力发展轨道交通，以促进经济社会的发展，提高市民生活质量，缓解交通拥挤。根据上海市城市轨道交通规划及配合市博会召开的需要，未来几年将是上海地铁工程建设的高峰期，至2010年末上海轨道交通将

2、建成以远景网络确定的11条线路为依据的基本网络，运行线路总长将达到约400公里，2012年之前，12号线、13号线也将建成通车，全市轨道交通运营总里程将达到510公里左右。上海轨道交通的建设规划线路如下图所示：上海市区内的地铁车站多为地下车站，而地下车站的围护结构大都采用地下连续墙施工。地下连续墙（diaphragm wall panel trench，slurry trench，slurry wall，continuous diaphragm wall，cut-off wall等）开挖技术起源于欧洲。它是根据打井和石油钻井使用泥浆和水下浇注混凝土的方法而发展起来的，1950年在意大利米兰首先

3、采用了护壁泥浆地下连续墙施工。一般地下连续墙可以定义为：利用各种挖槽机械，借助于泥浆的护壁作用，在地下挖出窄而深的沟槽，并在其内浇注适当的材料而形成一道具有防渗（水）、挡土和承重功能的连续的地下墙体。下图为地下连续墙的施工程序示意图：地下连续墙一方面起到围护结构的作用，另一方面与车站结构的侧墙，即主体结构内衬墙进行连接，形成“两墙合一”的整体结构。目前常用的连接方式为“预埋钢筋连接器法”，即先加工一个连接器，我们称之为接驳器，内表面车有反向的螺纹，而被连接的地下连续墙中的钢筋端部及地下工程内部构件的钢筋端部也车有螺纹，当接驳器按某方向拧紧时，就可将两者钢筋连接起来。下图为“预埋钢筋连接器法”的

4、示意图：1123451、接驳器 2、地下连续墙砼保护层 3、地下连续墙 4、后浇结构（内衬墙、底板、砼支撑等） 5、后浇结构中受力钢筋“两墙合一”的连接质量可以说是整个车站结构的一个关键，如果“两墙合一”的施工质量不佳，就很有可能造成周边建筑物沉降超标、车站内部渗漏水、结构尺寸异变、结构力学性能下降，抗震强度的下降等后果。二、 小组概况小组基本情况表表21小组名称申诚监理QC小组成立日期2006年9月1日课题名称提高地下连续墙与内衬墙“两墙合一”的施工质量注册编号2006-监（01）注册日期2006年9月1日活动次数9完成日期2007年2月28日小组类型现场型本QC小组共有成员5人，涵盖老中青

5、三代工程技术人员，平均年龄45岁，小组成员都具有丰富的现场施工或者监理的经验，根据各人的具体情况和工作特点，小组成员分工如下：小组成员及分工表表22序号姓名年龄性别职称学历组内分工1韩银华51男高工大学组长：全面负责、组织活动2王育南69男工程师大学组员：方案研讨、技术顾问3金奚28男工程师大学组员：方案研讨、分项负责4季长城44男技术员高中组员：方案研讨、组织实施5孙志鹏24男技术员大专组员：方案研讨、质量检查三、 活动概况本课题通过一次PDCA循环，小组共进行了9次有记录的全员活动，累计活动30小时。小组成员人均接受全面质量管理教育时间为27小时以上。活动计划安排详见表31。QC小组活动计

6、划安排表表31一次PDCA循环时间内容参加人员P阶段P12006年9月上旬选择课题，明确分工小组全体成员P22006年9月中旬现状调查，设定目标小组全体成员P32006年9月下旬分析原因，确定要因小组全体成员P42006年10月上旬制定对策小组全体成员D阶段D2006年10月下旬11月上旬实施对策小组全体成员C阶段C2007年1月上旬检查效果小组全体成员A阶段A12007年1月下旬巩固措施及标准化小组全体成员A22007年2月上旬总结回顾及今后打算小组全体成员制表人：金奚 2006.9.1四、 选题理由2006年9月1日，在我QC小组制定了活动计划后，我QC小组确定了研究课题提高地下连续墙与内

7、衬墙“两墙合一”的施工质量，并进行了理由论证，具体选择理由如下：图41上海地铁地下车站施工现状上海地铁地下车站的主体结构基本都采用地下连续墙与内衬墙“两墙合一”的施工方法。业主要求施工中能在保证质量的情况下，优化设计方案，改进施工工艺，一方面能加快施工进度，另一方面也能节省投资。设计方要求按设计和规范要求施工，控制好地下连续墙与结构内衬“两墙合一”的质量。施工方要求地下连续墙钢筋数量较多，分布较密，接驳器应分布合理，不与地墙主筋相冲突。监理方要求提高地下连续墙与内衬墙“两墙合一”的施工质量施工方按设计图纸施工，在保证主筋布置的情况下，提高接驳器的连接率。保证“两墙合一”的施工质量。社会要求车站

8、结构稳定，无渗漏水等情况，对周边环境影响较小。制图人：金奚 2006.9.1五、 现状调查为了研究目前“两墙合一”的施工质量现状，我QC小组对上海轨道交通7号线4北段中山北路站前地下连续墙抽样调查，共抽取250个样本进行研究,找出影响“两墙合一”质量因素主要有以下几点：地下连续墙的墙身倾斜度、地下连续墙的标高、接驳器的施工质量以及墙体砼浇筑的质量等。累计不合格频数为53，不合格率为21.2%，合格率为78.8，在不合格频数中，由接驳器施工质量引起的占了不合格频数的81.2，主要情况如表5-1。影响“两墙合一”施工质量的因素统计表表5-1序号项目不合格数（次）累计不合格数（次）百分比（）累计百分

9、比（）1接驳器施工质量434381.281.22地下连续墙倾斜度3465.686.83地下连续墙标高2483.890.64砼浇筑质量2503.894.45其它3535.6100.0制表人：金奚 2006.9.15图5-1影响“两墙合一”施工质量因素的排列图制图人：金奚 2006.9.15以上分析可见，接驳器的施工质量是影响“两墙合一”施工质量的关键因素，以下2张照片是我QC小组成员于施工现场拍摄的，照片51说明接驳器锈蚀、丝牙破损、向下偏角、无法连接钢筋。照片52为破损、锈蚀的接驳器放大图。照片51 照片52拍摄人：季长城 2006.9.13因而要提高“两墙合一”的施工质量，重点是提高接驳器的

10、施工质量。六、 目标设定1、 设定目标通过由数据质量分析的情况可知，在影响“两墙合一”施工质量的因素中，接驳器的施工质量出现的频数为43，占影响“两墙合一”全部因素的81.2，如果能完全解决了接驳器的施工质量问题，理论上“两墙合一”的合格率将达到78.8%+21.2%*81.2%=96.1%，考虑到施工过程中可能出现的不确定因素，因此小组讨论拟定了本课题的活动目标，具体内容如下：优化地下连续墙接驳器施工的方法，将“两墙合一”的合格率控制在95.0，见下图：制图人：金奚 2006.9.182、 可行性分析为了确定目标实现的可行性，作如下分析：1） 人员方面：我QC小组里有从事地铁车站施工监理近2

11、0年的经验丰富的老工程师，也有中层技术骨干和青年积极分子，小组成员各有所长，综合能力较强，同时小组成员具有刻苦钻研的精神，攻克难关的决心和解决实际问题的能力。2） 配合方面在成立QC小组以后，我小组有幸得到了施工单位隧道股份公司轨道交通7号线4北段中山北路站项经部的大力支持和积极配合，院在技术上也能为我们提供很多宝贵的意见和建议。3） 技术方面我小组成员有多位成员在上海轨道交通1、2、4、8、9号线的车站施工监理中担任重要的角色，对地下连续墙接驳器设计和施工有较深的了解和认识，在开展本次QC小组活动前，认真听取了设计、施工、业主等各方面对接驳器施工的一些经验和想法，进行了认真的分析和调查，同时

12、小组成员内部也经常进行技术方面的培训和学习，掌握国家和地方对接驳器施工的规范、标准要求，将之为小组所制定的目标提供技术保障。七、 分析原因我QC小组在现状调查的基础上，针对目前的影响接驳器施工质量的各种因素进行了认真的分析，绘制了导致接驳器施工质量不合格的因果分析系统图，见图71：导致接驳器施工质量不合格因果分析系统图相关培训和交底工作未落实到位对接驳器施工工艺不熟悉图71规章制度不健全责任心不强操作不当人员总包管理没有完全到位地墙施工分包队伍不参与后续施工，不对下道工序负责组织管理欠缺接驳器与钢筋焊点点接触接驳器施工质量不合格仅用螺纹钢进行定位设备无高差控制标尺塑料接驳器保护盖的限制材料塑料

13、保护盖硬度差，易损坏设计考虑强度需要，地下连续墙钢筋较密接驳器布置困难方法凿毛过程中易凿坏接驳器开挖后凿毛雨中焊接无防护措施焊接环境不佳环境光线不足夜间施工制图人：金奚 2006.9.25八、 确定要因针对导致接驳器施工质量不合格的末端因素，我QC小组深入施工现场第一线，逐条进行认真调查、分析、研究，并通过和施工、设计、业主等有关专家的沟通，确定了要因，见不合格要因确认表：导致接驳器施工质量不合格要因确认表表81末端因素分 析 论 证 依 据结 论相关培训和交底工作未落实到位我QC小组监理人员要求总包管理人员对施工人员进行培训，经过对施工人员详细交底后可以解决。非要因规章制度不健全我QC小组监

14、理人员汇同总包管理人员指导施工方有针对性地制定相关规定，可以确保接驳器规范安装。非要因总包管理没有完全到位经过我QC小组监理人员的督促，总包加强了对分包单位的施工管理和监督检查。非要因接驳器与钢筋焊点点接触根据我QC小组监理人员多年的地下连续墙施工监理经验和对施工现场的观察和研究发现，接驳器钢筋套筒为圆形，而施工方通常用直螺纹钢筋进行定位，两者为点接触，很难控制接驳器套筒水下左右的偏斜。要因无高差控制标尺接驳器应控制在同一水平面上，然而我QC小组监理人员在施工现场研究发现用直螺纹钢筋作定位同样很难控制接驳器之间的高差。要因塑料保护盖硬度差，易损坏将保护盖材料换成硬度高的材料可解决。非要因设计考

15、虑强度需要，地下连续墙钢筋较密我QC小组监理人员牵头设计、施工、业主和监理四方召开专题会议，以设计图纸为依据，根据要求对接驳器进行调整，可以更合理布置赶紧主筋和接驳器。非要因凿毛过程中易凿坏接驳器我QC小组监理人员现场观察发现，在开挖后地下连续墙砼表面凿毛的过程中，接驳器套筒因紧贴砼表面，很容易被风镐凿坏。要因雨中焊接无防护措施我QC小组监理人员要求施工人员在焊接时加强防护，特别是雨天的防护，可以提高焊接质量。非要因光线不足我QC小组监理人员要求施工方增加夜间照明光源，确保夜间施工的可视度。非要因制表人：金奚 2006.9.30九、 制定对策通过对导致接驳器施工质量不合格要因的分析，我QC小组

16、人员结合实际情况，按5W1H的要求，制定了对策表。对策表表91序号要 因对 策目 标措 施地 点时 间完成人1接驳器与钢筋焊点点接触点接触焊接改为面接触焊接。接驳器与钢筋笼焊接牢固，无上下左右偏差。分析、比选材料，选用接触面积较大、刚度大、价格适宜的材料。轨道交通7号线4北段中山北路车站2006年10月11月韩银华王育南2接驳器焊接定位无高差控制标尺使用有控制高差标尺的定位装置。接驳器之间无明显高差。选用能控制高差的接驳器定位装置。轨道交通7号线4北段中山北路车站2006年10月11月韩银华王育南3凿毛过程中易凿坏接驳器加强接驳器的保护。接驳器在凿毛时不被凿坏，内部丝牙保护完好。设计接驳器保护

17、装置。轨道交通7号线4北段中山北路车站2006年10月11月金 奚季长城孙志鹏制表人：金奚 2006.10.5十、 对策实施对策制定后，我QC小组成员根据项目实际情况，对不同环节具体分工，明确工作目标和责任，理清工作步骤和措施。着重对实施中的疑难问题进行了专题讨论，并选择在上海市轨道交通7号线4标段中山北路车站的地下连续墙中实施应用。实施一 定位材料的选择小组人员针对“接驳器与钢筋焊点点接触”情况进行了详细的分析，认为原定位材料采用的是螺纹钢筋，本身刚度不足，还有一定的弧度，且钢筋上有螺旋纹，同为圆形的螺纹钢筋和接驳器套筒焊接时为点接触，所以不能保证焊接的牢度，必须选择一种性能合适的材料作为定

18、位。小组成员通过查找材料，从焊接面积、刚度、价格几方面对比，最终确定选用角钢材料。接驳器定位材料选用对比如下：接驳器定位材料选用对比表表101材料名称焊接面积刚度价格螺纹钢小，点接触中低工字钢大，面接触高较贵角钢大，面接触高中制表人：金奚 2006.10.10实施二 “定位卡”的选取和使用针对接驳器焊接定位“无高差控制标尺”的问题，我QC小组成员在确定角钢作为定位材料之后，根据接驳器的尺寸、地墙保护层厚度、主筋间隔距离等各种因素考虑，本着作业简单、施工方便的理念，选用尺寸为L40×3角钢为接驳器“定位卡”。因为角钢两边平整，互相垂直，自身刚度较高，且角钢边有一定宽度，可以将此作为接驳

19、器之间高差控制的参照物。角钢一条边与地下连续墙纵向主筋焊接，一边与接驳器焊接，可以采用单面焊接，焊接牢度也比较高。“定位卡”在实际操作时先在钢筋笼控制接驳器标高处，水平点焊角钢，替代传统的拉线方法。接驳器的高低控制以角钢的边线为标准。接驳器搭靠在角钢的一个平面上，这样既控制了接驳器上下左右的偏斜情况，又使得接驳器之间的高差得到了很好的控制。而且定位后焊接牢固。作业简单、施工方便。在“定位卡”施工过程中应注意以下几点：l 钢筋笼的主筋按设计要求间隔均匀布置；l 确定钢筋笼开挖面的接驳器两端的标高位置，固定角钢；l 接驳器按设计要求等间距布置，以角钢的边缘线控制接驳的高低，以角钢的平面控制接驳器的

20、方位偏斜；l 布置加密钢筋笼开挖面的加密钢筋；l 布置分布钢筋，并按设计要求和主筋焊接；实施三 确定“条形封盖板”的使用针对“在凿毛过程中易凿坏接驳器”的问题，经我QC小组成员研究发现，接驳器的塑料保护盖与接驳器连接固定原来采用螺旋拧紧的方式，但由于是塑料保护盖强度不够，易造成脱落。小组成员认为原有塑料保护盖虽然不牢固，但是可以有效的防止地下连续墙在浇筑砼的过程中，接驳器丝牙内部被砼浆液浸入，因此我小组建议保留原塑料保护盖的施工工艺，但为了保护接驳器在施工过程中不被损坏，在接驳器外口再设置一道保护装置-即设计“条形封盖板”，保护接驳器在吊笼入槽、砼浇筑以及最后凿毛的过程中能安然无恙。“条形封盖

21、板”与地墙钢筋可有2种固定方式，一是焊接，二是绑扎，这两种方式都可以较牢固地固定条形封盖板与地下连续墙的连接。考虑到今后便于取下该装置，以使得接驳器能顺利露出，所以采用绑扎的方式，而不用焊接的方式加以固定。为了寻找一种制造方便、使用简单、效果明显的接驳器保护装置，小组成员查阅了大量相关的资料，收集有关的数据，主要包括地下连续墙的施工规范、接驳器的技术规范、钢筋原材料的相关指标以及地下连续墙浇筑时砼对接驳器的影响等内容；并加以汇总，找出有用的数据和方法。我QC小组采用钢材质的条形封盖插槽板对接驳器进行保护，条形接驳器封盖板如图所示：接驳器封盖插槽板示意图BABB h H C D E L制图人：孙

22、志鹏 2006.10.20当然不同直径的接驳器套筒对应的“封盖板”的尺寸也是不同的，因此我QC小组根据不同直径的接驳器参数，设计了不同大小的“封盖板”，主要尺寸见下图：接驳器封盖插槽板截面尺寸对丝表表101单位（mm）32接驳器外径48mm28接驳器外径42mm25接驳器外径38mmH645854A666B666C666D666E666L201818h524642制表人：金奚 2006.10.20（此项设计成果已申请上海市专利并获受理。）由于在焊接接驳器的时候采用了“定位卡”的方法控制上下左右的偏差以及接驳器之间的高差，我小组成员实测定位在钢筋笼上接驳器的控制偏差2mm，整个地下连续墙的接驳器

23、基本呈一直线形布置，因此先用原先的塑料保护盖封盖好每一个接驳器，再将“条形封盖板”沿接驳器的布置直线方向插入后用几根粗钢丝与地下连续墙固定即可。在实际操作条形接驳器封盖板的时候要注意以下几点：l 接驳器的沿线方向插上封盖板，如需要在封盖板上加上2个保护层钢板垫块。（防止钢筋笼入槽碰坏接驳器的封盖板）l 接驳器和结构主筋的连接要求l 地墙开挖凿毛，接驳器保护层砼凿除时，保留封盖板；l 在施工结构需要连接主筋时，打开封盖板连接主筋。特别注意：防止封盖板打开时间长，造成接驳器丝牙的锈蚀。十一、 检查效果（一） 质量检验我QC小组成员在活动期间积极、主动、各负其责，认真努力的完成了各自的任务，在重点对

24、接驳器定位和丝牙质量控制的同时，我QC小组也对其它影响“两墙合一”的因素进行了有效的控制，达到了比较理想的效果，实现了预定的目标。上海轨道交通7号线4标中山北路站基坑于2006年11月20号开始开挖，我QC小组在开挖后检查地下连续墙的情况，抽查样本数为135个，不合格频数为5，其中没有发生接驳器施工质量不合格的情况，活动后的合格率为（1355）/135×10096.3%，由此得出小组活动前后成果质量对照表：小组活动前后成果质量对照表表111序号错误类型频数合格率活动前活动后活动前活动后1接驳器施工质量43078.896.33地下连续墙倾斜度324地下连续墙标高215砼浇筑质量216其

25、它31制表人：金奚 2007.1.10小组活动前后成果质量对比图制图人：金奚 2007.1.10（二） 技术效益1、 钢筋笼上接驳器定位效果：接驳器在钢筋笼平面上的高低，控制情况和入槽前基本一致，整体效果平、齐、直、偏差控制理想。2、 接驳器沿线封盖效果：l 基坑开挖后凿毛地墙，在沿接驳器的连线方向，砼保护层基本上是成条片状被凿掉（见照片111）。照片111拍摄人：季长城 2007.1.3l 凿开地墙的保护层，没有出现接驳器丝牙被凿坏和锈蚀等情况。l 凿开后的接驳器的安装，面平线直。凿墙和拧钢筋的工效又快又好，接驳器安装连接的质量有了质的提高。l 接驳器连接钢筋时，即拧的快，丝牙又拧到位（见照

26、片112）。照片112l 拍摄人：季长城 2007.1.5（三） 经济效益地墙接驳器节省经济效益对比：经我QC人员计算，计算过程见“地墙接驳器节省经济效益对比表”。1幅地墙节省882元；上海轨道交通7号线中山北路车站共77幅地墙，节省67914元；上海市轨道交通2012年将达510公里，十二条线路，近400个车站，可节省约2800万元的费用！（四） 社会效益本次QC小组活动研究课题本着使地铁车站施工质量进一步提高的宗旨，积极相应国家建设节约型社会的号召，改善了接驳器定位和丝牙保护的质量，一方面有利于 “两墙合一”效果的提高，另一方面也节约了施工成本，对地下车站的结构稳定性、防渗漏水、抗震性能等

27、方面都有积极的影响，使其在今后能更稳定、更安全、更长久的服务于社会。表111 地 墙 接 驳 器 节 省 经 济 效 益 对 比 表（以中山北路站1幅6m宽34m深地下连续墙钢筋笼为例）设计预埋接驳器数量和费用实际要求的接驳器数量和费用部位项目数量单位单价合价（元）部位项目数量单位单价合价（元）底板32接驳器65.0 个12元/个780 底板32接驳器60.0 个12元/个720 锚固钢筋23.2/65kg/根3500/T5250 锚固钢筋23.2/60kg/根3500/T4872 设备板25接驳器43.0 个10430 设备板25接驳器40.0 个10400 锚固钢筋5.1/43kg/根35

28、00/T768 锚固钢筋5.1/40kg/根3500/T715 站厅板22接驳器43.0 个9387 站厅板22接驳器40.0 个9360 锚固钢筋4.0/43kg/根3500/T602 锚固钢筋4.0/40kg/根3500/T560 顶板28接驳器64.0 个10640 顶板28接驳器60.0 个10600 锚固钢筋12.6/64kg/根3500/T2822 锚固钢筋12.6/60kg/根3500/T2583 合计11689 合计10807 节省接驳器：15个，钢筋：194kg。每幅地墙可节省：882元。 中山北路车站地墙77幅。节省费用：77×882=67914元制表人：金奚 2007.1.4十二、 巩固措施及标准化通过此次QC小组活动的开展，改进了接驳器安装的方法，并取得了一定的效果，我QC小组在次基础上采取了一系列巩固措施：1） 认真总结，对活动开展过程中遇到的问题做了详细的记录并进行了讨论；2） 组织施工方采用该改进方案进行地墙接驳器施工的试验，都取得了不错的效果；3） 2007年4月19日，申通集团技术部申通研