[QC成果]通过过程控制提高湿喷混凝土施工质量

1、通过过程控制 提高湿喷混凝土施工质量PAGE - 4 -中铁二十三局集团沪昆客专一项目部 - PAGE - 21 - - QC活动成果汇报材料通过过程控制提高湿喷混凝土施工质量中铁二十三局集团一公司沪昆客运专线QC小组小组名称：发表时间：二O一一年十二月发 表 人：杨 勇中铁二十三局集团第一工程有限公司目 录一、工程概况2二、小组概况2三、PDCA循环5（一）、计划（P）阶段6（二）、实施（D）阶段11（三）、检查（C）阶段17（四）、总结（A）阶段19四、巩固措施20五、体会及 HYPERLINK l _Hlk23221892 s 1,3742,3746,0,现状调查 今后打算21通过过程控

2、制提高湿喷混凝土施工质量发表人：杨 勇一工程概况白岩脚隧道是集瓦斯、岩溶、突水、突泥、地表失水于一体的二级风险隧道，是沪昆客专中铁二十三局一项目部建设全线的控制性工程。隧道全长4480m，进口里程DK638+980，出口里程DK643+460。洞内纵坡单斜坡，进口高出口低，DK638+980DK641+950段为-2.50%，DK641+950DK643+460段为-1.80%。出口段地势陡峻、植被茂盛。白岩脚隧道按速度目标值350km/h客运专线双线隧道设计。洞内采用CRTS-型双块式无砟轨道，铺设60kg/m钢轨。支护形式、为钢拱架加挂网锚喷，为挂网喷射砼，设计生产喷射混凝土的总方量为33

3、990m3。本小组主要承担湿喷混凝土施工质量控制，通过开展QC活动，不断解决施工中的技术难题。二小组概况（一）小组概况中铁二十三局集团沪昆项目部通过过程控制提高湿喷混凝土施工质量QC小组是根据工程特点及实际需要于2011年2月22日成立并登记注册的，属“质量持续改进型”小组，小组成员主要由工程技术人员、管理人员和施工人员组成，成员数量为10人，平均年龄为33岁，接受TQC教育面为100%。详细情况见表1，小组活动制度见表2。 小组名称中铁二十三局集团第一工程有限公司沪昆项目部QC小组成立时间2011年2月22日注册日期2011年3月1日小组类型质量持续改进型注册编号活动时间2011年3月2日6

4、月20日循环次数一次课题名称通过过程控制 提高湿喷混凝土施工质量序号姓名性别年龄文化程度职 务组内分工接受TQC教育时间 h1史卫滨男33本科项目总工组长1402马玉龙男35本科项目副经理协调与工队关系1403刘阳平男30本科工程部长副组长1404王衍旭男33本科试验室主任技术指导1405赵金锡男28本科技术主管技术指导1206张高男35本科安质部长技术指导1207杨勇男28本科工队长组员1208邢涛男28本科试验员组员1209欧美生男45高中工班长组员10010只泽林男31高中工人组员100人员结构情况 人员结构饼分图 表小组概况表制表：杨勇 制表日期：2011年3月5日项目主要内容活动制度

5、小组成员要严格按照小组制定的活动计划执行,，活动时间按照计划进行，如有特殊需要另行安排。小组活动次数每周不少于一次，采样期间，每天不少于两次；小组必须遵循PDCA循环程序，每个成员必须认真参加小组讨论；小组成员要认真思考在过程中出现的每一个问题，充分的运用现代统计技术，分析问题，解决问题；小组成员在执行循环的过程中要进行全过程指导监督，对出现的问题随时纠正；小组活动的目的是对施工工序的持续改进，降低材料消耗，提高施工水平，同时实现经济利益；小组活动要以提高一线的施工人员的思想和技术业务素质为己任，从根本上提高施工能力；小组成员必须要团结一致，加强与上下左右沟通，活跃员工的文化生活，增强员工的工

6、作满足感、归属感，创造更新的企业文化；表2小组活动制度制表：杨勇 制表日期：2011年3月5日（二）小组活动计划表3活动日程进度表课题名称通过过程控制 提高湿喷混凝土施工质量时 间11.03.0511.07.29 计划 实施 时间阶段3月份4月份5月份6月份7月份上中下上中下上中下上中下上中下选 题现状调查目标设定原因分析制定对策实施对策效果检查巩固措施今后打算制表：杨勇 制表日期：2011年3月5日三 PDCA循环（一）P阶段 计划阶段1选题理由：选题理由1）隧道存在浅埋、偏压、红黏土等不良地质条件，隧道施工难度大，如果喷射混凝土强度达不到设计强度要求，施工安全难以保证。从调查数据看，喷砼强

7、度很不稳定，有不合格品产生，而且从平移周期图看，如果不采取措施，施工质量将会失控2）回弹率太大，材料的利用率低；3）粉尘污染大，对施工环境极为不利，而且严重的损坏施工人员的健康状况。1）保证施工质量，不出现次品，保证不返工；2）减少回弹，提高材料的利用率。业主方和铁道部直属质检站经常性对已施作的喷射混凝土进行钻芯取样，质量不合格将受到通报批评以及返工处理并经济处罚，严重影响公司的声誉和利益。理由一施工质量不稳定理由二经济利益的要求理由三业主及局指要求制图：杨勇 制图日期：2011年3月15日2. 现状调查：（1）喷射砼回弹率大，混凝土质量不稳定，材料浪费大；3月6日至3月15日 连续10天对喷

8、砼回弹量进行统计，详情见表4。 表4 喷砼回弹量统计表日期6789101112131415回弹率39.5、42.335.5、36.340.2、37.241.0、38.139.6、38.636.4、37.243.5、38.941.0、38.437.9、39.234.2、38,1制表：杨勇 制表日期：2011年3月15日（2）3月5日至4月9日取得共20组混凝土试件。通过对喷射砼的试件强度和钻芯取样强度的跟踪检测，并对检测结果进行了汇总统计分析。详情见表5。 表5 喷砼强度检测结果序号1d强度28d试件强度28d取样强度序号1d强度28d试件强度28d取样强度112.440.434.81114.1

9、43.937.5213.236.531.31213.535.732.2312.727.422.51312.937.134.5412.942.838.61414.628.525.6514.033.330.41513.235.232.6613.624.822.01613.546.837.2714.836.833,61713.733.530.2813.732.630.11813.134.230.8913.639.734.51912.737.132.61012.828.426.62013.730.828.1制图：杨勇时间：2011.04.09制表：杨勇 制表日期：2011年3月15日按表4的数据，绘制

10、出湿喷混凝土强度对应散点图（见图1）从上图我们可以看出，混凝土28d强度存在明显的离散性，而1d强度基本稳定且全部合格，说明混凝土后期强度发展上明显存在问题。3. 确定目标及可行性论证：目标：(1)确保喷砼的强度满足设计要求，减小混凝土强度的离散度，并且在质量控制图上反映出其施工生产的稳定性，产品合格率达到100%；(2)通过对施工工艺的控制,使得混凝土的回弹率15%；优势(1)领导支持局处两级领导全力支持工程创优，起点高，要求严。(2)课题目标的现实性通过连续采样数据显示，混凝土的强度具有很大的离散性，如果不对施工方法改进，那么，混凝土的强度就得不到有效保证，这样就给施工安全质量带来了很大的

11、不可预见性；（3）技术的可行性 我们目前存在的问题主要是施工人员在施工过程中十分随意，仅凭经验施工，根本就不知道工艺参数的取值范围，施工的过程中比较盲目。因此，只要通过对有关技术文献的参考查阅以及对施工现场的调查分析，只要对其施工技术参数进行合理的选择，就能达到预期的目的；（4）经济利益的实现性通过对工艺的持续改进，在保证设计强度要求的前提下，可以实现巨大的经济利益，这对于我们来说，是我们的最终追求。难点：（1）现场一线操作工人文化程度不高，接受新事物能力较弱，过往多年施工中养成不少不规范操作行为。（2）喷射混凝土受人、机、料、工法等因素的综合影响，强度受控因素较多，可以说每个环节互相紧扣，喷

12、射强度不稳定。结论：小组成员对通过过程控制提高湿喷混凝土施工质量充满信心。一致认为，发挥优势、攻克难点，加强各工序的过程控制，本小组所制定的目标值是可行的。4. 原因分析：我们QC小组召开原因分析会，分析喷射混凝土质量缺陷，绘制出喷射混凝土质量缺陷的原因分析关联图（见图2）。人料机法责任心不够混凝土拌制不规范和养护不合格监督机制不全专业知识缺乏设备保养不够速凝剂掺量不准设备技术水准低自动计量超出允许偏差空压机送风不稳定喷嘴与喷射面距离过大或过小养护不及时或频率不够未分层喷填，砼不密实设计配合比不正确原材料进场检验不到位投料顺序不正确未按配料通知单下料强制搅拌时间不足砼坍落度不合格射流与喷射面的

13、角度及运动方式图2 关联分析图5. 要因确认：从我们对施工现状的调查数据数据表（表4，表4）可以看出造成喷混凝土质量不稳定的原因有三个方面：首先是强度离散性大，极差值达到22MPa；其次是回弹率高达43.5%。为解决上述问题小组召开会议讨论，对造成喷混凝土质量不稳定的二个方面的问题，我们从砼质量、操作人员、设备、施工工艺等四个方面逐一进行分析探讨。表6 要因确认表序号原因要因确认验证方法是否要因1人责任心不强现场操作人员质量意差，认为混凝土强度与自己无关,混凝土强度少一点无所谓。现场调查是2监督激励机制不健全无喷射混凝土值班制和质量奖罚机制，缺乏激励机制。查阅制度否3专业知识缺乏对于湿喷工艺操

14、作规程了解不够，理论知识相对缺乏，技术水平良莠不齐。现场调查是4机设备保养不够，机械老化机械设备保养基本到位，机械状态良好。现场调查否5拌合站自动计量装置超出允许偏差水泥、水、外加剂的称量偏差超出2，粗细骨料称量偏差超出3。称量校验是6设备落后非专业湿喷设备混凝土喷射机均能够进行湿喷。并专门统一购买了成都岩锋湿喷机。咨询统购否7湿喷机速凝剂参量湿喷机速凝剂掺量按照流量控制，虽然控制准确程度不高，但掺量上的偏差对混凝土强度影响较小,一般参量过大。现场调查否8空压机送风量不稳定，时大时小配置了6台22m/h空压机，且变压器供电满足空压机满负荷运转，基本不存在风压不够的情况。现场调查否9法养护频率不

15、够或不及时现场管理人员忽略混凝土养护，或未在混凝土终凝2h后及时进行洒水养护，或养护频率小于4h/次，或养护时间不足14d，或洒水不全面敷衍了事。现场调查是10喷嘴与受喷面的距离过远或过近与强度和回弹强相关。现场调查是11射流与喷射面的角度及运动方式与强度和回弹强相关。现场调查是12未分层进行喷填，砼密实程度较差缓慢移动喷嘴，分层喷填，分层厚度合理，混凝土密实。现场调查否13料设计配合比不当由于大部分混凝土强度均能达到设计要求，设计配合比正确无误。试验检测否14原材料未经检验或检验频率不够碎石级配、针片状不符合要求，机制砂含泥量过高，速凝剂的品种和质量试验检测是砼现场坍落度坍落度过大或大小均与

16、回弹强相关现场调查是15混凝土强制拌和时间不够强制拌和时间不足4min，通常拌制3min左右，虽然砂石料与胶凝材料已拌制均匀，但微纤维尚未完成分散成丝。现场调查是制表：杨勇 制表日期：2011年4月20日6.对策措施表7 对策表 序号主要因素改进措施负责部门1碎石级配、针片状不符合要求1）将碎石更换成级配合格的 515 mm的碎石； 2）对材料的针片状进行控制。物资、试验2速凝剂的品种和质量速凝剂进场前做好试验，保证其质量。3机制砂含泥量过高严格控制进场机制砂的含泥量4计量不准确、搅拌不均匀1）保证混凝土的拌合时间，确保其水化过程充分进行；2）对自动计量装置进行标定校正；拌合站5喷射距离随意性

17、太大在0.51.5m之间进行试验，确定最佳距离范围。试验、工程、安质6喷射角度比较随意必须尽量与岩面垂直,且与岩面法向夹角最大不宜超过15度。7养护频率不够或不及时加强混凝土养护，在混凝土终凝2h后及时进行洒水养护，养护频率不小于4h/次，养护时间不小于14d，洒水全面。8责任心不强1）召开动员大会，进行教育引导、改善其工作态度；2）加大奖罚力度，提高员工士气。总工9技术水平良莠不齐1）以好带次，提高员工的技能；2）请技术好的操作师傅进行现场指导培训。工程、试验10没有质量的概念1）对员工进行质量终生负责制教育；2）对由于质量不合格所造成的严重后果的危害性对员工进行教育。安质制表：杨勇 制表日

18、期：2011年4月20日（二）D阶段 实施阶段根据表7对策，采取有效措施，落实到位，认真实施。实施一：制定操作工人教育培训计划，提高工人整体技术素质根据隧道湿喷混凝土工程作业指导书分批分次对工人进行培训，制定详细的培训计划，各工序主讲人责任到人（见表8）。实行内外并举措施，教育培训完毕后对工人进行试卷考试和现场实际操作考核，两者都合格后方可颁发上岗证。实施二：分工序、按职责制定奖罚制度，根据结果现场兑现1、按材料质量，喷射效果等项目，制定切实可行的质量奖罚制度，表8 工人培训计划表序号讲课人主讲内容学习听课人授课地点既定目标讲课时间1张高湿喷混凝土工程混凝土作业队所有工班组施工现场了解掌握湿喷

19、砼施工工艺流程，认识湿喷砼工程质量重要性2011.04.212刘阳平湿喷砼施工技术混凝土作业队所有工班组施工现场掌握湿喷砼技术，知道湿喷砼施工的关键和难点部位，并喷射技巧2011.04.222011.04.253王衍旭材料控制实验室人员及拌合站工作人员拌合站会议室了解掌握原材料合格标准及混凝土拌合要求2011.04.234张高湿喷混凝土质量标准全体成员项目部会议室了解掌握湿喷混凝土质量标准，进一步加强施工人员专业水平2011.04.232011.04.25制表：杨勇 制表日期：2011年4月27日见表9。表9 各作业工班质量管理奖罚金额明细序号工班名称质量奖励基金(元)奖罚系数劣品合格优良1物

20、资部500-1.00.01.02实验室500-1.00.01.03拌合站500-1.00.01.04施工班组500-1.00.01.0制表：杨勇 制表日期：2011年4月27日质量考核以月为单位，分劣品、合格和优良三个级别，每月末项目部安质部组织现场技术员、工班长以及工班质检员对本月质量情况进行检验查考核，考核依据为设计文件、相关规范验标、监理及上级部门对本项目质量总评。2、成立施工现场质量管理体系(见图3)，制定从现场施工负责人项目技术主管质检工程师工班质检员质量考核制度，具体如下：（1）质量奖励基金500元，完成各自质量职责按1.5系数奖励现场施工负责人(主抓生产副经理)，按1.3系数奖励

21、技术员和质检工程师，副经理技术主管质检工程师物资部实验室拌合站施工班组图3 湿喷混凝土工程现场质量体系框图按1.0奖励工班质检员；完不成以相等系数予以处罚。（2）质量管理体系考核由总工程师牵头，质检部门具体操作，以月为单位，当月各工班质量考核结果将是上述人员考核的重要依据。实施三：工艺参数的选择及确定首先查阅有关技术资料、选择并初步确定有关参数，工艺流程图见图4（参数及试验结果一览表）工艺参数：工作风压：0.40.6MPa 喷头距岩面的距离:1.00.2m喷头与岩面法向夹角:0150 混凝土坍落度：10020mm16020mm我们在这里首先要解决的是砼的强度以及与强度相关的回弹。这主要从配合比

22、、工作风压、水压、喷射角度、距岩面距离这几个方面来解决.首先是配合比,从设计上保证喷砼的强度;其次就是现场工作参数的调整,我们设计了几种方案:粗集料水泥速凝剂搅拌机喷射机喷嘴受喷面空气压缩机压缩空气细集料制图：杨勇时间：2011.05.10图4 工艺流程图表10 参数调整方案试验参数一览表 方案工作风压料束与岩面法向夹角(度)喷头与岩面的距离坍落度（mm）回弹率（%）强度代表值(Mpa)坍落度（mm）回弹率（%）强度代表值(Mpa)10.40.60150.610020mm18.933.2、32.216020mm27.431.7、32.60.40.60.810020mm17.336.4、35.2

23、16020mm25.035.1、37.50.40.61.010020mm16.838.2、37.616020mm24.136.3、36.10.40.61.210020mm13.236.3、37.716020mm19.737.4、36.70.40.61.510020mm18.031.8、33.616020mm24.532.6、30.620.40.6150.610020mm21.431.8、32.516020mm29.631.1、31.80.40.60.810020mm19.835.4、34.816020mm27.436.3、34.50.40.61.010020mm18.737.5、36.9160

24、20mm23.636.8、36.00.40.61.210020mm15.936.2、35.716020mm22.834.7、33.90.40.61.510020mm2433.2、31.516020mm28.032.6、30.2 制表：杨勇 制表日期：2011年6月5日 根据表10数据，画出分析图如下所示： 制图：杨勇时间：2011.6.5制图：杨勇时间：2011.6.5 方案实施,（1）首先我们确定喷射机的工作风压,并根据现场实际情况将喷头处的风压水压调整好,并确定喷头与岩面之间的距离,料束与岩面法向的夹角.根据事先设计好的参数进行不断的调整试喷，并收集试验检测数据进行统计分析。从以上图表我们

25、很直观的看到,当喷头距岩面的距离以0.81.2米、喷头与岩面法向的夹角不大于150这一范围内（当然这一角度越小越好）,喷混凝土的强度与回弹量的效果是一个最佳范围。（2）对目标值的检查。我们对强度、回弹量进行了连续检测，测试结果如下：实施四：建立养护台帐，增加养护频率1、每座隧道购买一台高压水泵，要求该水泵的扬程必须超过隧道净空。2、建立混凝土的养护制度，喷射完成前3天按照4h/次的频率洒水养护，喷射完成第4天到第8天按照8h/次的频率洒水养护，喷射完成第9天至第14天按照12h/次的频率洒水养护。3、每天由现场技术员填写喷射混凝土养护记录，记录养护的温度和湿度，并且将混凝土养护情况通知监理工程

26、师报验，为了便于管理及时建立养护的登记台帐，切实做到养护不遗漏。根据养护记录对照混凝土最终强度发展情况，总结出本地区的最佳养护温湿度。（三）C阶段 检查阶段2011年6月12日至7月20日取得共20组混凝土试件。通过对喷射砼的试件强度和钻芯取样强度的跟踪检测，并对检测结果进行了汇总统计分析。详情见表11。2006年7月20日，小组成员对对策措施实施情况进行了检查，从图4和图5中我们可以看到效果是明显的。通过各图标可得出：结论一：喷射混凝土1d强度均达到12MPa以上；所有喷射混凝土试件强度均超过了30MPa，未出现一个不合格的混凝土试件；特别是钻芯取样的混凝土强度也均超过了30MPa；结论二：

27、喷射混凝土的强度稳定性有相当大提高，强度离散性不大，强度基本控制在3238MPa以内。 表11 喷砼强度检测结果序号1d强度28d试件强度28d取样强度序号1d强度28d试件强度28d取样强度112.939.537.21114.336.434.2213.235.634.51213.235.632.1314.134.833.41313.534.432.6413.537.035.21413.034.732.0513.236.735.01512.936.233.2613.835.433.61613.835.232.8713.235.332.61713.134.332.0812.836.234.11813.233.931.1913.437.435.61913.335.532.41013.632.530.62013.336.332.9制图：杨勇时间：2011.07.20制表：杨勇 制表日期：2011年7月20日根据表11数据，绘制出湿喷混凝土强度对应散点图（见图5）100分数90分以上，优秀8090分，良好7080分，一般33.3%46.9%9019.8%80706050制图：杨勇时间：2011.07.20105人数040302010120906045301575图6 管理/技术/操作人员技术素质测