提高隧道开挖光面爆破质量合格率

江西有色建设集团有限公司

寻全高速C3标项目部QC小组

一、 工程概况 错误!未定义书签。

二、 小组概况 错误!未定义书签。

三、 选题理由 错误!未定义书签。

四、 现状调查 错误!未定义书签。

五、 活动目标及可行性分析 错误!未定义书签。

六、 原因分析 错误!未定义书签。

七、 要因确认 错误!未定义书签。

八、 制定对策 错误!未定义书签。

九、 对策实施 错误!未定义书签。

十、效果检查 错误!未定义书签。

十一、巩固措施 错误!未定义书签。

十二、总结和今后打算 错误!未定义书签。

一、 工程概况

寻乌（赣闽界）至全南高速公路寻乌至信丰段土建工程C3合同段，起讫桩号K91+540〜K96+120,线路全长约。其中，路基土石方万立方米，排水工程米，防护工程5606立方米；隧道三座全长公里，分别为松虎坑1#隧道、松虎坑2#隧道、松虎坑3#隧道；大桥一座为许屋高架桥长578米；涵洞5座，通道2座。

松虎坑3#隧道位于信丰县虎山乡松虎坑与车堆坑，是一座上下分离的四车道高速公路隧道。隧道右洞最大埋深约198米，隧道左洞最大埋深约197米。隧道右线起讫桩号YK93+700〜YK95+088，全长1388米；左线起讫桩号ZK93+641〜ZK95+055,全长1414米。隧道右线位于平曲线上，隧道进口为直线，出口为圆曲线，R右；隧道左线线位于平曲线上，隧道进口为直线，出口为圆曲线，R左。隧道左、右线纵坡均为%至％的单向坡。

松虎坑3#隧道结构按新奥法原理设计，采用复合式衬砌，以锚杆、钢拱架、钢筋挂网、湿喷射混凝土等为初期支护，长管棚、超前注浆小导管等为施工辅助措施，充分发挥围岩的自承能力，在监控量测信息的指导下施做初期支护和二次衬砌。

二、 小组概况

本QC小组是在公司领导的支持及帮助下，针对隧道光面爆破不太理想，超挖严重等现象成立的。小组以项目总工为组长，公司管理干部、项目副总工、技术人员、施工员等组成的现场型QC小组，各个环节都有专人负责，从上到下形成质量控制网络。围绕本课题，全组共进行主要活动9次，针对发现问题及时找原因、定对策、布置任务，达到全组成员思想明确统一。经过实践证明，本QC小组活动成绩显着，在施工中成功提高光面爆破施工质量，而且实践了施工技术与人员管理相结合的控制管理方法。

表1 小组介绍

小组名称

江西有色建设集团有限公司寻全高速C3标项目部QC小组

课题名称

提高隧道开挖光面爆破质量合格率

本次活动起止时间

—

组人数

9人 小组类型 现场型

成员介绍

序号

姓名

职务

职称

职责

小组责任分工

出勤率

1

黄震

项目总工

高级

组长

全面指挥、决策

100%

2

徐峰

项目副总工

中级

副组长

策划组织、制定方案

100%

3

周志强

公司质量管理部经理

高级

副组长

技术顾问、指导实施

80%

4

王雄兵

工程部主任

中级

组员

方案实施

100%

5

陈志刚

2#工区长

中级

组员

现场施工管理

100%

6

曾翀

3#工区长

初级

组员

现场施工管理

100%

7

肖敏

测量员

初级

组员

测量控制

100%

8

周民贵

施工员

初级

组员

现场施工管理

100%

9

郑如风

施工员

初级

组员

现场施工管理

100%

制表人：徐峰 时间：三、选题理由

1、松虎坑3#隧道在我合同段占较大比例，是整个合同段的关键所在。依据《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)III级围岩拱部平均超挖值的规定值或允许偏差值为150mm。通过施工现场测量计算，现III级围岩拱部平均超挖值达到187mm，超出规范规定值37mm，超挖较为严重。本隧道拱墙开挖断面周长为，由此可计算得出每延米出碴和支护混凝土的工程量增加乂=，再根据施工设计图纸统计松虎坑3#隧道左右双幅111级围岩共1075m，则出碴和支护混凝土的工程量将增加m3/mX1075m=1396m3。

通过QC小组攻关，来提高光面爆破效果，控制隧道超挖量以提高碴块成形率，进而减少出碴量，大幅减少支护的工作量，来降低成本，加快施工进度。从而在隧道施工中，在讲究安全与质量并举的要求下获得更多的工程经济效益。

2、锻炼施工队伍，培养技术骨干，为隧道洞身开挖光面爆破施工积累经验。

综合以上原因，经过小组全体组员讨论确定以“提高隧道开挖光面爆破质量合格率”为本次活动的研究课题，开展QC攻关活动。

四、现状调查

松虎坑3#隧道采用“两端对打”施工方案，2013年6月18日松虎坑3#右洞出口掘进至YK94+611，该段为III级围岩，主要为中风化变质砂岩，以镶嵌块状结构为主，较破碎，裂隙稍发育，岩质较坚硬，围岩稳定性一般，拱部无支护时可能产生小坍塌，侧壁基本稳定，遇水平中薄岩层时，拱部易掉块，爆破震动过大易产生坍塌现象。隧道通过区地下水活动较弱，延裂隙以渗水、滴水为主。该隧道采用隧道新奥法施工，隧道开挖采用上下断面分步开挖，采用钻爆法施工。

小组成员通过对YK94+611〜YK94+600段3个开挖循环开挖断面，依据《公路隧道施工技术规范》（JTGF60-2009）钻爆的相关规定，进行开挖光面爆破外观质量进行检查，重点检查光面爆破的周边孔控制、爆破工艺、钻孔工艺等。对影响钻爆质量的不合格点进行了统计：共检查145个点，其不合格点数37个，合格率为％。QC小组成员对该循环中各工序进行了统计，根据要因绘制成光面爆破检测情况统计表（表2）、不合格点频数、频率统计表（表3）。

表2 光面爆破检测情况统计表

序号

检查项目

检查点数

合格频数

不合格频数

不合格内容

1

周边眼控制

50

35

15

孔距、外斜率不合格

2

爆破工艺

40

28

12

装药结构不正确，爆破网络连接不规范

3

钻孔工艺

30

21

9

随意性大，没有按照轮廓线造孔

4

测量放样

25

24

1

偏差大

合计

145

108

37

合格率

(108^145)X100%=%

制表人：曾翀 时间：表3

不合格点频数、频率统计表

序号

检测项目

不合格频数

累计频数

频率（%）

累计频率（%）

1

周边眼控制

15

15

2

爆破工艺

12

27

3

钻孔工艺

9

36

4

测量放样

1

37

100

制表人：曾翀 时间：根据表2、表3

绘制出影响光面爆破效果的质量因素饼分图（图1）。

图1质量因素饼分图

制图人：曾狮 时间：五、活动目标及可行性分

析

（一） 活动目标

提高光面爆破质量，掌子面平整，开挖轮廓壁面平顺，降低工程成本。光面爆破合格率达到90%以上，平均超挖值控制到150mm以内。

（二） 可行性分析

1、 集团公司及项目部领导对本课题非常重视，并给予大力支持。

2、 目前一次验收合格率为%，三大质量问题发生频率为%，若将三大问题解决70%,一次验收合格率=%+%）X%X70%=%。

3、 根据施工需要，配置充足的工程技术人员，质检人员及技术工人，人员具有较丰富的工作经验，技术力量雄厚，知识结构合理，确保了QC活动的正常开展。

4、 全组人员质量意识强，专业化水平高，具有较强的学习能力和实际操作能力，善于总结，具有较强的责任心和良好的团队精神。

5、 技术人员到现场组织工班长进行集中学习，每次对技术难题进行讲解之后对他们进行考核，掌握学习情况；

6、 建立质量反馈系统，即时对反馈的信息采取相应的措施，增进管理水平，提高施工安全及工程质量。

六、原因分析

对上几次循环的光爆效果经讨论分析，从质量因素饼分图可以看出，影响光面爆破质量的主要因素是周边眼控制、爆破工艺和钻孔工艺。

针对影响爆破质量的这三个主要因素，我QC小组召开了全体成员会议，从5M1E方面入手，集思广益，针对存在的问题进行了认真分析讨论，确定了最终导致钻爆质量差、造成隧道超挖严重的16项末端因素，并绘制关联图表示周边眼控制、爆破工艺和钻孔工艺三项主要因素的关系分析，关联图（图2）。

图2关联图

制图人：

时间：七、要因确认

小组前后两次在施工现场进行检查，并召开现场会议，结合现场施工实际施工情况进行分析讨论，对16条影响因素进行逐一确认，最终确定主要影响因素7条，具体确认过程见要因确认表（表4）。

表4 要因确认表

序号

末端因素

要因确认情况

负责人

完成时间

是否要因

1

测量放样不准确

测量放样人员对炮眼位置没有准确标出，但只有一个点偏差教大，出现的概率较少，确认为非要因。

肖

敏

否

2

人员质量意识差、责任心不强

现场管理人员责任划分明确，签订责任状；并制订奖罚制度。确认为非要因。

王

雄

兵

否

3

对工艺掌握不充分，熟练程度差

施工前组织了光面爆破专业知识讲座，做过详细的技术交底，以及细致的现场讲解。确认为非要因。

徐

峰

否

4

跟班检查不及时、现场指导不足

现场质量监控制度具体化，现场人员分工明确，施工技术人员跟班进行现场指导监督，确认为非要因。

王

雄

兵

否

5

风压不足

压风管道连接处漏风，致使掌子面风压不足。出现的概率较高，但每次发现均及时处理，确认为非要因。

陈

志刚

否

6

风枪性能老化，钻孔精度降低

风枪设备老化，施工过程中出现机械故障，机械震动过大，钻孔精度降低。在现状调查过程中已对部分老化的风枪进行了维修，确认为非要因。

陈

志刚

否

7

作业台车设

置不合理

开挖台车第二层高度较高，平台空间较大，钻孔操作时较为困难，周边眼外斜率难以控制，确认为要因。

曾翀

是

8

导爆管打结或拉细

爆破器材保管、运输过程中，导爆管打结或拉细会影响起爆可靠性和准确性。在现场认证过程中确认爆破物品的保管和运输执行《爆破安全规程》(GB722)较好，该因素确认为非要因。

曾翀

否

9

装药结构不正确

药卷间隔布置不准确或连续装药、未间隔，影响爆破效果，确认为要因。

周民贵

是

序号

末端因素

要因确认情况

负

责人

完成时间

是否要因

10

装药集中度过大

工人误认为加大药量可以提高炮眼利用率，能得到较好的爆破效果，施工中因装药集中度过大造成光爆壁面的破坏，也加大了对围岩的扰动，产生超挖，确认为要因。

郑如风

是

11

周边眼间距过大，外斜率控制不当

现场发现周边眼间距误差较大，最大误差达到73mm，超过《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)中周边眼延隧道设计断面轮廓线上的间距误差不得大于50mm的规定，确认为要因。

周民贵

是

12

炮眼未堵塞炮泥

现场确认炮眼堵塞随意，有时用湿纸盒代替，在一定程度上降低了炸药的有效作用，但对光面爆破质量影响有限，确认为

郑如风

否

非要因。

13

爆破网络连

接不规范

光面爆破周边炮眼应使用同段雷管，同时起爆，而在实际工作中，因为施工人员的失误，检查不仔细，产生了爆破网络连接不规范，使爆破未能按设计的起爆，导致欠挖较大。在施工现场对爆破网络进行了检查，网络连接较好，该项因素确认为非要因。

郑如风

否

14

拱顶有水平

岩层节理发育

局部拱顶存在水平岩层因层或节理发育，造成拱部掉块及平顶现象，开挖轮廓成形差。现场确认，该施工段无水平岩层，围岩质量较好，确认该项因素为非要因。

周民贵

否

15

掌子面照明不足

掌子面照明不足，影响施工作业。施工现场设置了两盏防爆灯，且作业工人均配有头灯，照明能基本满足要求，确认该因素为非要因。

郑如风

否

16

掌子面空气

混浊，粉尘较大

工作面粉尘较大，影响掌子面能见度。钻眼过程中采用了湿式钻眼，已有效的降低了现场粉尘，确认为非要因。

郑如风

否

制表人：王雄兵 时间：八、制定对策

小组成员针对主要原因，对每一个原因制定了相应的对策，编制了质量控制对策表（表5）。

表5 质量控制对策表

序号

影响因素

对策

目标

措施

地点

时间

负责人

1

开挖台车设

置不合理

调整预留

工作空间

有效控制拱部周

边眼外斜率

制作可移动小台架，钻孔时用于垫脚，以调整预留工作空间

施工

现场

6月21日

曾翀

周民贵

2

装药结构不正确

控制装药结构

操作规范，结构

科学合理，达到最佳效果。

周边孔选用导爆索起爆，采用小直径空气间隔装药，用竹片帮扎固定间距成串状结构。

施工

现场

全程

曾翀

周民贵

3

装药集中度过大

调整周边

眼装药量

减少对光面爆破避免的破坏，使炮眼均匀布置，轮廓避免平顺

间隔均匀装药，适当调整周边眼装药量，加密炮眼，根据岩体情况隔孔装药。

施工

现场

全程

陈志刚郑如风

4

周边眼间距过大，外插角度控制不当

严格控制

周边眼间距

控制周边眼间距在50mm之内

先钻一标准孔，插入炮棍，其他孔平行炮棍钻进，并加强现场监控。

施工

现场

全程

陈志刚

郑如风

制表人：王雄兵 时间：九、对策实施

实施一：调整预留工作空间

1、 制作两个简易台架，分别放置于台车两侧的第二层平台，调整作业平台高度。该措施实施后，作业人员施工作业更加便利，能有效的控制周边眼外斜率，确保了拱部钻孔作业的施工质量。

实施二：控制装药结构

2、 严格控制周边眼装药结构，采用不耦合装药结构，使用用竹片将导爆索和药卷加工成串状结构，药卷间距严格按要求布置。周边眼采用导爆索引爆，实现了周边眼空间隔装药，爆炸时爆破力沿炮孔均匀分布，爆破后爆炸轮廓线圆滑、平顺。

实施三：调整周边眼装药量

3、 根据上一开挖循环光爆壁面的效果，适当调整周边眼装药量，加密炮眼，根据岩体情况隔孔装药。

实施四：严格控制周边眼间距

4、 对每一循环周边眼间距进行跟班控制，间距误差严格控制在50mm之内。同时周边眼钻孔时，先钻一个标准孔，在标准孔内插入一钻杆并露头，其它周边眼平行于该钻杆钻进，确保周边孔外插角一致。施工员每班检查掌子面围岩情况，对于水平分层及破碎围岩段造孔适当加密，隔孔装药。

十、效果检查

1、2013年8月5日〜8月8日，小组成员对开展QC活动后的隧道光面爆破情况进行了效果检查，共检查145个点，合格点数133个，合格率为％；拱部平均超挖值达到135mm，超挖现象比活动前减少5cm左右，符合《公路隧道施工技术规范》(JTGF60-2009)III级围岩拱部平均超挖值的规定值或允许偏差值为150mm的要求，达到了预期的目标。通过小组活动，不仅提高了施工人员的专业技能，而且光面爆破有明显的提高，提高了经济效益。

序号

检查项目

检查点数

合格频数

不合格频数

1

周边眼控制

50

45

5

2

爆破工艺

40

37

3

3

钻孔工艺

30

26

4

4

测量放样

25

25

0

合计

145

133

12

合格率

(133^145)X100%=%

表6

光面爆破检测情况统计表

制表人：曾翀 时间：图3 效果检查直方图

制图人：曾翀 时间:、通过本次活动，

项目部技术管理人员及施工队均受到了很好的锻炼，有效地提高了施工水平和解决问题的能力。提高了团队合作精神和协同作战能力，也增强了职工参与质量改进的意识和热情。

3、 此次QC成果的成功运用为以后光面爆破施工提供了可靠的技术依据，积累了经验，并且更多的节约了初期支护的时间，加快了施工进度。

4、 通过本次活动，节约了光面爆破作业经济成本，提升了经济效益。

按照平均控制超挖5cm，隧道拱墙开挖断面周长为，每延米控制超挖为X0.05m=，超挖量按照喷射混凝土计算，每方喷射混凝土计520元，则每延米共节约材料费为：X520元/m3=元。

出碴和支护混凝土的工程量减少后，每循环作业时间缩短约2h，每循环进尺按计，则每延米缩短作业时间。开挖支护作业人数为20人，人工费按小时折算后约为35元/E人，机械台班费为330元/h，则每延米节约人工费：35元/h/人XX20人=455元；每延米节约机械台班费：X320元/h=198元。

合计每延米节约经济成本：+455+198=元。

十一、巩固措施

1、对这次QC活动中摸索出的有效光面爆破工艺，继续探讨、总结，把所采取的各种措施和标准统一整理收集，依此为依据编制编制作业指导书，各工序按照作业指导书实施操作，并严格进行现场质量控制。并为其它项目和今后类似的工程施工提供了指导性和操作性。

2、 进一步加强各个工序的质量控制，建立一个比较完善、系统的质量保证体系，完善技术质量管理制度，