提高富水岩溶隧道衬砌防水合格率

提高富水岩溶隧道衬砌防水合格率中铁一局集团五公司宜万项目经理部发表人：袁林

云雾山隧道全长6640m，是宜(昌)万(州)铁路的重点控制性工程之一，设计为双线隧道，线间距30m。隧道通过区域内经过多个大小断层，排泄基准面有5个暗河系统。据物探资料显示，云雾山隧道深部岩溶发育，正常涌水量为45655m3/d，最大涌水量为171994m3/d，地下水极为丰富。工程设计在溶腔及岩溶水较大的衬砌地段采用了防水混凝土，共计长度2820m，混凝土约30525方。一、工程概况二、QC小组简介本小组成立于2004年8月,提高云雾山隧道红外探水的准确性QC成果获2005年国家行业级奖；提高岩溶隧道注浆一次合格率QC成果获2006年国家行业级奖；提高岩溶隧道钻孔一次合格率QC成果获2008年度国家行业级奖。小组名称中铁一局集团第五工程有限公司宜万线QC小组课题类型现场型成立时间2009年5月1日注册号ZTYJ-W-09-018课题名称提高富水岩溶隧道衬砌防水合格率活动时间：2009年5月～2009年12月活动次数：18次出勤率：100%QC小组成员概况一览表序号姓名年龄性别职务文化程度组内分工参加QC大纲学习时间（小时）1赵梦晨35男公司副总经理本科全面负责722李建铭34男项目总工本科组织课题活动723王建春34男项目副经理专科具体组织与实施724赵超28男现场技术负责专科施工方案编制与实施725王博25男生产负责本科施工现场管理控制726李来弟26男质检员大专质量分析、质量检验727袁林26女资料员本科施工资料整理728张燕31男混凝土工中专现场实施、质量控制489邓刚30男混凝土工中专现场实施、质量控制48

制表人：袁林制表时间：2009.5.10理由一：顾客要求，二次衬砌混凝土表面不渗、不漏；理由二：指挥部要求，二次衬砌富水、溶腔段防水合格率达到95%；

理由三：隧道区域内岩溶发育，涌水量大，二衬防水难度大。

因此我们QC小组选择了“提高富水岩溶隧道衬砌防水合格率”为课题进行活动。三、选题理由项目部前期施工的衬砌合格率统计，富水岩溶地区衬砌防水一次合格率只有86%。

四、目标确定86%95%小组活动目标图1、目标确定：小组活动目标衬砌防水合格率由86%提高到95%。制图人：王建春时间：2009年5月18日检查日期检查项目3月4月5月上半月下半月上半月下半月上半月下半月DK244+255～+669溶腔富水段√√√√√√衬砌表面湿渍、渗水施工缝不密实△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△△泄水孔不通□□□□防水板破损☆☆☆砼表面蜂窝麻面●●其他╳

╳衬砌防水合格率(%)788781968185“√”表示延米衬砌合格，“△”施工缝不密实，“□”泄水孔不通，“☆”防水板破损,“●”砼表面蜂窝麻面，“╳”其他影响。五、目标的可行性分析1.目标可行性分析一表5-1衬砌防水合格率调查表检查人：王建春统计人：赵超时间：2009年5月18日五、目标的可行性分析

2009年3月～5月，由王建春、赵超对云雾山隧道DK244+255～+669富水、溶腔段影响衬砌防水合格率因素展开了详细调查，共检查了414延米衬砌，有356延米合格（衬砌砼表面无滴水、无渗水），合格率为：356÷414=86%，影响因素及频次如下表。

表5-2衬砌防水合格率影响因素调查表

序号影响因素频数频率（%）累计率（%）1施工缝不密实4781.081.02泄水孔不通46.987.93防水板破损35.293.14砼表面蜂窝麻面23.4596.555其他23.45100合计N=58检查人：王建春统计人：赵超时间：2009年5月18日1.目标可行性分析一图5-1影响因素排列图根据上述调查表，作如下影响因素排列图，用排列图寻找主要问题。

由排列图可以看出，影响二衬防水合格率的主要问题是施工缝不密实，其累计频率达81.0%。

检查人：王建春制图人：赵超时间：2009年5月20日2、目标可行性分析二(1)根据施工日志记录，2009年4月1日至4月15日施工的云雾山隧道富水、岩溶段衬砌，平均一次防水合格率为96%，因此我们认为下达的一次防水合格率95%的目标符合实际情况。(2)我们前期工程的一次防水合格率为86%，通过对现状的调查，发现施工缝不密实不合格占81.0%，如果把这个问题给解决了，我们的一次防水合格率就可以达到：（100%-86%）×81．0%+86%=97.3%>95%，超过了指挥部下达的指标，因此我们认为目标是可行的。

目标可以实现经过QC小组成员的认真调查分析，找出了影响施工缝不密实的末端原因，一一列举如下（鱼刺图）。

小组通过调查分析，对以上9个末端因素进行了要因确认。绘图人：袁林制图时间：2009年5月25日六、原因分析施工缝不密实要因确认计计划表七、要因确确认序号末端原因确认内容确认方法标准负责人完成时间1奖罚措施执行不严检查项目部各项管理制度是否完善，并执行现场调查健全各项管理制度赵梦晨袁林2009.5.302保养不及时查阅浇注砼的输送泵、砼运输车、搅拌机维修及保养记录现场调查设备在岗故障录≤1%赵超邓刚2009.6.13机制砂未清洗到拌和站料场抽取砂子样本，由试验室进行含泥量测定现场试验粉尘含量＜0.3%王博张燕2009.6.54砼防水等级达不到P8对同条件养护、标养试块进行抗水压试验现场试验防水抗渗等级＞P8王博李建铭2009.6.25透水管搭接错位现场跟踪检查环、纵向透水管搭接是否在同一面上现场检查透水管内无积水王建春李来弟2009.6.156防水板环向搭接漏焊对已焊接的防水板焊缝进行充气试验现场检查冲气2.5Mpa后,15min内压力下降在10%以内李建铭赵超2009.6.207初期支护表面外露钢筋头挂防水板前，检查钢筋头外露长度现场测量处理后凹凸量＜±5cm邓刚袁林2009.6.88衬砌前渗水量大现场检查初支后每延米每天渗水量现场测量、测试渗水量≤3m3/m·d王建春张燕2009.6.169止水带定位有偏差现场测量衬砌钢板止水带、橡胶止水带的偏差现场测量安装误差横向＜5cm；纵向＜3cm李来弟赵超2009.6.18制表人：袁袁林制制表时时间：2009.5.28小组成员对对分析的末末端因素进进行了逐条条确认，具具体确认情情况如下：：确认一：奖奖罚措施执执行不严2009年年5月30日，经小小组成员赵赵梦晨、袁袁林查阅了了项目部管管理规章制制度，项目目部有《作作业人员岗岗位责任制制》、《衬衬砌班组防防水质量奖奖惩办法》》、《砼施施工机械设设备保养制制度》，已已分发到每每个人，各各项管理制制度健全，，并落实到到人，并有有奖罚台账账。结论：奖罚措施执执行不严不是要因。。确认二：设备备保养不及时时项目部浇注砼砼的机械设备备使用时间较较长，更换零零件较频繁，，但均在使用年限限内，专业修修理人员及时时对常用机械械设备进行维维修、保养、、检测，机械械设备性能良良好，未影响正常常施工。2009年6月月1日，由小小组成员赵超超、邓刚对近近3个月机械械设备故障率进行了统计。。2009年2月3月4月标准值设备在岗故障录≤1%设备在岗故障率(%)010011确认结果合格合格合格合格合格合格结论：机械设设备故障率低，设备保养不及时不是要因。表7-1机械设备在岗岗故障率制表：邓刚制制表表时间：2009.6.1铁路规范要求求，衬砌施工工每批次细骨骨料粉尘含量量小于0.3%。2009年6月5日，小组成员员王博、张燕燕在拌合站骨骨料仓内现场场抽检10个批次细骨料料进行试验，，结果见表7-2。表7-2细骨料粉尘含含量试验统计计表序号12345678910实测细骨料粉尘含量(%)0.20.10.20.10.20.20.10.20.20.1细骨料粉尘含量标准＜0.3%，均符合铁路规范标准要求。结论：衬砌用用机制砂粉尘尘含量均符合合工艺标准要要求，机制砂未清洗洗不是要因。确认三：机制制砂未清洗制表人：张燕燕制制表时间：：2009.6.52009年6月2日，由小组成成员王博、李李建铭对已施施工的富水岩岩溶段衬砌标标养试块进行行抗水压试验验，共试验10组，经过计算算后，抗渗等等级最低P8.6，最高P10.2，平均P9.4，符合抗渗等等级必须达到到P8的标准要求。。通过试验后，，结论：砼防水等级达达不到P8不是要因。检查焊缝12345678910实测抗渗等级P8.98.610.19.49.010.210.09.69.38.7标准抗渗等级＞P8是否达到标准是是是是是是是是是是表7-3砼防水等级统统计表确认四：砼防防水等级达不不到P8隧道衬砌施工工时，透水管管应具备排水水通道的功能能，畅通无堵堵塞。2009年6月15日，由小组成成员王建春、、李来弟对DK245+020-+120富水段安装的的透水管进行行了检查，共共检查20处环向及纵向向透水管，发发现安装的12处环、纵向透透水管连接时时错位，透水水管内存在积积水，拱部及及边墙的岩溶溶水不能及时时排到隧道两两侧水沟内。。确认五：透水水管搭接错位位结论：透水管管安装时存在在积水，不具具备排水功能能，透水管搭接错错位是要因。环纵向盲管不不在同一横断断面上制图人：李来来弟制图图时间：2009.6.15铁路施工规范范规定，衬砌砌防水板焊缝缝施工检查采采用“充气法法”进行检验验其密实度，，在15min内气压损失率率小于10%。2009年6月20日，由小组成成员李建铭、、赵超对DK245+020-+120段已施工防水水板，共检查查了10条焊缝，并用用“充气法””进行了10条焊缝的漏气气试验，见表表7-3。检查焊缝12345678910充气压力(Mpa)2.512.502.522.532.502.512.502.522.532.50气压损失率(%)11.29.812.113.012.615.816.212.211.914.6标准15min内气压损失率＜10%是否达到标准否是否否否否否否否否结论：通过现现场试验，检检查10条焊缝，不合合格达9条，防水板环向搭搭接漏焊是要因。制表人：李建建铭制制表表时间：2009.6.20表7-3防水板漏气试试验统计表确认六：防水水板环向搭接接漏焊确认七：初期期支护表面外外露钢筋头2009年5月27日，经赵超、、李来弟现场场检查查，初初期支护表面面有钢筋头外外露，在衬砌砌前均已割掉掉，并用高标标号砂浆抹平平，凹凸量小小于5cm，符合要求。。处理方法见见图7-1。结论：初期支护表面面外露钢筋头头不是要因。a切断b盖帽c切断d用锤打e砂浆素灰抹面面图7-1初期支护面处处理确认八：衬砌砌前渗水量大大由于云雾山隧隧道属富水岩岩溶隧道，初初期支护后允允许渗水量小小于3m3/m··天的排量。2009年6月16日，由小组成成员王建春、、张燕对DK242+820-+930、DK243+010-+100、DK243+120-+190具有代表性的的三段富水段段渗水现场进进行量测，采采用桶量法、、堰测法量测测岩溶水，统统计结果见表表7-4。表7-4隧道渗水量统统计表施工段落DK242+820-+930DK243+010-+100DK243+120-+1901区2区3区1区2区3区1区2区3区标准每天每延米渗水量≤3m3渗水量(m3/m·天)3.54.63.13.95.14.76.87.25.6是否超标超标超标超标超标超标超标超标超标超标备注在进行隧道渗水量量测时，将每段分为三个区，量测后的数值更接近真实值。结论：通过现现场对富水段段渗水量进行行量测后，衬衬砌前初支表表面渗水量均均大于每延米米每天3m3，衬砌前渗水量量大是要因。制表人：王建建春制制表时间：：2009.6.16确认九：止水水带定位有偏偏差2009年6月18日，由小组成成员李来弟、、赵超对DK24+316二次衬砌端头头安装的止水水带进行了检检查，每个衬衬砌端头各检检查9个点，其结果果见表7-5。项目123456789标准止水带安装横向偏差＜5cm；纵向偏差＜3cm+316横向偏差(cm)5.56.05.65.76.16.66.25.35.8纵向偏差(cm)3.64.23.94.64.23.73.13.84.3是否合格否否否否否否否否否结论：通过检检查二次衬砌砌时现场安装装的止水带，，其横向偏差差及纵向偏差差均超出铁路路规范要求，，止水带定位有有偏差是要因。表7-5止水带安装检检查表制表人：李来来弟制制表时时间：2009.6.18从要因确认表表中看出，影影响富水隧道道衬砌施工缝不密实实的主要原因因是：1、透水管搭接接错位2、防水板环向向接缝漏焊3、衬砌前渗水水量大4、止水带定位位有偏差八、制定对策策制表：李建铭铭制制表时时间：2009年6月25日序号要因对策目标措施地点负责人完成时间1透水管搭接错位改变环纵向盲管连接方式透水管内无积水1.浇注纵向盲管定位台阶；2.环向盲管增设挂点；3.环纵向盲管用变径三通连接，在同一断面上。施工现场李建铭赵超2009.6.302防水板环向接缝漏焊漏焊段进行补焊冲气2.5Mpa后,15min内压力下降＜10%1.先用充气法检查焊缝质量；2.用热熔焊枪进行补焊。施工现场王建春赵超2009.7.183衬砌前渗水量大封堵、引排岩溶水渗水量＜3m3/m·d1.大面积渗水采取注浆封堵、加固；2.成股渗水采取引拍到水沟内。施工现场赵梦晨李来弟2009.8.14止水带定位有偏差制作定位模型安装误差横向偏差＜5cm；纵向偏差＜3cm1.根据衬砌断面尺寸，制作模型；2.将钢板止水带预加工;3.止水带现场精确定位。施工现场王建春袁林2009.8.30表8-1对策表实施一纵向盲管砼台台阶定位，环环纵横向盲管管畅通隧道排水设计计为环向φ50mm盲管，纵向φ100mm盲管，用三通通连接后，将将岩溶水引排排至横向排水水孔。由于隧隧道较长，加加之纵向盲管管柔性大，定定位达不到要要求，环纵向向盲管不再同同一断面上。。经过小组成成员进行讨论论研究后，确确定按以下方方法实施：1、按设计坡度度在水沟一侧侧(矮边墙处)浇注纵向盲管管定位台阶，，高30cm，将100mm纵向盲管预埋埋其中，并预预留50、100两个接口。2、富水岩溶段段段衬砌环向向盲管按5m设置一环，每每个断面设置置挂点由原来来7个增至11个，挂点间距距不小于2m，并与纵向盲盲管连接畅通通。3、横向排水管管、环向盲管管与预留的两两个接口相连连，交汇处设设挂点，并在在同一个断面面上，形成一一个完整的排排水系统，排排水畅通。九、对策实施施效果一2009年6月30日，由李建铭铭、赵超DK244+430-+457（36m）段安装的纵纵向盲管进行行了现场检查查，共7处，环纵横向向盲管连接牢牢固、形成了了完整的排水水体系，且盲盲管内无积水水,分目标实现。。变径三通环向φ50mm盲管纵向盲管定位台阶φ100mm横向排水孔孔纵向φ100mm盲管图9-1实施前盲管连连接图图9-2实施后盲管连连接图制图人：赵超超制图时间：2009年6月30日实施二防水板错开搭搭接，焊缝焊焊接牢固防水板的施工工质量直接关关系到衬砌防防水的质量，，首先检查断断面无钢筋头头及平整度。。铺设时自下下向上，松紧紧适度。防水板之间的的搭接采用双双焊缝、调温温、调速热楔楔式功能的自自动爬行式热热合机热熔焊焊接，细部处处理或修补采采用手持焊枪枪，单条焊缝缝的焊接宽度度不应小于15mm，焊缝严密，，不得焊焦焊焊穿。防水板搭接示示意图(左图)效果二2009年7月18日,由王建春、赵赵超对DK244+460-+482.5段防水板焊缝缝，共检查10个接缝，目测测无破损、无无假焊、无漏漏焊外，还进进行了充气试试验，当充气气压力达到2.5Mpa时，15分钟内压力损损失均小于10%，合格率达到到了100%，分目标得以实现现。表9-1防水板焊缝充充气检查表制表：赵超制制表表时间：2009年7月18日序号里程充气压力(Mpa)充气损失率(%)序号里程充气压力(Mpa)充气损失率(%)1+4602.504.26+472.52.507.62+462.52.526.57+4752.527.83+4652.505.78+477.52.519.14+467.52.507.69+4802.528.95+4702.518.210+482.52.537.5冲气15min后,气压损失均小于10%。实施三衬砌前将岩溶溶水封堵、引引排由于隧道内地地质复杂，岩岩溶、裂隙节节理发育，岩岩溶水丰富。。衬砌前渗水水量仍达不到到排放标准。。采取“以以堵为主，限限量排放”的的原则进行处处理，以保护护环境。⑴对大面积渗渗漏或水量较较大处，进行行岩面注浆，，或采用小导导管沿隧道周周边环形注浆浆。序号围岩级别扩散半径注浆压力Mpa单孔注浆量(m3)1Ⅱ、Ⅲ2m1.2-1.51.2-2.42Ⅳ3m1.2-1.51.6-3.2表9-2经试验后确定定的注浆参数数a、根据对不同同围岩级别进进行注浆试验验，确定注浆浆参数，详见见表9-2。c、注浆顺序为为水量较大处处，从涌水点点四周由远到到近，沿隧道道轴线由低到到高、由上往往下、由少水水处到多水处处钻注；在多多水地段，应应先两头向中中间钻注。⑵对成股下流流的水的处理理，插排水管管引流，顺水水路（节理、、裂隙）扣排排水半管或线线形排水板，，将水引到隧隧底水沟或纵纵向排水管；；待受喷面上上无流淌水后后再喷混凝土土加固。序号围岩级别扩散半径布孔间距(m)间距m(环×纵)孔深m1Ⅱ、Ⅲ2m2.5×1.5m0.82Ⅳ3m2.6×1.81.0b、布孔在出水水点周边，钻钻孔要密，孔孔深宜浅，尽尽量采用2序孔或三序孔孔，详见表9-3。表9-3注浆布控参数数表效果三2009年8月1日，由赵梦晨晨、李来弟对对DK244+420～474（54m）段衬砌前出出水量进行了了统计,共有5处渗水，采用用桶量法、堰堰测法进行量量测，出水量量均满足设计计要求，分目标实现。出水点+423左侧+423左侧+470右侧+472拱部+472拱部出水量(m3/m·d)1.80.62.11.61.2说明以上出水量均小于排放标准(3m3/m·d)，故合格。表9-2衬砌前出水量量统计制表：李来弟弟制制表表时间：2009年8月1日实施四止水带用模型型加工,施工缝凿毛处处理经现场调查，，由于外贴式式橡胶止水带带太柔，镀锌锌钢板止水带带太硬，现场场施工很难达达到要求。经经我QC成员现场分析析、讨论后决决定:1、在洞外加工工房按照隧道道衬砌轮廓线线加工止水带带模型；2、钢板止水带带分成三段；；3、橡胶、钢板板止水带由技技术人员现场场测点放样，，用红油漆画画出其安装位位置，对于钢钢板止水带，，将三段在焊焊接点焊接密密实、牢固即即可。焊接点防水板衬砌内轮廓线定位A点定位B点定位C点定位D点预加工钢板止水带图9-3止水带精确定定位为增强衬砌端端头施工缝粘粘帖密实，在在砼强度达到到1.5Mpa时，将端头砼砼用攒子凿毛毛,清除浮粒和杂杂物，用水冲冲洗干净，保保持湿润，再再铺上一层厚厚25～30mm的1∶1水泥砂浆或涂涂刷混凝土界界面处理剂并并及时浇筑混混凝土,并在止水带背背后设置50mm盲管一根，将将水引到边墙墙泄水孔内。。端头砼凿毛铺砂浆钢板止水带环向盲管橡胶止水带图9-4衬砌端头处理理措施效果四2009年8月30日,由王建春、袁袁林对DK244+460、+469、+478、+487处端头止水带带安装进行了了检查，分别别抽取了11个点，测量后后统计结果见见表9-3，止水带定位横横向、纵向偏偏差均满足规规范要求，分目标实现。表9-3止水带安装尺尺寸检查表制表：袁林制制表时间：2009年8月30日里程偏差(cm)标准检查点数(处)平均安装误差(cm)是否合格+660横向横向偏差＜5cm;纵向偏差＜3cm114.6合格纵向112.7合格+469横向113.8合格纵向112.5合格+478横向114.2合格纵向111.6合格+487横向114.8合格纵向112.2合格精确定位后的的钢板止水带带十、效果检查查效果一：质量量效益通过我们QC小组的努力,达到了所确定定的目标，2009年9月30日由小组组长长赵梦晨对DK245+140～DK245+490富水溶腔段，，共施工了350延米衬砌进行行了现场检查查，339延米衬砌无渗渗水、无湿渍渍,合格率达到了了：339÷350=96.9%。图10-1效果对比柱状状图86%95%96.9%对策前小小组目标标对策策后检查人：赵梦梦晨制表(图)人：赵超时间：2009年9月30日序号衬砌砼浇注长度衬砌防水合格合格率1350延米339延米96.9%表10-1衬砌防水亏合合格率统计表表DK244+526富水溶腔DK243+603拱顶管道流DK243+345大面积渗水溶腔段衬砌后后无滴水、无无渗水效果二：经济济效益1、岩溶隧道衬衬砌防水一次次性合格率提提高了10.9%，节约了渗漏漏水整治费用用。（1）节约人工费费用：80元/人天×45天×12人=4.32万元。（2）节约机使费费用：租赁机机械3.5万元/月×1.5月=5.25万元。（3）节约材料费费用：150元/延米×1625延米=24.4万元。2、节约电费：：35000度×1.2元/度=0.42元。3、咨询、会议议、出差、小小组活动费用用：共计0.6万元。以上共计节约约费用：4.32+5.25+24.4+0.42-0.6=33.79万元