中铁十八局集团有限公司海河隧道QC小组

中铁十八局集团有限公司海河隧道项目QC成果发表材料发布单位：中铁十八局集团有限公司小组名称：海河沉管隧道QC小组发表人：王朝辉确保北方首座沉管隧道外包防水质量目录一、工程概况 二、QC小组简介三、选题理由四、现状调查五、目标确定六、原因分析七、要因确认八、制定对策 九、对策实施 十、效果检查 十一、巩固措施十二、总结与今后打算2一、工程概况友谊路津沽公路永太路规划南大街开启桥响螺湾蓝鲸岛于家堡西沽东沽于新路新港路津滨大道立交规划滨河南路

中央大道海河隧道为我国北方首座沉管隧道，是滨海新区城市建设中，连接塘沽、汉沽、大港三大经济发展区中央大道的重要节点工程，工程穿越海河连接塘沽于家堡金融区与响螺湾商务区

路线全长4.2公里，隧道长3.38公里，穿越海河段255m采用沉管法施工工艺，双向六车道标准设计，按照八度设防，使用基准年限为100年。

工程内容主要包括：沉管段、南、北岸陆地段隧道段、天津大道立交桥等四项主要内容，工程总投资约23亿元。沉管段南岸隧道段北岸隧道段立交桥图1.1沉管平面图4图1.3沉管断面图

沉管管段分成三节，每节管段长85m，其中E3管段由80m和5m两节组成。管段横断面为“二孔三管廊”的矩形箱式结构，断面尺寸36.6m×9.65m。管段混凝土为C40，抗渗等级为S10，采用竖向分层，纵向分段，最后浇筑后浇带的预制工艺。图1.2沉管平面图5聚脲防水涂料（1.5mm)聚脲防水涂料（1.5mm)顶板外包钢板(8mm)底板侧墙

管段外包防水设计：底板及侧墙2.4m范围，采用厚8mm防水钢板；顶板、其余侧墙采用1.5mm厚聚脲防水涂料；其中外侧墙水平施工缝处、混凝土后浇带、钢板与聚脲防水在侧墙处搭接处、管段段端钢壳与管段混凝土搭接处防水层，进行了加强处理，加强层两边超出接缝位置200mm，加强厚度为3mm。图1.4沉管结构防水设计图（单位：mm)6二、QC小组简介1.本小组由原“中铁十八局五公司QC小组成员”改编而成，曾获得2005年度“全国优秀质量管理小组”称号，也多次获得“天津市优秀质量管理小组”称号。2.小组成员共12人，平均年龄35岁，由项目经理担任组长，并且邀请上海交通大学海洋水下工程科学研究院担任小组顾问。3.全组成员均接受过48小时以上的QC小组活动知识培训，采用定期开会讨论与不定期专题研究相结合的活动方式，做到每周至少活动一次，在关键时期，则根据需要及时开展活动。7表2-1QC小组成员小组名称海河隧道QC小组成立时间2009.9.20课题类型现场型活动时间2011.3.1-2011.11.20活动频率平均7天1次活动次数38次姓名职务文化程度职称组内职务组内分工出勤率代敬辉项目经理硕士高级工程师组长项目负责100%王朝辉项目总工大本高级工程师常务组长技术攻关100%郭建文工程部部长大本高级工程师副组长质量负责100%李建芳副指挥大专工程师副组长技术实施100%张志安副指挥大本工程师副组长技术实施100%肖刚刚技术部部员大本工程师组员技术实施100%梁素琴技术部部员大专工程师组员技术实施100%叶忠厚现场质量员大专工程师组员质量检查100%李盼现场质量员大本工程师组员资料整理100%张景华现场技术员大专工程师组员技术实施100%李凡试验主管大本工程师组员试验分析100%张志恒测量主管大专工程师组员工程测量100%制表人：肖刚刚制表时间：2011年3月2日8制表人：肖刚刚制表时间：2011年3月3日表2-2

小组活动日程安排序号

2011年循环阶段2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月15291531153015311530153115301531153015311选择课题

P2现状调查

3设定目标

4原因分析

5要因确认

6制定对策

7对策实施

D8效果检查

C9成果巩固

A10总结和展望

日期内容9三、选题理由

确保北方首座沉管隧道外包防水质量课题选择行业背景工程特点海河隧道工程是天津市重点工程，工程建成后，将解决滨海新区海河南、北两岸交通不畅的问题，有效地促进滨海新区的经济发展。

沉管隧道聚脲外包防水，在我国沉管隧道中首次应用，填补了该工程领域的空白。社会背景管段在水下22m深处投入使用，在重度腐蚀性海河水环境中使用100年之久，其中聚脲涂层防水起着非常关键的作用。本工程涂层面积达1.5万㎡，面临沉管端钢壳、防水钢板处搭接、侧墙施工缝等沉管特殊部位施工防水，质量控制难度大。10四、现状调查

QC小组依据JGJ/T200-2010《喷涂聚脲防水工程技术规程》、HG/T3831-2006《喷涂聚脲防护材料》以及相关施工设计图纸，采取对沉管试验段进行调查研究，主要从沉管混凝土基层面修补处理、聚脲涂层表面外观、厚度、粘结强度等方面进行调查检测，并对聚脲原材料进行了调查。每个指标检测60个点位，点位合计240个，发现27个点出现质量缺陷，合格率88.3%，具体见表4.1。图4.1聚脲原材料出厂报告图4.2聚脲材料现场抽样检测11表4-1沉管外包防水施工情况调查表聚脲涂层外观沉管特殊部位聚脲涂层聚脲涂层厚度聚脲涂层粘结力强度合格点46535658不合格点14742合格率76%88%93%96%平均合格率（%)88.3%制表人：肖刚刚制表日期：2011年5月20日检测情况检测项目

经现场与原材料方面的调查检测，我们对调查结果进行了统计分析，具体如下图表：图4.3沉管外包防水施工情况柱状图沉管特殊部位聚脲涂层聚脲涂层外观聚脲涂层厚度聚脲涂层粘结力强度合格率12制表人：郭建文制表日期：2011年5月20日序号项目名称重要性难度系数经济性防水效果综合得分1沉管隧道聚脲防水施工★★▲★182以往沉管隧道外包防水做法（如聚氨酯类）★▲▲▲14通过国内同类工程调查，与管段防水的传统做法比较，采用聚脲高分子防水层的经济性好，但施工难度大，质量要求高，具体见表4-2。注：★5分▲3分●1分表4-2与类似工程比较调查情况13制图人：肖刚刚制图日期：2011年5月20日结论：从排列图上可以看出，其中聚脲涂层外观（气泡、针孔）与沉管特殊部位涂层（加强层宽度、厚度偏差），是影响外包防水质量的主要因素。序号项

目频数(点)频率（%）累计频率（%）1聚脲涂层外观(气泡、针孔）1451.951.92沉管特殊部位聚脲涂层（加层宽度、厚度偏差）725.977.83聚脲涂层厚度414.892.64聚脲涂层粘结力强度27.4100.05合计27100调查人王朝辉

郭建文

张志安

李建芳

肖刚刚

梁素琴

综上调查总结，我们进行了质量问题缺陷统计分析，具体如下图表：图4.5沉管外包聚脲防水施工质量问题排列图14五、目标确定

表5-1沉管外包聚脲防水质量定位控制目标值制表人：郭建文制表日期：2011年5月25日序号项目规范允许偏差目标值1涂层外观表面应无气泡、无针孔、无剥落、无划伤、无折皱等表面无气泡、针孔、五剥落等现象，合格率≥98%3涂层厚度≥1.5mm涂层厚度≥1.5mm，合格率≥98%4涂层粘结强度≥2.0MPa

涂层粘结强度≥2.0MPa

，合格率≥98%2沉管特殊部位聚脲涂层加强层两边均超出接缝不少于200mm，厚度3mm，外观无鼓包、折皱、针孔等现象。加强层长度大于200mm,厚度大于3mm，合格率≥98%根据现状调查结果、工程设计图纸和JGJT200-2010喷涂聚脲防水工程技术规程，小组制定目标值，沉管外部防水各项指标总体合格率达到98%以上，并且外观无针孔，具体见下表：15可行性论证

◆论据一（外部因素）（1）聚脲生产厂家，给予了现场技术指导。（2）结合国内外以往工程聚脲施工经验，控制措施具有针对性。

☆

论据二（内部因素）（1）根据工程自身特点，已分析出质量控制薄弱环节。主要从以下方面进行质量控制：沉管混凝土基层处理、基层底涂施工、沉管特殊部位施工等方面，通过以上主要方面监管控制，是可以保证沉管聚脲外包防水质量。（2）召开了沉管防水专项研究方案论证会议，参建各方都非常重视这项质量攻关活动，投入了大量的质检人员进行现场监督。

☆◆论据三（小组成员准备情况）

小组成员均具有丰富的施工经验，参与本次活动的积极性都非常高。小组成立时间早，有比较充足的时间开展QC小组活动，并且通过相关规范、论文资料的收集，充分了解这方面专业知识。图5.2沉管防水知识培训图5.1沉管防水方案专家评审会16图6.1沉管隧道聚脲外包防水质量因果分析关联图制图人：肖刚刚制图日期：2011年5月26日施工班组无岗前培训施工环境把握不合理1578不坚持聚脲喷涂层样片施工管段砼浮浆、松散层打磨不彻底工人对此操作技能不熟练管段砼基层修补不完整涂层喷涂后砼孔洞空气膨胀形成针孔、麻点打磨砂轮片不及时更换制度不完善，没有进行机械日常维修聚脲涂层外观质量（气泡、针孔）基层修补、底涂技术交底不详细作业人员质量意识差技术要领没掌握涂层表面产生气泡未实行质量奖罚制度基层底涂剂材料选择不科学沉管特殊部位无专项措施管段基层处理不彻底涂层厚度、加强宽度不够246沉管特殊部位涂层质量（厚度与宽度偏差）3六、原因分析

17七、要因确认

表7-1要因确认表序号末端因素验证内容验证方法负责人日期结论1未进行岗前培训(1)打磨机使用方法；(2)底基层修补方法；(3)基层底涂施工防范。现场检查考核评定王朝辉郭建文李建芳6.2非要因2制度不完善，没有进行机械日常维修(1)打磨砂轮片检查；(1)混凝土基层面打磨效果。实物检查叶忠厚李盼6.2非要因3基层修补、底涂技术交底不详细(1)查技术交底记录；(2)查技术交底记录的内容是否完整和正确；(3)查交底人和被交底人的签字手续；(4)现场调查操作人员对交底内容的了解情况。现场检查肖刚刚梁素琴6.2要因未完待续

从关联图中，找出的8条末端因素，逐一进行分析验证，确认要因如下表所示。184施工环境把握不合理(1)空气湿度；(2)天气温度；(3)风力、风速。现场量测李

凡张志恒6.3非要因5不坚持聚脲喷涂层样片施工(1)涂层外观质量；(2)涂层厚度；(3)涂层粘结力强度。现场检查叶忠厚李

盼6.3要因6基层底涂剂材料选择不合理(1)砼底涂材料；(2)材料配比；试验检测李

凡张志恒6.3非要因7没有奖罚制度(1)质量方针与制度制定情况；(2)施工班组调查；(3)财务专项拨款到位情况。走访调查代敬辉郭建文6.3非要因8沉管特殊部位无聚脲防水专项措施(1)进行专项方案评审；(2)方案内容是否正确；(3)方案是否经过审核和审批；(4)方案是否经过优化。调查研究王朝辉郭建文6.4要

因制表人：肖刚刚日期：2011年6月4日续表7.119确认方法现场检查、考核评定确认标准依据JGJT200-2010喷涂聚脲防水工程技术规程与设计图纸确认时间2011-6-2确认人王朝辉确认原因

经调查，我们小组已经制定了施工班组技术培训计划与方案，由小组负责人对施工班组进行培训。确认结论非要因

要因确认1：施工班组无岗前培训20确认方法实物检查确认标准机械正常运行，混凝土面层处理符合规范要求确认时间2011-6-2确认人叶忠厚确认原因

经调查，施工班组已设有专一负责人对施工机械，包括聚脲喷涂仪器及时清理与维修，并每天做好施工机械检查、维修记录。

确认结论非要因

要因确认2：制度不完善没有进行机械日常维修21确认方法现场检查确认标准基层面修补完整，底涂无针孔、坑洞现象，粘结强度≥2.5mpa确认时间2011-6-2确认人肖刚刚确认原因

经小组调查研究分析，如果现场对混凝土基层面修补、底涂措施不合理，基层面、底涂出现针孔、气泡、坑洞等缺陷，直接影响下道工序聚脲涂层的质量，因此需进行详细的技术交底，以明确修补方法及工艺，为质量控制重点环节。

确认结论要因

要因确认3：基层面修补、底涂技术交底不详细22确认方法现场量测确认标准干燥、温暖施工，温度在5～35℃，相对湿度在85%以下，基层温度高于露点温度3℃确认时间2011-6-3确认人张志恒确认原因

经现场调查，施工班组在现场已安装温度计、湿度器，并及时关注天气预报。确认结论非要因

要因确认4：施工环境把握不合理23确认方法现场检查确认标准每天施工前先进行500㎜×500㎜聚脲喷涂样片，厚度不小于1.5mm，粘结力强度≥2.0mpa确认时间2011-6-3确认人叶忠厚确认原因

通过小组研究发现，聚脲喷涂坚持每天样片施工，可以调式好施工设备，确定其工艺参数，以保证后续大面积聚脲喷涂施工质量，为质量控制重点环节。

确认结论要因

要因确认5：不坚持聚脲喷涂样片施工24确认方法试验检测确认标准底涂材料要求，表干时间≤6h，粘结强度≥2.5mpa。确认时间2011-6-3确认人李凡确认原因

经小组调查发现，混凝土基层面底涂已经采用了异氰酸酯底涂剂与环氧树脂底涂剂结合使用，作为混凝土底涂剂，这样可以缓解在潮湿面施工鼓包的问题，同时保证聚脲涂粘结力强度。确认结论非要因

要因确认6：基层底涂剂材料选择不合理25确认方法走访调查确认标准工资条、质量创优规划及质量奖罚制度确认时间2011-6-3确认人王朝辉确认原因

经小组走访调查，工程开工伊始就制定了质量创优规划与奖罚制度，在每个工序完成后，进行总结，并实施奖罚。确认结论非要因要因确认7：无质量奖罚制度26确认方法现场检查确认标准加强层两边宽度超出接缝200mm，涂层厚度≥3mm，外观质量缺陷确认时间2011-6-4确认人郭建文确认原因

经小组调查研究，本工程，沉管特殊部位有施工缝、后浇带、端钢壳、防水钢板与聚脲涂层搭接处，这些部位涂层施工均是质量控制的薄弱环节，也是管段防水关键部位。确认结论要因

要因确认8：沉管特殊部位无聚脲防水专项措施27主要因素1基层面修补、底涂施工技术交底不详细2不坚持聚脲喷涂样片施工3沉管特殊部位无聚脲防水专项措施主要因素确认表根据以上分析，确认了以下三项主要因素:28八、制定对策

QC小组针对3个要因运用5W1H原则，制定了以下：序号要因对策目标措施地点责任人计划完成时间1基层面修补、底涂技术交底不详细完善基层修补、底涂专项技术交底基层面修补完整，外观均匀粘稠体，无凝胶、结块，粘结强度≥2.5mpa；涂刷均匀，涂膜厚度、无起泡，针眼等现象，边干时间小于等于6h，粘结强度大于2.5mpa。组织召开技术交流会；完善混凝土基层面修补技术交底；完善底涂技术交底。沉管肖刚刚梁素琴2011-6-122不坚持聚脲喷涂样片施工进行喷涂样片施工外观无针孔、气泡等缺陷，厚度1.5mm，粘结强度≥2.0mpa。每个工作日喷涂之前进行涂层样片施工叶忠厚李盼2011-6-183沉管特殊部位无聚脲防水专项措施特殊部位制定专项措施满足技术规程要求，进行涂层加强，加强厚度3mm,加强层两边均超出接缝200mm。沉管特殊部位，制定专项措施王朝辉郭建文2011-7-13制表人肖刚刚制表日期：2011年6月12日表8.1对策表291、组织召开技术交流会

根据我们小组质量缺陷调查，找到质量控制根源部位，由小组负责人组织召开了技术交流会，与聚脲生产厂家一同探讨基层面修补、底涂方案。2、完善混凝土基层面修补技术交底通过小组现场调查发现：沉管表面在经打磨处理后，基层缺陷得以充分暴露，在混凝土基面形成无数孔洞。孔洞中的潮气或空气在喷涂施工后受热膨胀会引起涂层表面形成针孔，从而影响涂层表观质量。实施<一>：完善基层修补、底涂专项技术交底九、对策实施图9.1混凝土基层面修补后30

通过小组技术交流研究决定，采用腻子膏与环氧树脂砂浆三遍刮涂的施工艺：第一遍刮涂，采用环氧树脂砂浆修补材料（环氧树脂＋石英砂），处理坑洼、空洞部位。第二遍局部处理，采用环氧树脂修补表面裂缝部位。第三遍满刮，腻子型环氧树脂修补材料用于密封细微气孔。3、完善底涂施工技术交底通过小组研究决定，完善基层底涂技术，主要从以下三个方面：

(1)在混凝土基层修补完成后，在基层面实干24小时内，完成环氧底涂涂刷。底涂采用双组份反应型环氧树脂现场按比例（1：4）配制，在大面积涂刷采用辊涂工艺，边角沟槽采用刷涂施工，从一端向另一端按顺序进行。图9.2基层面二次检查修补图9.3环氧底涂材料配制31

(2)底涂涂料现配现用，按照说明书要求准确称量，每平方米0.3kg左右。

(3)底涂施工后干燥4～24小时内，进行涂聚脲涂料。(4)底涂施工完毕进行目测检测，检查均匀程度、有无漏涂和缺陷。涂膜实干后，检查是否漏涂，是否有起泡，针眼等缺陷，如有缺陷，基层表面的剩余的针眼用环氧树脂修补腻子人工补平，待修补腻子固化后实干后，才能进行下一道工序施工。

图9.4环氧底涂按顺序进行涂刷32

通过完善基层修补、底涂专项技术交底。检查发现：基层面修补完整，外观均匀粘稠体，无凝胶、结块，粘结强度≥2.5mpa；涂刷均匀，涂膜厚度、无起泡，针眼等现象，边干时间小于等于6h，粘结强度大于2.5mpa。

实施效果:图9.5环氧底涂完成后进行三检验收33图9.6底涂粘结力强度拉拔检测

实施<二>：进行聚脲喷涂样片施工经小组调查研究，在每个工作日聚脲喷涂前，必须进行样片施工，只有通过聚脲喷涂样片施工，进行涂层外观、厚度、粘结力强度检测，才能更好的调式好施工设备，及规范喷涂操作技术，保证当日大面积喷涂施工质量。

样片规格为500㎜×500㎜、厚度不小于1.5mm，在喷涂完成后，由小组组织进行外观评价及强度检查。并在涂层外观质量达到要求后，确定工艺参数并开始喷涂作业。图9.7聚脲涂层样片施工34

实施效果:图9.8完成聚脲喷涂样片

通过施工前坚持涂层样片施工，大面积开展喷涂施工中，按照规范，选取500㎡检测一次，张拉粘结强度与涂层厚度，外观质量进行全面检查。发现，聚脲涂层外观无针孔、气泡等缺陷，厚度1.5mm，粘结强度≥2.0mpa。35

实施<三>：特殊部位制定专项措施

经小组研究决定，制定沉管特殊部位聚脲施工专项措施，具体如下：

1、采取沉管防水钢板与聚脲涂层搭接防水加强措施在沉管防水钢板与聚脲涂层搭接处，采用砂浆型环氧修补材料把钢板和混凝土之间缝隙填注，然后用环氧砂浆把混凝土和钢板接茬的部位抹成30度斜角，聚脲喷涂厚度为3mm，接缝处两边加强长度大于200mm，具体如右图9.9。图9.9防水钢板与聚脲涂层搭接防水（单位mm)20020036

2、采取外侧墙、顶板后浇带接缝处的喷涂型聚脲防水层加强措施。

防水加强层，两边均应超出接缝大于200mm，具体如右图9.10。

3、采取沉管钢端封墙预埋角铁外漏部分喷涂型聚脲防水层加强措施。顺角铁方向向外延伸200mm，顺保护环底焊缝向外延伸200mm，具体如右图9.11。

1500图9.10沉管后浇带聚脲涂层加强(单位mm)图9.11沉管钢端封墙预埋角铁处防水措施（单位mm)37实施效果:

通过对沉管特殊部分实施专项措施，现场调查发现，涂层外观无鼓包、气泡、针孔，加强厚度大于3mm,加强层两边均超出接缝200mm，满足加强技术规程要求。38图9.12聚脲涂层粘结力强度检测十、效果检查表10-1大型沉管隧道外包聚脲防水质量控制效果检查表制表人：肖刚刚2011年9月20日序号项目规范允许偏差检查结果目标值实测值1涂层外观表面无气泡、无针孔、无剥落、无划伤、无折皱等表面无气泡、无针孔、无剥落、无划伤、无折皱等缺陷合格率≥98%98%3涂层厚度≥1.5mm≥1.5mm98%2沉管特殊部位聚脲涂层缺陷加强层两边均超出接缝200mm，加强厚度为3mm，外观无鼓包、折皱、针孔等现象。加强层两边均超出接缝200mm，加强厚度为3mm，外观无鼓包、针孔、折皱等现象。100%4涂层粘结强度≥2.0MPa

≥2.3MPa

100%通过QC小组全体成员近半年时间的努力工作，沉管聚脲外包防水施工顺利完成，并于2011年9月20日按照目标值表进行正式的检查验收，检查结果下表所示：39活动前活动后

沉管外包聚脲防水质量合格率0%20%40%60%80%100%合格率99%合格率88.3%合格率98%目标图10.1活动效果柱状对比图

对策全部实施后外包聚脲防水质量指标分析，合格率达到99%，达到了合格率98%的既定目标。制图人：张志恒制图日期：2011年9月20日

40图10.2沉管外包防水施工完成的整体照

沉管外包防水施工完成后，经历沉管管段干坞内水密性检验、管段起浮、管段浮运沉放、水下对接等工序验证，验证效果表明本工程聚脲外包防水非常成功，做到真正意义上的不渗不漏。图10.3沉管管段经历水密性检验图10.4沉管管段经历浮运沉放检验图10.5沉放对接完成管内图41

QC小组在本次课题针对工程特点制定的各项施工措施，比常规聚脲防水层施工方法更加操作简单，节省材料，缩短工期，总计节约为60万元。具体：(1)较外包涂刷聚氨酯缩短工期近10天

（85×9.65×2×36.6×85×3)×0.036=55.12万元(2)节约人工与机械费

10×120×30+520×10×3=5.16万元通过对沉管特殊部位防水涂层质量控制，保证了该工程薄弱环节防水施工质量，为沉管隧道水下投入运行，提高了安全保障，同时也相对减少了工程后期维护费用，带来了经济效益。经济效