QC活动提高仰拱施工效率

中铁二十一局集团大连铁路枢纽改造工程SN2标段项目经理部二分部

开展QC活动提高仰拱施工效率现在是1页\一共有58页\编辑于星期一

前言隧道施工中仰拱及仰拱填充需分层浇筑，故在施工中，需先浇筑仰拱，由于隧道整体衬砌几何形状的原因，隧底仰拱呈圆弧形，两侧边墙呈高边坡弧型，且两侧边墙与隧底仰拱需一次成型，在实际施工仰拱及边墙模板安装困难，混凝土浇筑耗时长，因此效率低且施工质量难于保证，施工中投入较大的人力物力，对工程的整体工期有较大的影响。现在是2页\一共有58页\编辑于星期一一、工程简介1、工程概况新建广宁寺隧道位于大连市保税区境内，隧道通过低山及剥蚀丘陵区，地貌

形态较复杂，沿线所

经过之处山峦叠嶂，

沟谷纵横，地形起伏

较大，部分丘前缓坡

及丘间沟谷中被第四

系地层覆盖，地势总

体呈北高南低，微向

海岸倾斜。现在是3页\一共有58页\编辑于星期一二、小组概况

QC小组名称中铁二十一局集团大连铁路枢纽SN2标二分部QC小组成立日期2013年5月17日目标提高施工效率，保证仰拱施工质量课题名称提高仰拱施工效率小组类型现场组长周德镜活动日期2013年5月-2013年10月课题注册时间2013年5月小组成员6人注册编号YGS-2013-DL-01活动频次2次/月QC教育时间50小时制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月19日现在是4页\一共有58页\编辑于星期一三、小组成员

序号姓名年龄文化程度组内职务项目岗位技术等级组内分工1周德镜39本科组长项目经理工程师策划组织2曹新乐36本科副组长安质部长工程师质量监控3杜世硕29本科组员工程部长助理工程师技术管理4周礼平29本科组员隧道主管助理工程师技术指导5陈家宾23大专组员技术负责人技术员现场实施6李树甲27本科组员工程部技术员测量监控制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年05月17日现在是5页\一共有58页\编辑于星期一四、选题理由绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年06月11日业主目标工期要求仰拱施工效率低，速度慢，循环周期长选定课题我项目部共有2座隧道，计划铺架工期为2015年5月，在此之前完成所有线下工程。问题的症结优化仰拱施工，控制施工质量，提高仰拱施工效率仰拱施工效率是关键，较高的仰拱施工效率可以保障后续施工工序的跟进，缩短工期。边墙较高，施工缝难以达到设计要求，仰拱及填充分层施工困难，施工效率低。现在是6页\一共有58页\编辑于星期一隧道由中铁二十一局第一工程有限公司修建，全长1165m，洞身最大埋深约23m，最小埋深一般约5~15m。设计纵向施工缝留置在水沟电缆槽盖板以上10cm处，且仰拱及仰拱填充需分层浇筑，故在施工中，需先浇筑仰拱，应业主丹大公司工期及质量要求，对隧道展开QC活动，目的提高仰拱施工效率。项目仰拱开挖仰拱初支仰拱及边墙钢筋绑扎仰拱及边墙模板安装仰拱及边墙混凝土浇筑耗时12-14h10-16h12-18h2-8h8-14h相关资料：制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年06月11日现在是7页\一共有58页\编辑于星期一五、现状调查根据丹大铁路公司要求“衬砌作业宜采用先修仰拱，后修边墙和拱圈的由下而上的修筑方法”。且仰拱一次成型至设计纵向施工缝位置，避免人为产生过多的纵向施工缝及与设计位置不符的情况，现状：边墙较高时难以保证纵向施工缝位置与设计相符，仰拱及填充分层施工难度较大，仰拱底部厚度难以保证，施工人员投入多，每一循环施工周期时间长。目标：按照设计预留纵向施工缝，满足仰拱及填充分层施工，保证仰拱底部混凝土厚度，减少人员投入，缩短施工时间，提高功效，节约成本。预期目标绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年06月11日现在是8页\一共有58页\编辑于星期一纵向施工缝距仰拱底面落差达2.9米，在两侧形成较高且陡的边墙，其混凝土施工困难。初期支护防水层二次衬砌净空绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是9页\一共有58页\编辑于星期一在以往的隧道施工中诸多采用此法，未能完全达到设计要求。现在是10页\一共有58页\编辑于星期一人工拼装模板每循环仰拱进尺（m）12m模板稳定性差纵向施工缝边墙较高时难以满足设计，施工难度大仰拱分层施工难以控制，模板不稳定仰拱厚度难以控制，易跑模安装模板耗时（只考虑模板定位）10-12小时安装模板人员投入测量1人、配合工人8-12人混凝土施工时间14-16小时制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月15日新建广宁寺隧道自2013年6月进入正常施工生产状态以来，以其7月、8月采用普通仰拱模板进行的仰拱施工数据。现在是11页\一共有58页\编辑于星期一六、目标确定

时间投入30小时时间投入17小时人员投入14人人员投入8人时间缩短13小时人员投入减少6人

并满足丹大公司对工程质量要求，保障主体结构的耐久使用性。在丹大公司总工期的要求下，我小组决定对每循环仰拱模板的安装与混凝土施工的总时间进行提升，并将目标值确定如下。绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是12页\一共有58页\编辑于星期一七、目标论证遵照设计图纸，结合以往施工经验及隧道仰拱施工特点，主要是控制仰拱混凝土施工，特点集中在模板支架上，通过优化仰拱及边墙模板，可以达到预期目标。现在是13页\一共有58页\编辑于星期一未采用整体式仰拱模板进行的施工，在实际中需要投入较多的人力及时间进行模板安装，其整体稳定性差，两侧较高的边墙施工困难，往往造成其纵向施工缝不能与设计相符。现在是14页\一共有58页\编辑于星期一八、原因分析结合以往隧道施工特点，小组内部讨论分析仰拱施工存在的问题集思广益，找出问题逐个剖析。小组共找出8个末端因素，并逐一进行确认现在是15页\一共有58页\编辑于星期一环法料机人施工环境差混凝土施工困难执行工艺差钢模板自身重量大模板组装量大仰拱施工效率低因果分析图人工进行安装（耗时长）方法不当技术交底不彻底设计不合理施工作业面狭小没有可以借助的施工机械衬砌几何尺寸难以保障绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是16页\一共有58页\编辑于星期一确认1人工配备不合理

验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

现场配备6名工人对模板进行安装，仰拱混凝土浇筑时配备5名工人进行施工，考虑现场施工场地较窄，工序较少，此人员配备较为合理。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是17页\一共有58页\编辑于星期一确认2技术交底不彻底验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

受隧道衬砌几何尺寸影响，其边墙及隧底模板呈弧形，在施工初始阶段，人员操作熟练程度低，随后立即进行相关技术交底，对整体施工方法及工艺进行详细介绍，使现场操作人员数量掌握施工要领。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是18页\一共有58页\编辑于星期一确认3施工机械较为简单

验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

弧形模板由1米×1米组成的成品钢模组成，质量较轻，人工完全可以进行拼装，混凝土浇筑时由罐车运输至施工现场，现场均配备有插入式振动棒对混凝土进行振捣，机械配备合理。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是19页\一共有58页\编辑于星期一确认4模板材料配备不合理验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

弧形模板由1米×1米，壁厚4mm的弧形钢板组成，每块模板用螺栓进行连接，钢板材料也有国家认证的合格证，模板材料选用合理。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是20页\一共有58页\编辑于星期一确认5施工作业面狭小，人员操作困难验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

隧道内施工作业面狭小，人员操作困难，各施工工序相互干扰，在施工中合理安排施工工序，为施工操作人员提供较好的工作环境，这样可提升人员工作效率。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是21页\一共有58页\编辑于星期一确认6仰拱模板固定周期长

验证时间13年7月10-25日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

现场对两个循环的仰拱模板安装固定周期进行测定，现场模板固定完毕且几何尺寸满足设计要求的平均用时约为7小时。结论要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是22页\一共有58页\编辑于星期一确认7混凝土施工困难，浇筑时间长

验证时间13年7月10-25日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

现场配备5名工人对仰拱混凝土进行浇筑，在边墙混凝土浇筑过程中，为防止因混凝土压力过大，导致模板尺寸偏离，边墙混凝土采取分层浇筑，后一层混凝土浇筑时需等前一层混凝土初凝后再进行。混凝土浇筑时间长。

结论

要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是23页\一共有58页\编辑于星期一确认8仰拱几何尺寸难以保证及混凝土振捣不充分

验证时间13年6月14-15日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况

在边墙混凝土振捣过程中，因混凝土压力大，导致模板尺寸偏离，同一循环的纵向施工缝都难以保证在一个水平面上，为保证模板尺寸不发生大的位置偏移，边墙振捣不充分。

结论要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求

制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日现在是24页\一共有58页\编辑于星期一通过对以上6条末端因素逐条分析确认，最后确认出3个要因：1、仰拱模板固定周期长2、仰拱混凝土浇筑时间长3、仰拱几何尺寸难以保证及混凝土振捣不充分现在是25页\一共有58页\编辑于星期一九、找出主因

仰拱施工时无法承受来自混凝土的压力，不能展开较大段落的仰拱施工，混凝土施工困难，振捣密实难；分析原因，其主要是受隧道衬砌几何形状影响，边墙模板及仰拱模板无稳定支点，造成模板无法承受来自混凝土施工时的自重压力，施工时易发生跑模或爆模现象，施工进展缓慢；若采用小段落施工，则造成施工缝增多，且耽误时间，与现在常用的9～12m衬砌台车无法在环向施工缝上相对应。现在是26页\一共有58页\编辑于星期一十、制定对策结合小组分析主因，一致认为通过加强仰拱曲模自身稳定性，固定底部浮型模板及边墙弧形模板，采用固定支架，使之能抵抗混凝土自身压力，从而解决仰拱混凝土与填充混凝土分层浇筑，纵向施工缝与设计相符，增大仰拱施工循环长度，避免造成过多施工缝的存在等问题。现在是27页\一共有58页\编辑于星期一对策表一要因对策目标措施负责人完成时间验证人仰供模板固定周期长将仰拱模板整体化减少人工操作时间减少人工的投入，尽量采用机械化，从而节省时间。1、技术部门做好安全技术方案并进行技术交底。2、试新方案并不断完善，直至达到目标。陈家宾2013-09-20

周礼平制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月10日现在是28页\一共有58页\编辑于星期一对策表二要因对策目标措施负责人完成时间验证人仰供混凝土浇筑时间长满足设计要求的前提下提高混凝土早期强度混凝土强度上升速度提高，缩短混凝土施工时间。1、试验室对混凝土品质进行合理化的调整。2、现场盯控，不断调整，直至达到目标。陈家宾2013-09-20

周礼平制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月10日现在是29页\一共有58页\编辑于星期一对策表三要因对策目标措施负责人完成时间验证人仰供几何尺寸难以保证对模板进行优化，加固方便牢靠增强模板，其自身稳定性、方便加固，承重能力大大加强，不易跑模。1、技术部门结合结构尺寸，设计模板优化方案，并负责现场实施。2、严格技术交底制度，现场盯控把握，对结构物几何尺寸严格控制，施工时多观察，避免此类情况发生。陈家宾2013-09-20

周礼平制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月10日现在是30页\一共有58页\编辑于星期一十一、对策实施仰拱及边墙模板采用厂家定型钢模板，其几何尺寸与衬砌轮廓相符，小组内通过CAD对隧道轮廓进行构图，结合现场及以往施工经验，加工仰拱边墙模板支架，固定边墙弧形和仰拱浮型模板，固定支架采用型钢加工制作，此支架即提升了模板的自重，使之承受来自混凝土施工时的压力，又能给模板提供更多的加固点，大大提升了模板的稳定性。现在是31页\一共有58页\编辑于星期一整体式模板左视图绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月15日现在是32页\一共有58页\编辑于星期一整体式模板左视图（局部放大）绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月15日现在是33页\一共有58页\编辑于星期一绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月15日现在是34页\一共有58页\编辑于星期一自行设计加工的矮边墙模板边墙模板仰工模板现在是35页\一共有58页\编辑于星期一十二、效果检查广宁寺隧道，其设计纵向施工缝位于填充层上126.8cm处，该纵向施工缝距仰拱底面高度达290.7cm，在满足设计纵向施工缝位置及仰拱、填充层混凝土分次施工的要求下，加工出该模板，仰拱一次施工循环12米。随后对新建广宁寺隧道9月、10月隧道仰拱混凝土施工生产情况作分析。现在是36页\一共有58页\编辑于星期一安装就位的矮边墙模板模板尺寸符合设计，满足纵向施工缝及仰拱与填充混凝土分层施工要求。现在是37页\一共有58页\编辑于星期一仰拱及边墙混凝土正在施工现在是38页\一共有58页\编辑于星期一仰拱混凝土施工完毕仰拱与填充层分界线清晰可见，满足设计要求。现在是39页\一共有58页\编辑于星期一浇筑完毕的矮边墙

现在是40页\一共有58页\编辑于星期一分层浇筑完毕后的仰拱与填充层现在是41页\一共有58页\编辑于星期一

经实际施工验证：经过此方法加工后的模板可以一次进行仰拱施工循环达12米，极大地减少了施工频率，提高了施工效率，又满足了设计要求。其自身重量达6吨，且可以同时固定边墙弧形模板及仰拱浮型模板，其稳定的支架在施工时又提供了更多方便的加固点，以防止在施工时发生跑模情况。现在是42页\一共有58页\编辑于星期一采用整体模板支架每循环仰拱进尺（m）12m模板稳定性强纵向施工缝满足设计，直接定位在设计处仰拱分层施工易控制，模板自稳性强仰拱厚度易控制，满足设计厚度安装模板耗时（只考虑模板定位）1.5-2小时直接定位安装模板人员投入测量1人、配合工人3-5人、机械2台混凝土施工时间8-10小时制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月15日广宁寺隧道9月、10月采用整体式模板进行仰拱施工技术数据现在是43页\一共有58页\编辑于星期一加工此钢模板消耗钢材（成本）材料I20型钢I16型钢I14型钢42*3.5mm无缝钢管16mm钢板手拉葫芦4个总计数量5.6T0.2T0.2T0.03T0.07T4个单个模板资金投入2.1万元0.075万元0.075万元0.014万元0.025万元0.15万元2.44万元整套模板资金投入4.2万元0.15万元0.15万元0.028万元0.05万元0.3万元4.88万元制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月15日十三、经济效益现在是44页\一共有58页\编辑于星期一完成产值情况对比（一个月）采用整体式仰拱模板支架未采用备注仰拱施工作业次数6次4次每施工循环长度12米12米当月完成总数量72米48米总量差150%完成产值金额79.2万元52.8万元提高产值26.4万元制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月15日现在是45页\一共有58页\编辑于星期一完成产值情况对比本月产值相差26.4万元制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月15日现在是46页\一共有58页\编辑于星期一2013年9月10日～10月26日，运用QC小组的新方案、改进操作工序以及使用新工具后，施工作业队共完成了144米仰拱施工任务。经统计实际目标值在时间上比预期值减少3个小时，总时间缩短16小时，在人员投入上共减少6人。时间投入30小时时间投入17小时时间缩短13小时时间投入14小时预期目标值实际人员投入14人人员投入8人人员投入减少6人人员投入6人预期目标值实际减少8人节省16小时绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月15日现在是47页\一共有58页\编辑于星期一1、加工此套整体式仰拱模板支架投入：

a、人员：5人

b、时间：7-10天

c、钢材总计：4.88万元

d、零星小料计：200元

e、按每人工每天工费180元计，此套模板成本投入约5.8万元2、以广宁寺隧道作分析，全长1165米，在采用整体式模板支架的情况下与采用6米普通模板相对比：

a、施工作业次数为98次和195次，效率提升近2倍。

b、采用整体式仰拱模板每完成12米仰拱，投入机械人工折合成本2800元。

c、未采用整体式仰拱模板每完成12米仰拱，投入机械人工折合成本8000元。d、每完成12米仰拱，在采用整体式模板的基础上，就人工投入一项节省5200元，则整条隧道在仰拱人工投入上可节省45万元。（扣除加工模板费用）现在是48页\一共有58页\编辑于星期一模板型式人工拼装模板整体式模板综合造价

未采用整体式仰拱模板每完成12米仰拱，投入机械人工折合成本8000元。1、加工此套整体式仰拱模板支架投入：

a、人员：5人

b、时间：7-10天

c、钢材总计：4.88万元

d、零星小料计：200元

e、按每人工每天工费180元计，此套模板成本投入约5.8万元采用整体式仰拱模板每完成12米仰拱，投入机械人工折合成本2800元。节约情况

每完成12米仰拱，在采用QC小组的方法下可节省人工投入5200元，在施工效率上可节省16个小时。

就广宁寺隧道而言，在采用此方法基础上可节约人工45万元，节省工期65个施工天数。制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月15日现在是49页\一共有58页\编辑于星期一采用整体式模板在仰拱施工上的成本投入（已扣除整体式模板成本）制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月15日现在是50页\一共有58页\编辑于星期一由此可见，采用此方法不仅解决了隧道仰拱施工的诸多难题，在满足工程质量的前提下尽可能的优化施工，在实际施工中减少了劳动力投入，提高了施工的稳定性，极大地减少了施工中出现的一些特