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：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划表七、要因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：袁林制表时间：

小组成员对分析的末端因素进行了逐条确认，具体确认情况如下：确认一：奖罚措施执行不严2009年5月30日，经小组成员赵梦晨、袁林查阅了项目部管理规章制度，项目部有《作业人员岗位责任制》、《衬砌班组防水质量奖惩办法》、《砼施工机械设备保养制度》，已分发到每个人，各项管理制度健全，并落实到人，并有奖罚台账。结论：奖罚措施执行不严不是要因。

确认二：设备保养不及时项目部浇注砼的机械设备使用时间较长，更换零件较频繁，但均在使用年限内，专业修理人员及时对常用机械设备进行维修、保养、检测，机械设备性能良好，未影响正常施工。2009年6月1日，由小组成员赵超、邓刚对近3个月机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机械设备在岗故障率制表：邓刚制表时间：铁路规范要求，衬砌施工每批次细骨料粉尘含量小于0.3%。2009年6月5日，小组成员王博、张燕在拌合站骨料仓内现场抽检10个批次细骨料进行试验，结果见表7-2。表7-2细骨料粉尘含量试验统计表序号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：衬砌用机制砂粉尘含量均符合工艺标准要求，机制砂未清洗不是要因。确认三：机制砂未清洗制表人：张燕制表时间：

2009年6月2日，由小组成员王博、李建铭对已施工的富水岩溶段衬砌标养试块进行抗水压试验，共试验10组，经过计算后，抗渗等级最低P8.6，最高P10.2，平均P9.4，符合抗渗等级必须达到P8的标准要求。通过试验后，结论：砼防水等级达不到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砼防水等级统计表确认四：砼防水等级达不到P8隧道衬砌施工时，透水管应具备排水通道的功能，畅通无堵塞。2009年6月15日，由小组成员王建春、李来弟对DK245+020-+120富水段安装的透水管进行了检查，共检查20处环向及纵向透水管，发现安装的12处环、纵向透水管连接时错位，透水管内存在积水，拱部及边墙的岩溶水不能及时排到隧道两侧水沟内。确认五：透水管搭接错位结论：透水管安装时存在积水，不具备排水功能，透水管搭接错位是要因。环纵向盲管不在同一横断面上制图人：李来弟制图时间：铁路施工规范规定，衬砌防水板焊缝施工检查采用“充气法”进行检验其密实度，在15min内气压损失率小于10%。2009年6月20日，由小组成员李建铭、赵超对DK245+020-+120段已施工防水板，共检查了10条焊缝，并用“充气法”进行了10条焊缝的漏气试验，见表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：通过现场试验，检查10条焊缝，不合格达9条，防水板环向搭接漏焊是要因。制表人：李建铭制表时间：表7-3防水板漏气试验统计表确认六：防水板环向搭接漏焊确认七：初期支护表面外露钢筋头2009年5月27日，经赵超、李来弟现场检查查，初期支护表面有钢筋头外露，在衬砌前均已割掉，并用高标号砂浆抹平，凹凸量小于5cm，符合要求。处理方法见图7-1。

结论：初期支护表面外露钢筋头不是要因。

a切断b盖帽c切断d用锤打e砂浆素灰抹面图7-1初期支护面处理确认八：衬砌前渗水量大由于云雾山隧道属富水岩溶隧道，初期支护后允许渗水量小于3m3/m·天的排量。2009年6月16日，由小组成员王建春、张燕对DK242+820-+930、DK243+010-+100、DK243+120-+190具有代表性的三段富水段渗水现场进行量测，采用桶量法、堰测法量测岩溶水，统计结果见表7-4。表7-4隧道渗水量统计表施工段落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：通过现场对富水段渗水量进行量测后，衬砌前初支表面渗水量均大于每延米每天3m3，衬砌前渗水量大是要因。制表人：王建春制表时间：确认九：止水带定位有偏差2009年6月18日，由小组成员李来弟、赵超对DK24+316二次衬砌端头安装的止水带进行了检查，每个衬砌端头各检查9个点，其结果见表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：通过检查二次衬砌时现场安装的止水带，其横向偏差及纵向偏差均超出铁路规范要求，止水带定位有偏差是要因。

表7-5止水带安装检查表制表人：李来弟制表时间：从要因确认表中看出，影响富水隧道衬砌施工缝不密实的主要原因是：1、透水管搭接错位2、防水板环向接缝漏焊3、衬砌前渗水量大4、止水带定位有偏差八、涨制定轮对策制表水：李头建铭雷制表习时间厕：200随9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对抵策饿表实施一纵向盲天管砼台扰阶定位怎，环纵欢横向盲型管畅通隧道斗排水敢设计钟为环阁向φ50蔬mm盲管，两纵向φ1屋00石mm盲管济，用据三通面连接止后，预将岩兆溶水爆引排双至横强向排怒水孔划。由千于隧只道较脖长，努加之裁纵向点盲管利柔性泻大，旋定位影达不井到要乒求，漠环纵鼠向盲坛管不刚再同哲一断饮面上落。经仓过小育组成柱员进京行讨业论研仆究后配，确览定按析以下扔方法拖实施望：1、按设阻计坡度吹在水沟斜一侧(矮边墙船处)浇注纵娱向盲管凤定位台灾阶，高30c高m，将100游mm纵向贤盲管峰预埋莲其中乘，并成预留50、10罩0两个罗接口及。2、富水都岩溶段哀段衬砌举环向盲输管按5m设置一虫环，每毙个断面敢设置挂醒点由原遭来7个增钳至11个，惯挂点美间距吴不小至于2m，并与课纵向盲蹲管连接股畅通。3、横姻向排哨水管序、环窜向盲剑管与共预留弦的两贝个接少口相械连，丽交汇增处设扭挂点信，并行在同担一个快断面笔上，追形成驶一个叨完整午的排剪水系括统，士排水耳畅通佳。九、望对策舞实施效果芹一20跨09年6月30日，粒由李尽建铭判、赵呈超DK2乔44+雨430饼-+4恰57（36m）段欲安装慎的纵咏向盲忠管进依行了保现场怨检查拥，共7处，环自纵横向选盲管连侧接牢固抽、形成治了完整蚀的排水腔体系，灵且盲管硬内无积恋水,分目标雅实现。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实施电前盲周管连宿接图图9-2实施窑后盲撑管连颈接图制图人傻：赵超制图时恨间：200资9年6月30日实施二防水取板错达开搭耍接，爆焊缝干焊接材牢固防水板母的施工静质量直惯接关系乱到衬砌晕防水的貌质量，势首先检芽查断面认无钢筋捐头及平山整度。允铺设时喇自下向蹈上，松盆紧适度埋。防水腔板之间坑的搭接肿采用双吃焊缝、直调温、奋调速热盾楔式功积能的自红动爬行斤式热合钻机热熔节焊接，胆细部处披理或修盾补采用捧手持焊宵枪，单搏条焊缝找的焊接芽宽度不圈应小于15m亦m，焊这缝严懂密，屯不得挎焊焦焦焊穿捉。防水板租搭接示控意图(左图)效果刚二20惠09年7月18日,由王胜建春朴、赵伤超对DK2秋44+绵460横-+4秋82.胜5段防依水板餐焊缝论，共积检查10个接缝格，目测另无破损满、无假矮焊、无惰漏焊外霸，还进校行了充烟气试验过，当充垦气压力柄达到2.5本Mpa时，15分钟冶内压身力损羽失均加小于10睬%，合格炉率达到耐了100仁%，分目标得姓以实现。表9-1防水敌板焊餐缝充倾气检颂查表制表宿：赵罩超役制母表时潮间：20皂09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%。实施互三衬砌切前将涂岩溶转水封骡堵、碧引排由于混隧道双内地骆质复门杂，猴岩溶鬼、裂馋隙节喝理发挺育，掘岩溶的水丰猛富。氏衬砌扯前渗挨水量平仍达热不到的排放矮标准耗。采牺取柴“以例堵为惭主，欢限量阵排放喉”的沉原则油进行药处理症，以唯保护雹环境便。⑴对大声面积渗南漏或水撞量较大泻处，进苍行岩面翁注浆，次或采用像小导管浓沿隧道孤周边环困形注浆绸。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经试旱验后称确定硬的注冻浆参宫数a、根鸡据对啄不同改围岩摩级别谅进行岛注浆浆试验沃，确挥定注株浆参忽数，董详见挤表9-2。c、注盗浆顺夕序为线水量数较大熄处，族从涌牧水点堪四周悔由远息到近地，沿泡隧道舰轴线铁由低帖到高猜、由肝上往炒下、宵由少载水处午到多贪水处藏钻注脚；在辟多水锦地段俭，应践先两汁头向洒中间拢钻注柱。⑵对成组股下流汇的水的延处理，滚插排水武管引流驾，顺水己路（节档理、裂牛隙）扣俱排水半闹管或线扎形排水糟板，将姐水引到辰隧底水鞋沟或纵惜向排水污管；待炸受喷面躬上无流匀淌水后鞭再喷混煤凝土加抄固。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、布孔考在出水甲点周边夏，钻孔阵要密，名孔深宜镇浅，尽然量采用2序孔豆或三筝序孔植，详仰见表9-扔3。表9-3注浆布恢控参数刻表效果三20铺09年8月1日，由网赵梦晨且、李来践弟对DK2渠44+脉420～474（54穷m）段衬绒砌前出溜水量进茄行了统歼计,共有5处渗水唤，采用练桶量法魂、堰测刺法进行珍量测，浩出水量颠均满足桂设计要诉求，分目粗标实级现。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-抱2衬砌扇前出邮水量竿统计制表粥：李嚼来弟择制职表时束间：20暗09年8月1日实施听四止水带反用模型煎加工,施工缝准凿毛处沾理经现场禽调查，欣由于外脱贴式橡鸦胶止水淘带太柔羡，镀锌叙钢板止探水带太佛硬，现附场施工戴很难达姜到要求器。经我QC成员现蒙场分析孟、讨论暑后决定:1、在课洞外柜加工落房按扎照隧目道衬竖砌轮工廓线腰加工话止水毁带模吧型；2、钢萌板止躬水带斑分成含三段菠；3、橡冷胶、须钢板虎止水虫带由冈技术条人员柴现场锤测点塌放样捎，用亮红油爆漆画编出其鲁安装惠位置晴，对棚于钢海板止锁水带某，将用三段雨在焊企接点乞焊接起密实傻、牢减固即浊可。焊接扩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止水抖带精棒确定育位为增命强衬岔砌端胞头施垂工缝师粘帖仁密实惠，在欠砼强宜度达匠到1.5寺Mpa时，将畅端头砼卵用攒子趣凿毛,清除耳浮粒导和杂寺物，们用水买冲洗帜干净须，保鸭持湿量润，逮再铺搜上一天层厚25～30m警m的1∶1水泥点砂浆途或涂风刷混途凝土廉界面炒处理喉剂并剂及时湿浇筑贪混凝蹈土,并在止宰水带背俩后设置50势mm盲管蹲一根勉，将淹水引殃到边贵墙泄鄙水孔凯内。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衬砌端夺头处理串措施效果四200颗9年8月30日,由王建缸春、袁榨林对DK2亮44+烂460、+4漂69、+4斯78、+4会87处端抚头止讽水带塌安装表进行蜘了检控查，舅分别膊抽取窝了11个点，回测量后扣统计结跪果见表9-3，止水念带定践位横匹向、朝纵向膀偏差挂均满帐足规全范要榴求，分目怕标实哭现。表9-坛3止水笋带安交装尺诱寸检肝查表制表林：袁阿林忘制表黄时间岗：20祥09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合格精确贞定位孙后的族钢板吼止水剪带十、骗效果滚检查效果一乱：质量戏效益通过塔我们QC小组排的努舍力,达到哑了所旨确定进的目绩标，200柜9年9月30日由小氏组组长悄赵梦晨状对DK2伸45+崇140～DK清24能5+豆49太0富水溶鸡腔段，呈共施工症了350延米衬见砌进行殖了现场框检查，33摘9延米衬提砌无渗惑水、无龄湿渍,合格厨率达因到了唇：339抗÷35汉0=9债6.9虽%。图10-茅1效果绣对比升柱状射图86%95%96.9%对策肢前建小验组目赖标快对策万后检查人投：赵梦通晨制表(图)人：赵柔超时间：20行09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延-1衬砌夹防水耍亏合乏格率饥统计竹表DK此24腊4+凡52俊6富水储溶腔DK2均43+肚603拱顶管县道流DK2吨43+恐345大面积婚渗水溶腔段房诚衬砌后踏无滴水剂、无渗痰水效果二搁：经济沙效益1、岩毁溶隧鲁道衬异砌防传水一同次性璃合格娘率提驳高了10.景9%，节约制了渗漏浸水整治乓费用。（1）节赔约人锈工费付用：80元/人天×45天×12人=4怎.3森2万元。（2）节约京机使费唉用：租匀赁机械3.损5万元/月×1失.5月=5.堆25万元。（3）节雷约材顺料费动用：150元/延米×1特62驼5延米=2揪4.鸟4万元疲。2、节臣约电跨费：350型00度×1桑.2元/度=0屑.4溪2元。3、咨询末、会议拖、出差嘴、小组划活动费潜用：共朱计0.6万元。以上地共计雷节约她费用美：4.磁32让+5怨.2膛5+皆24乔.4睡+0垂.4毙2-怖0.廉6=宴33赌.7析9万元纹。效果三妨：社会楚效益荣获陆中华镇中工次会“炮火车聚头”漆奖杯20票09年，皇由铁清道部永中华闸总工蕉会为葬我项补目部撇颁发她了火部车头残奖杯及证书镜，荣获茶铁道部逝工管中台心本年陆度优胜差单位称甘号。右下：钟介绍施柏工经验触及方法左上璃：检筑查观半摩团侧领导蔽合影20罚09年11月25日，睡由建扯设指知挥部趟组织观摩魄团在伍云雾订山隧错道观逼摩学适习，议交流懒衬砌防犬、排蕉水经将验。1、根走据QC小组活逐动成果疲，我们界编制了《富水岩排溶隧道购衬砌防勿