提高土压平衡盾构下穿富水砂层掘进效率

提高土压平衡盾构下穿富水砂层掘进效率

地下长龙QC小组

发布人:姜宝

中建七局交通公司厦门地铁项目

中建七局交通公司11制定巩固措施4现状调查6原因分析8制定对策12总结和下一步打算目

录CONTENTS工程概况1小

组简

介2选择课题3

设

定目

标确

认

主要原因5

7对

策

实

施9效果

检查10

中建七局交通公司工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析目

录

厦

门

地

铁

4

号

线

首

开

段一工区位于厦

门

市集美区。盾构区

间选

用

CTE6950

型

复

合式

土

压

平衡盾构机

。从厦门

北站始

发

，

1#

竖

井接收，左右

线

各

长

915.25

米，管片均

为

610

环

。

中建七局交通公司

3工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析目

录

区

间

不利盾构施工地

层

主要有：①

.3-1

粉

质

粘土，②

.11-1

残

积

砂

质

粘性土，③

.

17-1

全

风

化花

岗

岩，④

.17-2

散体状

强风

化花

岗

岩等，其中③、④土

层

含水率高

(

含水率

20.1~32.59%)

，

空隙率大

，

开

挖暴露后具有

泡水易

软

化

、

崩解

、

强

度急

剧

降低

的不良特性

，

在

这种

地

层

施工螺旋机易

喷

涌。

4工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析目

录

盾构右

线

在

掘

进

至

336

环时

，

进

入富水砂

层

段，

地下承

压

水

骤

然增大，

螺旋机

时

常出

现喷

涌

现

象，

掘

进

效率降低

。

5工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析小组名称地下长龙QC小组成立时间2016-11-6注册号ZJJT-2019-012课题注册号ZJJTkt-2019-12课题类型攻关型活动时间2019年3月25日-2019年6月28日课题名称提高土压平衡盾构下穿富水砂层掘进效率小组人数10人6目

录

中建七局交通公司

6小

组

概况表序号姓

名性别职

称职务小组分工执行内容活动方式1徐

桃男工程师项目经理组长组织策划根据实际情制定对策，进行PDCA循环，以解决施工难题2付

强男工程师生产经理副组长组织实施3冯小江男工程师副总工副组长实施总结4卫元清男工程师实验室主任组员实施落实5张子龙男工程师材料部经理组员实施落实6姜

宝男助理工程师工程部副经理组员调查分析7边鑫磊男助理工程师盾构现场负责人组员实施落实8樊旭东男助理工程师盾构施工员组员现场调查9郑亚闯男助理工程师质量员组员现场调查10杜可一男助理工程师盾构施工员组员实施落实工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析7目

录

中建七局交通公司

7小

组

成

员

分工一

览

表

况分析原因，。时间阶段2019年3月4月5月6月P选择课题现状调查设定目标原因分析确定主要原因制定对策D对策实施C效果检查A巩固措施总结和下一步打算工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析8目

录

中建七局交通公司

8QC

小

组

活

动时间

表

制表人：

冯

小江审

核人：徐桃制表

时间

：

9目

录工程概况选择课题现

状

调查设

定目

标原因分析小

组简

介上

级

要求盾构右

线6

月

28

日必

须

洞通！43677.043644.0要求

节

点实际预

估右

线

洞通

时间

富水段

2

环

/

天，耗

时长43635.0

43645.0

43655.0

43665.0

43675.0

43685.0选

定

课题

：

提高土

压

平衡盾构下穿富水砂

层

掘

进

效率

中建七局交通公司

93

月25日

3

月26日

3

月27日

3

月28日

3

月29日

3

月30日

3

月31日4

月1

日4

月2

日4

月3

日01.5

10.52.5

2富水段日掘

进环

数序号存在问题频数（次）频率（％）累计频率（％）1泥浆处理措施不当2446462土体改良措施不当2038843盾构施工参数不当36904材料配件供应不足24945其他36100合计

52100

工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析目录 从2022年3月25日到2022年4月5日，小组共进行了52次现场调查，发现造成下穿富水砂层掘 进效率降低的主要有如下5几个方面的问题： 盾构掘进效率降低原因调查表制表人：

冯

小江制表

时间

：

中建七局交通公司

10

10工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析

N=52

94%90%84%246%46%2010%332泥浆处理措施不当土体改良措施不当盾构施工参数不当材料配件供应不足其他目

录

通

过

排列

图

可以明

显

看出造成盾构掘

进

效率降低的

主要症

结

是

“

泥

浆处

理措施不当

”

及

“

土体改良措施不当

”

，

应该

作

为

“

效率改

进

”

的

主要

对

象

，并

对这

两

项

作

进

一

步调查

研究与分析。

中建七局交通公司

11

11排列

图100

80

60

40

20

0

52

50

40

30

20

100制表人：姜宝制表

时间

：

频

数

/

次累

计频

率

/%工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析

富水砂

层

段掘

进

拼装一

环约

5

小

时

，渣土泥

浆

清运

约

7

小

时

，

每

天最多掘

进

2

环

，不能

满

足

节

点要求。正常段掘进

的效率比富水砂

层

段高出很多，如果

每环

掘

进

拼装

缩

短

1

小

时

，渣土泥

浆

清运

缩

短

3

小

时

，根据

计

算，

掘

进

效率就可由

2

环

/

天提升至

3

环

/

天，可以提高掘

进

效率，完成目

标节

点。

中建七局交通公司

12

12目录 小组成员杜可一对2022年3月15日至3月24日（正常段），以及2022年3月25日至4月5日 （富水段），单环盾构全流程施工耗时进行统计并对比、分析。012345610

9

8

7

6

5

4

3

2

1单环

掘

进

拼装

时间对

比

图正常段（

h)富水砂

层

段（

h)01234567810

9

8

7

6

5

4

3

2

1单环

渣土泥

浆

清运

时间对

比

图正常段（

h)富水砂

层

段（

h)制表人：杜可一制表

时间

：

工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析

中建七局交通公司

13

13

提高土

压

平衡盾构下穿富水砂

层

掘

进

效率，正常施工

时

，达到

3

环

/

天

，

满

足

6

月

28

日洞通

要求。活

动

目

标目录 2022年4月6日， 结合现场调查分析， 经过集体讨论，确定 QC活动目标.工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析目

录目

标

可行性分析1

、

领导

大力支持小

组

活

动

，邀

请专

家

现场进

行技

术

指

导

。2

、目

标

清晰明了，

QC

活

动

可以有的放矢，事半功倍。3

、同行

业

其他

单

位富水砂

层

段掘

进

效率较

高，效率有提升空

间

，客

观

能

够实现

。有利因素1

、厦

门

属于

亚热带

季

风

天气，

4

月中下旬

进

入雨季及

5

月

进

入台

风

季节

，

对

施工有

较

大影响。

不利

因素

中建七局交通公司

14

14目

标

可行工程概况小组简介选择课题现状调查设定目标原因分析

中建七局交通公司

15

15技

术

交底不

彻

底未定期

对

盾构机

进

行保

养维护盾构机

设备

存在

故障

材料不合格未

进

行

针对

性

土体改良

盾构机各

项仪

表、

装置未校

验

仪

器、

仪

表

有

问题泥

浆

未

进

行泥、

水分离

参数

设

置不正确

工人操作不熟

练

泥

浆处

理

土体改良

措施不当

措施不当

施工工

艺

不

满

足

要求未

针对

性分析、

制定解决

办

法未

对

材料

进

行

检验目

录

针对

“

泥

浆处

理措施不当

”

、

“

土体改良措施不当

”

这

两大主要

问题

，我小

组

成

员

召

开

“

诸

葛亮会

”

，并运用

“

头脑风

暴法

”

集思广益，分

别

从

“

人、机、料、法、

环

、

测

”

六个方面

进

行分析

，

得出

7

条末端原因

，

绘

制

关联图

如下：

操作工人能力不足序号末端原因确认方法确认内容责任人确认时间因素1操作工人能力不足调查分析是否培训，持证上岗；理论知识是否扎实；有无工程施工经验姜宝、郑亚闯2019年4月7日因素2未定期对盾构机进行保养维护调查分析是否定期对设备保养情况进行检查边鑫磊、杜可一2019年4月7日因素3未对材料进行检验调查分析是否按规定对进场材料进行检验卫元清、冯小江2019年4月7日因素4未进行针对性土体改良调查分析是否采用有效的土体改良剂对开挖土体进行有效改良，提升掘进速度边鑫磊、杜可一2019年4月7日因素5泥浆未进行泥水分离调查分析检查是否对泥浆进行泥浆分离。张子龙、樊旭东2019年4月7日因素6盾构机各项仪表、装置未校验调查分析对盾构推进速度、千斤顶行程、推力、扭矩、土压计、同步注浆压力、流量计等进行检查，翻阅机械证书及检验报告、盾构静态勘验、动态勘验报告樊旭东、杜可一2019年4月8日因素7技术交底不彻底调查分析检查交底记录，对现场进行跟踪调查，盾构司机、操作工人是否能完整地讲出操作流程郑亚闯、姜宝2019年4月7日要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算目

录

根据

关联图

中分析的

7

条末端原因，

QC

小

组

召

开专题

会

议

，制定出末端原因确

认计

划表，定方法、定

责任人、定完成

时间

，逐一确

认

。要因确

认计

划表制表人：

冯

小江制表

时间

：

中建七局交通公司

16要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算验证时间2019-4-7确认方法调查分析确认人姜宝、郑亚闯验证情况2019年4月7日，由姜宝、郑亚闯组织，我部总工、盾构经理、工程部长，现场技术员等参与，对盾构设备操作工人进行调查与考核，发现操作工均具有施工经验，操作熟练、考核合格。盾构司机能力考核表序号考核项目考核人数考核结论合格率1上岗证，培训记录20均有上岗证，培训记录100%2理论知识2015名优良，5名合格100%3盾构施工经验20盾构掘进里程都超10km100%4现场操作20操作水平均高，操作熟练100%确认结论非主要原因

中建七局交通公司

17

17目

录

原因

1

：操作工人能力不

足要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算验证时间2019-4-7确认方法调查分析确认人边鑫磊、杜可一验证情况2019

年4月7日，小组成员杜可一、边鑫磊查阅施工维修保养记录，发现基本按照要求做了相应记录，机械设备一般是3天保养1次，保养情况良好，机械设备运转正常。确认结论非主要原因

中建七局交通公司

18

18目

录

原因

2

：未定期

对

盾构机

进

行保

养维护要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算验证时间2019-4-7确认方法调查分析确认人卫元清、冯小江验证情况2019

年4月7日，小组成员卫元清、冯小江查阅进场材料检验报告，发现进场材料均已按要求送检，且检验合格。确认结论非主要原因

中建七局交通公司

19

19目

录

原因

3

：未

对

材料

进

行

检

验要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算验证时间2019-4-7确认方法调查分析确认人边鑫磊、杜可一验证情况针对近段时间盾构高扭矩、高推力、低效率的情况，检查队伍在掘进过程中是否对富水砂层土体进行有效的土体改良。2019年4月7日小组成员边鑫磊、杜可一对现场进行调查分析：进入富水砂层后，队伍仍采用普通外加剂对土体进行改良，改良效果很差，严重影响盾构掘进

螺旋机喷涌确认结论主要原因

中建七局交通公司

20

20效率。目

录

原因

4

：未

进

行

针对

性土

体改良要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算验证时间2019-4-7确认方法调查分析确认人张子龙、樊旭东验证情况2019年4月7日，小组成员张子龙、樊旭东现场调查发现，富水段渣土含水量大，但盾构队伍未对泥浆采取有效的泥水分离，泥浆清运时间过长，严重制约掘进速度。

渣土含水量大确认结论主要原因

中建七局交通公司

21

21目

录

原因

5

：泥

浆

未

进

行泥水

分离要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算验证时间2019-4-8确认方法调查分析确认人樊旭东、杜可一验证情况2019年4月8日，小组成员樊旭东、杜可一翻阅各类机械证书及检验报告、仪器仪表校验报告、盾构静态勘验、动态勘验报告等文件，发现各项仪表、装置均校验合格。确认结论非主要原因

中建七局交通公司

22

22目

录

原因

6

：盾构机各

项仪

表、

装置未校

验要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算验证时间2019-4-7确认方法调查分析确认人姜宝、郑亚闯验证情况2019

年4月7日，小组成员姜宝、郑亚闯对盾构施工方案、安全技术、质量，操作规程等交底资料进行了检查，结论如下：（1）盾构司机、班组长参加率

100%，交底率达到

100%；（2）交底内容全面，有针对性，可操作性强，符合工程实际（3）对现场进行跟踪调查，在与盾构司机、部分主要操作工人交流时发现，现场的一线操作人员均完整地讲出操作流程，对某些重要细节、难点、风险均清楚。序号交底内容应交底人数实际交底人数交底率1盾构司机安全技术交底44100%2同步注浆安全技术交底1010100%3二次注浆安全技术家底1010100%确认结论非主要原因

中建七局交通公司

23

23目

录

原因

7

：技

术

交底不

彻

底序号要因对策目标措施执行人时间1

泥浆未进行泥水分离租赁适用的泥水分离器及配套设备

调试完成后投入使用，每小时可以处理泥浆40-60m³租赁分体式污泥浓缩压滤脱水设备，型号DYQ3000WP1FZ，付

强张子龙2019.4.102未进行针对性土体改良采用改性高分子聚合物对开挖土体进行有效改良采纳专家意见，使用特有外加剂，现场调试出对开挖土体最有利的配比，进行土体改良，达到掘进3环/天的目标1、采纳地铁专家张厚美教授意见，在盾构自身的泡沫系统内注入改性高分子聚合物粉剂；2、对皮带机前出渣口(从动轮)设备进行改造，增加橡胶挡水装置。冯小江卫元清2019.4.10要因确认制定对策对策实施效果检查制定制定巩固措施总结和下一步打算 目录2022年4月9日，小组成员专门召开会议，针对组员们提出的每条对策，从有效性，可实施性，经济性，可靠性等四个方面

进

行

综

合分析

评

估，

进

而相互比

较

，

选

出最令人

满

意的

对

策

如下：制表人：

冯

小江制表

时间

：

中建七局交通公司

24

24要因确认制定对策对策实施效果检查制定巩固措施总结和下一步打算目录 实施1：租赁分体式泥水分离器 1、由生产经理付强牵头，考察、租赁带式污泥脱水 设备；设备于2022年4月12日进场，15日安装调试完 成投入使用。

药剂

罐

中建七局交通公司泥

浆过滤泥

饼

排出要因确认制定对策对策实施效果检查制定巩固措施总结和下一步打算

中建七局交通公司目录 实施1：租赁分体式泥水分离器 初步实施效果： 使用污泥脱水设备对泥浆处理后，小组成员杜可一对2022年4月15日至4月17日（富水段)的单环渣土 泥浆清运耗时进行统计并对比、分析。发现：每道工序环环相扣，保证设备满负荷正常运转，单环渣土泥 浆清运耗时均能比未分离前缩短约3h，效果良好，具有可操作性。 使用泥水分离设备前后单环渣土泥浆清运耗时对比表

使用

污

泥脱水

设备

使用

污

泥脱水

设备序号

节约时间

（

h

）

前

（

h)

后

（

h)

1

6.8

3.9

2.9

2

7

4.1

2.9

3

7.2

4

3.2

4

7

4.1

2.9

5

6.7

3.9

2.8

6

7.1

4

3.17

7.2

4.1

3.18

7

3.9

3.19

6.9

4

2.910

6.9

3.9

3110087654321单环

渣土泥

浆

清运耗

时对

比

图

2

3

4

5使用

污

泥脱水

设备

前（

h)

6

7

8

9使用

污

泥脱水

设备

后（

h)要因确认制定对策对策实施效果检查制定巩固措施总结和下一步打算目

录

实

施

2

：采

纳

地

铁专

家

张

厚美教授意

见

，在盾构自身的膨

润

土系

统

内注入改性高分子聚合物粉

剂

，并

对

皮

带

机前出渣口

(

从

动轮

)

设备进

行改造，增加橡胶

挡

水装置。

1

、在盾构自身的膨

润

土系

统

内按

现场

配比，注入改性高

分子聚合物粉

剂

，

增加土

舱

内渣土的流

动

性，加快出渣速度，

同

时

降低

喷

涌

风险

。

2

、

将

皮

带

机

前

出

渣

口

(

从

动

轮

)

设

备

进

行

改

造

，

增

加

橡

胶

挡

水装置

，减少泥

浆

洒落

隧道，减少人工清理

时间

。高分子聚合物粉

剂

与膨

润

土配置成溶液

中建七局交通公司要因确认制定对策对策实施效果检查制定巩固措施总结和下一步打算

中建七局交通公司

使用改性高分子聚合物前后

单环

掘

进

拼装

时间对

比表序号

使用聚合物

前

（

h)

使用聚合物

后

（

h)

节约时间

（

h

）

1

5

3.9

1.1

2

4.5

3.5

1

3

4.5

3.3

1.2

4

5

3.9

1.1

5

4.8

3.7

1.1

6

4.5

3.5

17

4.6

3.7

0.98

5

3.9

1.19

4.7

3.8

0.910

5

4

1目录 实施2：采纳地铁专家张厚美教授意见，在盾构自身的膨润土系统内注入高分子聚合物粉剂， 并对皮带机前出渣口(从动轮)设备进行改造，增加橡胶挡水装置。 初步实施效果： 使用改性高分子聚合物改良土体后，小组成员杜可一对2022年4月15日至4月17日（富水段)的单环掘 进拼装耗时进行统计并对比、分析。发现：单环掘进拼装耗时均能比未使用高分子聚合物前缩短约1h， 也具有可操作性。129100654321单环

掘

进

拼装

时间对

比

图

3

4

5使用聚合物前（

h)

6

7

8使用聚合物后（

h)要因确认制定对策对策实施效果检查制定巩固措施总结和下一步打算

QC

小

组

活

动

目

标对

比

图

中建七局交通公司

29

29活

动

前活

动

后

目

标值每

日掘

进环

数

每

日掘

进

米数2

环3

米3

环4.5

米3

环4.5

米对

策

实

施效果良好，提高了掘

进

效率！4

月15日4

月22日4

月29日5

月6

日5

月13日5

月20日5

月27日6

月3

日6

月10日1.5

10.5

03.5

32.5

2后

续

富水段日掘

进环

数

目

录最

终实

施效果：

小

组

在活

动过

程中，

对实

施

对

策后的富水砂

层

段盾构掘

进

效率

进

行了

监

控，

发现

后

续

剩余富水砂

层

掘

进

中

，

24

小

时

正常施工

时

，日掘

进

量均

实现

了由

2

环

/

天到

3

环

/

天的提升，要因确认制定对策对策实施效果检查制定巩固措施总结和下一步打算

中建七局交通公司

30

30目

录

右

线

盾构于

6

月

25

日洞通

，

早于

节

点工期

3

天完成目

标

！

目

标值

达成。1.

目

标值

达成要因确认制定对策对策实施效果检查制定巩固措施总结和下一步打算目

录员

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分

发

提高高了

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技

术

、施

人

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术

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中建七局交通公司

31

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成

地

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攻克

了

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工期

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中建七局交通公司

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6

万

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元

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1

2

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用

水

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万元

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节

人工

、

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万

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录单

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