大直径筒体沉井下沉施工质量控制(QC成果)

课题名称中建五局三公司长沙二水厂

大直径筒体沉井下沉施工质量控制目录

第一部分工程概况

第二部分QC小组概况

第三部分选题理由

第四部分现状调查

第五部分设定目标

第六部分原因分析

第七部分制定对策措施

第八部分对策实施

第九部分效果检查

第十部分总结

附：技术进步经济效益认证书工程概况本工程建于湘江大堤内边河床上，土方开挖前，场内主要是强度较低的粉土，标高为28.0～31.6m，比潇湘大道河堤路面低10～11m左右。工程所处场址的地质情况从上往下依次为：粉土层→砾砂层→板岩层。各土层厚薄不一，力学性能差异大，砾砂层厚4.5～6.7m，板岩层厚4.5～5.7m，高差较大，工程持力层为中风化板岩。工程概况沉井剖面示意图QC小组概况1、小组简介QC小组成立于2005年12月，共有成员8名，本次QC小组活动时间从2005年12月到2006年2月。2、小组活动制度〔1〕定期参加QC教育，小组长针对成员不同特点制定相应的培训方案。〔2〕每周活动2～3次，采取集中学习、讨论并到现场检查相结合的方式解决问题，并由技术员整理归档。〔3〕小组制定严格的考勤制度，组员必须参加小组活动，确保小组出勤率100%，小组无故缺席那么予以除名。〔4〕小组制定的对策、措施及时通报，交底至操作人员，施工人员严格落实。〔5〕加强过程监控，发现问题及时整改。〔6〕小组成员要求有责任心、科学严谨的态度，坚持数据说话。QC小组概况选题理由沉井下沉施工质量控制为本工程的重点和难点我公司过去施工的沉井质量水平有待进一步提高选题理由培养一批人才，积累沉井下沉施工经验公司要求工程部施工的沉井工程出成果出效益初沉稳定、终沉到位和筒体纠偏难度大现状调查在2005年12月中旬，由QC小组组长牵头，通过对长沙地区的取水泵房工程〔长沙三水厂、四水厂、五水厂、望城水厂〕在筒体沉井下沉施工时所遇到的质量问题进行调查、实测，共检查111个点，合格点共91点，合格率为82%。我们对这些不合格点进行了汇总、分析，绘制了统计表，如下页所示：现状调查现状调查根据汇总表绘制了排列图,如下图如示,找出了沉井下沉施工时遇到的主要质量问题:筒体倾斜和筒体偏移。统计人：陈文锋日期：2005.12.16排列图统计人：陈文锋日期：2005.12.16排列图设定目标根据工程实际需要，针对现状及活动后所要到达的水平，我们确定本次活动的目标为：沉井下沉施工质量合格率控制在92%以上。82%92%现状目标目标可行性分析1〕公司对本工程高度重视，并邀请公司原副总工程师裴文地参加本工程的QC质量控制小组，同时，特邀请湖南大学土木工程学院邓铁军教授在理论上进行了可行性分析,并亲临现场指导。2〕业主、设计和监理单位非常重视本工程质量，对我们工作大力支持，同意我公司提出的建设性意见：沉井下沉施工由不排水下沉改为排水下沉。目标可行性分析3〕QC小组组长、副组长及其它各成员都有丰富的施工管理经验和较高的专业技术水平。4〕挑选有丰富经验的国防科技大学工程兵学院对外技术效劳部为专业施工班组。5)QC小组成员文化程度高、工作严谨、肯学习、爱钻研。目标可行性结论：根据以上五个条件，该目标完全可行。原因分析

沉井下沉施工过程中，筒体的垂直度和水平高差会引起筒体倾斜，筒体倾斜过大会引起筒体偏移。QC小组经过反复调查、仔细讨论，对筒体的倾斜、偏移产生的原因进行了分析，并绘制了沉井下沉施工过程质量原因分析系统图，如下页所示：

原因分析没有对称均匀开挖土石方土层软硬不均匀沉井制作时，就出现了偏差刃脚局部被石块搁住，未及时处理沉井壁上留有较大孔洞，使重心偏移井外临时弃土或堆重对沉井产生偏心土压在软土中下沉封底时，未分格、逐段对称进行由于垂直度偏差过大引起偏移沉井倾斜未及时纠正就继续下沉，造成沉井向倾斜相反方向产生偏移测量偏差未及时纠正土质变化沉井下沉施工过程质量原因筒体倾斜筒体偏移制图：江升科日期：2005.12.24原因分析

针对沉井下沉施工过程质量原因系统图找到了11个末端因素，专家和小组成员召开了要因分析会，对各种因素进行了讨论分析，确认要因如下表：原因分析制表：江升科日期：制定对策措施针对确认的要因，制定如下对策表：制定对策措施制表：江升科日期：对策实施根据对策表，小组成员分头逐项实施，主要进行了以下几项工作：实施一:土层软硬不均匀—采取调整挖土顺序的对策根据地勘资料，筒体下沉至20.1m标高左右将出现板岩层。因板岩层分布高差有1.2m左右，筒体下沉时遇到一边已到岩层,一边未到岩层的现象，为确保下沉均匀，实施过程中我们先开挖沉井中间的土500mm高，然后再分段开挖刃脚下板岩层的土方，挖完后及时用砾砂回填夯实，待最后几段掏空回填后再对称均匀开挖沉井四周的土方，这样利用了力学的原理，保证了沉井刃脚下土的地基承载力大致相等，使之均匀下沉，取得了较好的效果。实施效果：实测证明，在此段1.2m高斜面板岩层下沉过程中，刃脚水平高差最大值为80mm，满足了沉井下沉施工验收标准要求。对策实施实施二:挖土没有对称均匀进行—加强过程控制将圆形筒体内土方开挖分成八个区，如下图所示：

挖土时，先同时挖Ⅰ区和Ⅱ区，再同时挖Ⅲ区和Ⅳ区，然后同时挖Ⅴ区Ⅵ区，最后同时挖Ⅶ区和Ⅷ区，这样就保证了挖土始终对称进行。同时,在每个区土方开挖时，设置标高控制点标识于打入土中钢筋上，这样保证了每个区每次挖土的深度一致。实施效果：通过采取对策措施，使沉井在下沉中过程刃脚水平高差基本控制在１００mm内，使沉井下沉施工得到了顺利进行。

对策实施实施三:刃脚局部被石块搁住—采取及时去除的对策在沉井下沉施工到21.3m标高时，在⑨轴方向遇到约1.2m3的大块孤石，采用风镐破碎，效果不佳，最后经小组讨论决定采用爆破的形式进行去除，于平行刃脚斜面方向钻炮孔两个，钻孔深度为孤石直径的2/3，放药150g/个，爆破前用钢板将炮眼盖住,爆破后孤石破碎成了小块，然后立即取出，及时回填。实施效果：保证了筒体下沉不致倾斜。对策实施实施四：土质变化—不同的土质采用不同的挖土方法根据地勘资料，沉井土石方从25.5m往下依次为砾砂层、强风化板岩层和中风化板岩层，为确保沉井均匀下沉，不致产生倾斜和位移，施工时，QC小组分别采用不同的对策。对砾砂层，因土质松散，采用先挖沉井中部土层，沿沉井刃脚周围保存土堤，依靠沉井的重力挤削砾砂而下沉。对于强风化岩层，因土质属中等密实土，采用先挖沉井中部的土层，沿沉井刃脚周围保存土堤，然后从中部向刃脚分层均匀对称削薄土堤，直至均匀下沉。对于中风化岩层，先开挖沉井中间的土方，土方开挖采用爆破形式进行，再将刃脚下土方分成八个区，每次爆破对称的两个区，爆破后取出板岩碎块，随即回填砾砂。逐段爆破，逐段回填全部完成后，再对称均匀逐步挖出回填砾砂，保证了沉井均匀下沉。实施效果：通过对不同的土层，采用不同的挖土方法，使刃脚水平高差始终控制在100mm以内，到达了预先确定的目标。对策实施

为控制倾斜不致于过大而引起筒体偏移，必须加强测量控制和检测，如发现有偏移及时纠正。为此，QC小组中挑选几位年轻的技术员和施工员组成测量小组，测量小组每天对筒体的下沉深度、垂直度和筒体偏移观测三次，上午7:00，下午4:00，晚上12:00各观测一次，对观测数据进行记录，发现垂直度偏差大于80mm、偏移大于20mm时及时纠正。实施效果：实施过程中，筒体最大垂直度为70mm，从而阻止了筒体的过大倾斜。实施五：倾斜过大引起筒体偏移—加强测量控制QC小组活动过程剪影准备抽取沉井枕木

专家对QC小组成员进行现场指导

QC小组活动过程剪影沉井下沉完毕后的全貌效果检查小组成员对沉井下沉完后的质量进行全面检查，沉井混凝土无一条裂缝，合格率达到95%，将活动后质量结果与现状和目标值进行对比，如下图所示： 检查人：江升科何雄斌陈文锋日期：2006.2.9

82%92%95%现状目标活动后效果检查通过开展此次QC小组质量活动，提高了沉井下沉施工质量，加快了沉井下沉施工进度，取得了较好的经济效益和综合价值。1、经济效益：a、因工期大幅度提前，水厂业主因此奖励本工程10万元整；b、节约工程每天的固定本钱共7.56万元；c、通过改进沉井下沉的质量保障措施，节约工程技术措施费共28万元；累计产生经济效益45.56万元。效果检查2、综合价值：a、形成了整套的沉井下沉施工方案，为以后承接类似工程提供了技术保障；b、培养了一批年轻的专业技术人才，壮大了公司的技术力量；c、该工程的顺利施工，得到了业主、监理和设计院的一致好评，为我公司承建长沙二水厂后续工程提供了良好的背景。总结总结

本次活动取得了预期的效果，编写了“大直径筒体沉井下沉施工工法”