QC隧道内部管廊结构预制拼装方法创新

ContentsPage目录页概况一.工程概况二.小组简介三.选择课题四.设定目标五.方案选择六.制定对策七.对策实施八.效果检查计划九.巩固标化十.总结打算实施检查总结第一部分工程概况全国10个首批地下综合管廊试点城市：十堰，是一个山地城市，管廊建设总里程53km。管廊隧道作为管廊连网成片运营的关键控制性工程，它是管廊与隧道的一种合成形式，其外部结构为隧道外轮廓，内部结构为管廊各功能舱室。1.1工程背景第一部分工程概况林荫大道管廊隧道全长340m，为单洞隧道，净宽9.88m，净高7.6m。隧道内部结构分为上下两层，上层为逃生、检修、通风区域，下层为三舱型综合管廊，分别为综合舱、电力舱、燃气舱。1.2工程概况QC活动计划时间表2.3小组活动计划制表人：制表时间：2017年6月3日第二部分小组简介活动项目活动时间（2017年6月——2017年12月）6月7月8月9月10月11月12月1530153015301530153015301530P选择课题设定目标方案选择制定对策D对策实施C效果检查A效果巩固活动总结计划进度实际进度第三部分选择课题由于隧道施工占用大部分工期，使的隧道内的管廊施工成为制约管廊连网成片运营的关键节点，工期目标较为严峻。所以业主要求隧道8月31日竣工后，50天（6.8m/天）完成内部340m管廊结构施工，但传统现浇法施工测算需85天（4m/天），严重不满足业主要求。3.1提出问题第三部分选择课题3.2问题查找为了完成业主的目标，急需一种耗时短、成本低、可行性高的管廊结构施工方法，经过多方查找，我们找到了《叠合装配整体式管廊技术》。第三部分选择课题3.3选定课题基于《叠合装配整体式管廊技术》5天时间完成了44.5m管廊结构的成功经验，针对隧道与开阔场地不同的施工环境，我们需要研究出一种适合于隧道内部的预制拼装方法，小组成员一致认为开展《隧道内部管廊结构预制拼装方法创新》QC活动是目前迫切需求。于2017年6月5日召开隧道管廊结构预制施工实施方案讨论会。4.1目标设定第四部分目标设定目标：340m管廊结构工期≤50天（工效≥6.8m/天）。制图人：鲁制图时间：2017年6月11日小组成员对“隧道内部管廊结构预制拼装方法”进行文献及专利查新。查新情况查新项目隧道内部管廊结构预制拼装查新人查新目的验证方案创新性查新时间2017.6.4查新范围1、中国知网；2、维普期刊；3、万方数据查新点与要求查新点：隧道内部管廊结构预制拼装方法，预制结构组成形式。要求：能在隧道内部操作方便，且快速组织流水施工，满足目标要求。查新结论结论：未见国内有在隧道内部预制拼装施工的相关文献，但其它预制类文献较多，技术可行性有参考依据。第四部分目标设定4.2可行性分析第四部分目标设定技术支持：项目至开工以来就已建立预制厂，预制厂在预制构件生产、拼装过程中有着丰富的施工及技术经验，目前明挖区段施工的预制拼装管廊达到10m/天。预制厂天马大道预制管廊拼装4.2可行性分析第四部分目标设定人力支持：本次QC活动立意获得公司、设计院及预制厂高度关注，加之近几年PC构件发展及创新意识的增长及研究人员较多，设计院特委派3名设计师作为外援全程开展本次活动。政府支持：十堰作为全国首批10个管廊试点城市，政府重视程度高，且试点城市需国家住建部及财政部验收，工期节点目标要求较严，因此市建委特成立监管服务小组，全力支持管廊建设，协调问题，参与方案讨论。4.2可行性分析第五部分方案选择5.1提出方案全体组员围绕课题运用“头脑风暴法”进行了讨论，提出了2种类型，共4个方案，并将分析结果用亲和图整理如下：制图人：制图时间：2017年6月15日《隧道内部管廊结构预制拼装方法创新》拆分预制拼装叠合装配整体式墙板分离预制拼装整体预制拼装三舱整体预制单舱预制拼装第五部分方案选择5.2方案简述及分析制表人：制表时间：2017年6月17日方案名称方案一：三舱整体预制方案简述①三舱型管廊结构在工厂整体预制，②运送至现场进行拼装，③接口处理。技术可行性预制工艺比较成熟，但是受隧道内净空影响，拼装操作难度较大。创新点制作一种大型专用行走台车（载重80t），用于管廊在隧道内部运输及拼装。综合评价工期计算：（管廊2m/节，工效2节/天）340m÷（2*2）=85天本方案预制比较成熟，但需制作大型专用设备进行拼装，费用较高，工期较长，不满足目标要求。方案名称方案二：单舱预制拼装方案简述①将三舱型管廊结构在工厂分舱预制，②运送至现场进行组合拼装，③接口处理。技术可行性预制工艺比较成熟，组合拼装时最后单舱嵌入较困难。创新点改造一种大型专用行走台车（载重30t），用于管廊在隧道内部运输及拼装。综合评价工期计算：（管廊2m/节，工效3节/天）340m÷（2*3）=65天本方案预制比较成熟，但需改造大型专用设备进行拼装，费用较高，工期较长，不满足目标要求。第五部分方案选择5.2方案简述及分析制表人：制表时间：2017年6月17日方案名称方案三：叠合装配整体式方案简述①将管廊墙板结构分离，在工厂预制成叠合板形式，②运送至现场进行组合拼装，③部分钢筋绑扎，④混凝土浇筑及养护。技术可行性《叠合装配整体式管廊技术》已有成熟技术经验，且通过相应论证。创新点隧道拱顶安装行走滑轮（载重15t），用于吊装墙板。综合评价工期计算：（管廊3m/节，工效2节/天，含混凝土浇筑时间）340m÷（3*2）=65天本方案预制比较成熟，混凝土浇筑占时较长，不满足目标要求。第五部分方案选择5.2方案简述及分析制表人：制表时间：2017年6月17日第五部分方案选择方案名称方案四：墙板分离预制拼装方案简述①将管廊墙、板结构分离，在工厂预制成板，②运送至现场进行组合拼装，③接口处理。技术可行行预制工艺比较成熟，拼装操作难度不大。创新点优化结构形式，采用快捷方式固定各接口，使用小型随车吊拼装。综合评价工期计算：（管廊2m/节，工效3.5节/天）340m÷（2*3.5）=48.6天本方案预制比较成熟，构件较轻，仅需中、小型设备拼装，适用于隧道内部施工，容易完成目标。5.2方案简述及分析制表人：制表时间：2017年6月17日采用第五部分方案选择5.3方案细化制图人：制图时间：2017年6月19日成功选择方案后，小组成员针对“墙板分离预制拼装”中的结构优化、固定方式、拼装接口三个关键工序进一步细化处理。墙板分离预制拼装1、结构优化管廊结构上部墙板分离管廊结构全部墙板分离2、固定方式墙与底板灌浆套筒现浇接头墙与顶板托架+牛腿现浇+碗扣架3、拼装接口预留槽口现浇承插口+张拉方案比选系统图第五部分方案选择5.4方案细化一：结构优化制表人：邓亮制表时间：2017年6月22日方案名称管廊结构上部墙板分离管廊结构全部墙板分离图示简介①管廊底板与隧道二衬同步现浇，②隧道二衬替代管廊侧墙，③将中墙及顶板划分为5片进行预制、拼装，④构件宽度2m。①管廊底板、顶板及墙划分为8片进行预制拼装，②管廊两侧墙采用现浇，④构件宽度2m。施工效率拼装数量少，每天约4环（8m/天）拼装数量多，每天约3.5环（7m/天）结论选择管廊结构上部墙板分离：结构简单、划分数量少，且易于操作，拼装时效可达8m/天。采用第五部分方案选择5.4方案细化二：固定方式（墙与底板）方案名称灌浆套筒接头现浇图示简介①管廊底板预留钢筋，中墙构件预埋专用灌浆套筒，②中墙拼装时灌浆套筒插入预留钢筋，③套筒灌浆。①管廊墙与底板处预留钢筋，②接口现浇。施工效率墙板构件拼装完成后，可后期分段集中进行灌浆，效率较高，不影响拼装效率。墙构件拼装完成后，需浇筑混凝土固结后才能拼装板构件，效率较低，影响拼装效率。结论选择灌浆套筒：可后期分段集中进行灌浆，效率较高，不影响拼装效率。制表人：邓亮制表时间：2017年6月22日采用第五部分方案选择5.4方案细化二：固定方式（墙与顶板）方案名称托架+牛腿现浇+碗扣架图示简介①钢板制作成L型，用螺栓固定于墙构件顶部，②隧道二衬结构施工时现浇钢筋混凝土牛腿支座，③板构件以此为支座并在跨中安装支撑。①搭设碗口架用于支撑板构件，②接头采用现浇形式。施工效率牛腿施工可先行施工，托架及支撑安装较简单，效率较高，基本不占用拼装时间。碗口架搭设材料多，操作费时，效率较低，会不占用拼装时间。结论选择托架+牛腿：牛腿施工可先行施工，托架安装较简单，效率较高，基本不占用拼装时间。制表人：邓亮制表时间：2017年6月22日采用第五部分方案选择5.4方案细化三：拼装接口方案名称承插口+张拉预留槽口现浇图示简介①管廊墙、板构件做成承插口形式，并预留管道及张拉槽，②构件锁紧张拉。①墙构件采用镀锌钢板连接，板构件放置于托架上，②槽口处现浇微膨胀混凝土。施工效率拼装完成后需进行张拉才能进行下一环拼装，效率较低，占用拼装时间。构件固定简单，拼装完成后无需处理就可以进行下一环拼装，效率较高，不占用拼装时间。结论选择预留槽口现浇：拼装完成后无需处理就可以进行下一环拼装，效率较高，不占用拼装时间。制表人：邓亮制表时间：2017年6月22日采用第五部分方案选择5.5最佳方案确定方案细化比选完成后根据选定的子方案绘制系统图，并确定该技术方案的工艺流程图。具体如下：最佳方案系统图制图人：邓亮制图时间：2017年6月25日墙板分片预制安装1、结构优化管廊结构上部墙板分离2、固定方式墙与底板灌浆套筒墙与顶板托架+牛腿3、拼装接口预留槽口现浇最佳方案工艺流程图制图人：祁杰制图时间：2017年6月27日牛腿及底板插筋预留

墙板预制

墙拼装

支撑固定及拖架安装

接口处理标高及轴线控制

下一环质量验收

不合格不合格垂直度控制

不合格墙板分离预制拼装方案

专家论证

意见开始实施资源准备循环拼装板拼装

拼装前拼装时5.5最佳方案确定第五部分方案选择第六部分制定对策序号项目对策

what目标

why措施

how地点

where时间

when责任人

who1专家论证完善方案及组织专家论证2017年7月20日完成1、联合设计院进行结构优化及验算2、编制详细的施工方案并组织专家论证办公室会议室2017年7月15日曾小勇祁杰2牛腿及底板插筋预留隧道二衬与牛腿及底板插筋同时施工2017年8月30日完成1、隧道二衬预留牛腿钢筋，二衬一定长度后进行牛腿施工2、隧道底板施工时预留灌浆套筒插筋施工现场2017年7月20日邓亮周波李锐3循环拼装形成流水作业≥4环/天1、明确拼装顺序2、墙拼装采用吊梁及斜支撑固定3、板拼装采用托架及竖撑固定施工现场2017年9月1日

鲁龙鎏4接口处理批量处理施工不影响拼装时间1、墙板循环拼装达到一定长度后集中处理2、墙、板接口采用微膨胀砼浇筑3、底板灌浆套筒采用高强灌浆料进行压力注浆施工现场2017年9月7日

鲁制表人：祁杰制表时间：2017年7月10日采用“5W1H”的方法针对关键工序制定相应对策对策实施表第七部分对策实施实施一：完善方案及组织专家论证1、联合设计院进行结构优化及验算小组成员联合设计院对结构及支撑体系进行验算，并将验算计算书加入方案内。结构及支撑体系验算书第七部分对策实施2、编制详细的施工方案并组织专家论证小组成员针对“墙板分离预制拼装”方案进行优化调整及细化完善，最终编制出适合隧道内施工的拼装方法，并在预制厂内进行试拼装。于2017年7月17日组织相关专家进行《隧道预制管廊施工方案》论证会。预制厂试拼装专家论证会第七部分对策实施实施一：效果验证通过技术验算及在预制厂内试拼装，专家一致认为《隧道预制管廊施工方案》可行，能满足相关要求，通过论证，达到对策目标。专家论证稿第七部分对策实施1、隧道二衬预留牛腿钢筋，二衬一定长度后进行牛腿施工

在隧道二衬施工时，在牛腿位置预埋折向钢筋，安装挤塑板。二衬施工一定长度后后揭除挤塑板，凿除预埋钢筋周围混凝土，将钢筋调直，安装牛腿定型钢模后浇筑混凝土。牛腿成型图牛腿示意图牛腿施工图实施二：隧道二衬与牛腿及底板插筋同时施工定型钢模第七部分对策实施2、隧道底板施工时预留灌浆套筒插筋

预埋钢筋加工成“L型”构造，安装时在预埋钢筋顶部嵌套定型钢板以确保钢筋精准定位，底板混凝土浇筑时保护好预埋钢筋。插筋示意图插筋预埋定位定型钢板第七部分对策实施实施二：效果验证牛腿及底板插筋施工均在隧道二衬结构施工时同时进行，于2017年8月30全部完成，并进行隧道验收，满足要求，达到对策目标。林荫大道隧道结构验收会牛腿及底板插筋成型图牛腿灌浆套筒插筋第七部分对策实施实施三：形成流水作业1、明确拼装顺序①底板竖向钢筋预及预埋牛腿施工混凝土浇筑②预制墙构件拼装，安装角码及顶托③两边边跨板安装④中跨板安装⑤接口处理根据最佳方案及流程图，小组对拼装顺序进行优化及编制标准化操作手册，并对每个步骤明确了时间要求，于2017年9月1日开始拼装。墙构件吊装斜撑固定托架安装第七部分对策实施①墙构件采用随车吊进行拼装，在墙上部预留洞内安装吊绳，将底部灌浆套筒与竖向预埋筋分别对应。②在墙体中上部预埋孔洞内安装斜对撑。③吊绳取下后为在该位置双侧安装托架，托架采用螺栓固定，用于临时放置板构件。2、墙拼装采用吊梁及斜支撑固定托架斜支撑灌浆套筒插入钢筋第七部分对策实施①板构件采用随车吊进行拼装，在板的上表面预留的拼装环固定吊绳。②边跨板的一侧放置在牛腿上，另一侧放置在托架上，并在设置竖向支撑。③中跨板两端均放置在托架上，并设置竖向支撑。3、板拼装采用托架及竖撑固定板构件定位板构件支撑托架牛腿斜支撑竖撑板构件吊装吊装孔第七部分对策实施实施三：效果验证小组成员于2017年9月16日至29日对现场为期半个月的拼装情况进行统计，每天拼装4~5环，平均4.5环（9m），满足施工要求，达到对策目标。日期拼装量日期拼装量上午下午上午下午2017.9.162环4m2环4m2017.9.232环4m2环4m2017.9.172环4m3环6m2017.9.242环4m3环6m2017.9.182环4m2环4m2017.9.252环4m2环4m2017.9.193环6m2环4m2017.9.263环6m2环4m2017.9.202环4m2环4m2017.9.272环4m2环4m2017.9.212环4m3环6m2017.9.282环4m3环6m2017.9.223环6m2环4m2017.9.293环6m2环4m管廊拼装每日完成情况统计表制表人：制表时间：2017年9月20日第七部分对策实施实施四：接口处理1、墙板循环拼装达到一定长度后集中处理于2017年9月7日开始，对1日至7日一个星期，拼装的56m接口进行集中处理，混凝土浇筑从隧道另一头进入，混凝土采用小斗车推。接口钢筋绑扎接口混凝土养护板构件隧道二衬第七部分对策实施2、

墙、板接口采用微膨胀砼浇筑墙、板接口之间，采用发泡填缝板及聚硫密封膏填缝，并用镀锌钢板进行连接加固，灌注微膨胀混凝土。接口示意图接口填缝施工墙构件镀锌钢板聚硫密封膏第七部分对策实施灌浆自下而上进行，待上部空气排尽且浆液从出浆孔溢出后用橡胶塞封堵出浆孔，停止灌浆并封堵灌浆孔。3、底板灌浆套筒采用高强灌浆料进行压力注浆灌浆套筒示意图注浆施工灌浆套筒注浆底板第七部分对策实施实施四：效果验证接口处理过程不影响拼装时间，不占管廊拼装工期，满足要求，达到对策目标。拼装完成后的管廊顶板隧道内部管廊结构完成效果第八部分效果检查42天完成管廊结构，完成目标！2017年10月15日完成林荫大道隧道内340m管廊结构所有土建施工任务，历时42天，综合工效8.1m/天，完成目标。8.1目标完成情况制图人：鲁制图时间：2017年10月16日第八部分效果检查8.2安全及文明施工预制构件工厂化生产综合管廊预制拼装施工管廊墙、板预制构件在工厂化流水线上进行加工生产，然后在施工现场拼装，施工人员少、施工机械设备种类少，隧道内部作业面更开阔，安全风险减小，同时大大降低了施工噪音、扬尘、建筑垃圾等等，达到了绿色文明施工要求。噪音及扬尘检测公示第八部分效果检查8.3质量情况检查结果：所有进场构件均未出现破损；实测接口混凝土强度均满足要求；注浆均有从顶部孔洞冒出注浆液，注浆均饱满；墙垂直度、板拼缝平整度均小于5mm，符合设计要求。质量检查表第八部分效果检查8.4经济效益序号项目预制拼装传统现浇单价或工程量对比分析1工期工期42天工期85天/节约工期43天2劳动力23人56人220元/天累计节约31.2万元3材料1141.12元/m31403.95元/m31903m³累计节约50.2万元4质量流水线上加工生产，质量易控制涨模、蜂窝麻面等常见质量通病/后期修补费用1万元合计31.2（人工费）+50.2（材料费）+1（修补）=82.4万元