提高钻爆质量-控制隧道超欠挖QC成果

大连地铁一期工程204标提高钻爆质量，控制隧道超欠挖一、工概况大连地铁一期工南关岭镇站～关岭站区间右起讫里程为：DK39+433.801～DK40+945.599全长1511.798线米。其中204段施工范围为DK40+093.801-DK40+945.599全长851.798单线米为双线隧道。场区地为剥蚀低丘陵整体上看中间、两边高，地高程为9.19～24.64，起伏较。隧道围岩以Ⅳ级为，总体工程地条件较差，隧岩体为风化石灰岩，节理裂隙发育，产状近平，局部有溶痕迹，地质情复杂。隧道开挖洞6.51米，宽度6.3米。级围岩段隧道挖采用台阶法开挖，拱部围设置Φ22砂浆杆，L=3.0m@3.0×1.5m（环向×纵向筋网Φ6.5@150×150mm；初支护采用厚300mmC25素混凝土喷射支护，衬衬砌采用C30P10商品混凝土，厚均为300mmm，隧底填充用C20素混凝。二、小状况大连地铁一期工程项目部于2010年11月1日成立了提高钻爆质量、控制隧道欠挖QC小组于2010年11月10日登记册，小组成员共计11人平均年龄30岁平均接受QC育时间为95.3小时，详见QC组成员统计表第1页共14页表1

大连地铁一期工程204标QC小组基本情一览表小组名称提高钻爆质量，控制隧道超欠挖QC小组注册时间2010年11月10日活动时间2010.11.29—2011.6.15小组类型现场攻关型小组人数11序号姓名年龄学历职务组内职务组内分工接受QC教育时间1李旭东36本科项目经理组长全面组织负责120h2周志顺36本科总工程师副刘铁刚组长技术负责120h3刘嘉29本科工程部长副组长技术指导120h4刘文进30专科测量队长组员测量工作90h5燕辉23专科技术员组员现场技术交底90h6刘战国24专科技术员组员现场技术90h7刘铁刚25本科助工组员现场技术90h8于树桐26本科质检员组员现场质量检查90h9林学清36高中工班长组员工班管理76h10孟克男30中专风枪手组员钻孔作业76h11孙福32高中爆破工组员爆破作业76h圆饼图制表人：燕辉制表时间：2010-12-1第2页共14页必须提必须提钻爆质量严格控隧道超欠大连地铁一期工程204标三、选理由该隧道围岩为水平岩层，超欠挖无法避免，拱部掉块及平顶现象时有发生

保护围岩是隧道施工最重要的原则，其重要标志就是控制隧道的超欠挖超欠挖给以后防排水工程的施工带来困难，增加渗漏隐患

超挖加大了出碴和护混凝土的工程量增加建设费用；欠则要清除，从而造人工、工期和材料超额消耗，致使工成本增加第3页共14页

隧道的钻爆质量直接关系到隧道开挖后围岩的稳定性22大连地铁一期工程204标四、现调查南南区间隧道进口级围岩洞身台法开挖，采用合作业台架，人工手持风钻钻眼周边眼采用Φ42小直径卷，间隔不耦装药，电毫秒雷管起爆，面控制爆破，循环进尺0.751.5m。2010年11月29日，对DK40+937.75~DK40+940段3个开挖循环开挖断面进行断面测量（位置为每循环爆破后底位置断面过对实测数据采集整理，获超欠挖参数，点布置及开挖均轮廓线见图1。对光爆效果析得出最大超52cm，超挖面2.49m，平均线性超挖16cm，炮痕迹保存率76%。挖轮廓壁面凸不平，掌子面整度较差。图1

南南区间隧道开挖面图一小组成员通过施工场调查、记录12月1日召开质量分析会，第4页共14页大连地铁一期工程204标对影响钻爆质量的合格点进行了计，如下表：表2

不合格点调表项目检查点数不合格频数累计频数频率（%）累计频率（%）爆破技术25151545.445.4钻孔精度25122736.481.8测量放线252296.187.9地质条件变化253329.197其他251333.0100合计12533注：①频率=频数÷计频数×100%=频数33×100%②合格率=（检测数W－频数N）÷检测目×100%=（125－33）÷125×100%=73.6%制表人：于树桐日期：2010年121根据“不合格点调表”绘制“质因素排列图频数

频率33

97%

100%87.9%1512

爆破技术

81.8%45.4%钻孔精度地质条件变化321

测量放线

其他图2

质量因素排列图第5页共14页大连地铁一期工程204标五、活目标及可性分析（一）活动目标采用光面爆破，控制开挖轮廓，平均超挖值制到8cm以内，降低工程成本。掌子面平整，开挖轮廓壁面平顺。炮眼痕迹存率达到90%以上，并在开挖轮廓面上匀分布。确定标准作业时间，提高工作效率，缩短钻时间。培养出一批技术骨干，总结出一套标准化的工技术方法和工艺标准。（二）可行性分析论证一论证二论证三

指挥部及项目部领导对本课题非常重视，并给予大力支持。技术管理人员勤奋好学，专业化水平高，善总结，具有较强的责任心和良好的团队精神施工人员具有较强的学习能力和实际操作能力，具有类似条件施工经验。第6页共14页隧道超欠挖严隧道超欠挖严重大连地铁一期工程204标六、原分析对上几次循环的钻效果经讨论分，从质量因素列图可以看出，影响钻爆质量主要因素是钻精度、爆破技。主要问题找出来后认真分析导致量问题的原因从中找出质量问题与质量特性间的相互关系2010年12月3日我QC小组在项目部会议室召开全体成员会议小组成员集思益，针对存在问题进行了认真分讨论并进一步证，确定了导钻爆质量差、成隧道超欠挖严重许多原因，详图3。人员

机具工人对工艺理解不透熟练程度差

拱部周边眼上爬破坏布眼效果

钻孔台架设置不合理钻孔技术差宁超勿欠的传统观念

现场人员质量意识差责任心不够强

钻孔精度降低风枪出故障体积不偶合装药装药集中度过大

洞内照明差炮眼未堵塞炮泥

机械设备干扰大爆破网络连接不规范

拱部掉块平顶水平岩层节理发育方法

环境第7页共14页方法方法大连地铁一期工程204标图3

因果分析图七、要确认从因果分析图上众的因素的仔细析比对，小组员确定出五个要因，要因验证表3：表3

要因验证表序号影响因素要因确认是否要因1人员工人对工艺理解不透,熟练程度差工人具备一定理论知识和施工经验，但是对光面爆破的工艺还是不能很好地理解与掌握，相关的工法不能很好地应用，熟练程度较差。否2人员宁超勿欠的传统观念影响工人还不能树立良好的质量意识，为了避免欠挖处理困难，故操作时有意识的加大钻眼外插角。是3人员现场人员质量意识差，责任心不够强现场质量监控制度虽建立但末具体化，现场人员责任划分不明确，没有签订责任状，遇事人人相互推诿，分不清责任人，致使现场控制不严格；没有制订奖罚制度，能动性较差。是4机具风枪出故障风枪手不能及时对施工中出现的机械故障问题进行处理，造成机械震动过大，钻孔精度降低。否5机具钻孔台架设置不合理钻孔台阶平台设置不合理，尤其是顶层平台预留空间过大，使钻孔操作困难，周边眼炮眼尤其是拱部位置炮眼外插角难以控制。是6体积不耦合装药不耦合系数较大情况下，容易因沟槽效应引起熄炮现象。否7装药集中度过大施工人员误认为加大药量可以提高炮眼利用率，能得到较好的爆破效果，施工中因装药集中度过大造成光爆壁面的破坏，也加大了对围岩的扰动，产生超挖。是8爆破网络连接不规范光面爆破周边炮眼应使用同段雷管，同时起爆，而在实际工作中，因为施工人员的失误，检查不仔细，产生了爆破网络连接不规范，使爆破未能按设计的起爆或拒爆，导致欠挖较大。否9炮眼未堵塞炮泥炮眼未堵塞将降低炸药的有效作用，造成欠挖，为此施工人员误认为药量小，从而加大药量造成岩体的破坏。是10环境洞内照明差测量放样人员进入隧道洞内测量画线，前后视照准困难导致误差或错误，致使掌子面偏移，隧道外轮廓偏离，从而产生超欠挖。否第8页共14页大连地铁一期工程204标11水平岩层节理发育受地质条件的影响，水平岩层因层间粘结力差，节理发育，存在拱部掉块及平顶现象，开挖轮廓成形差。否制表人：刘铁刚制表时间：2010-12-03八、制对策表4

质量控制对表序号影响因素对策措施目标负责人时间1工人对工艺理解不透,熟练程度差施工前召开工程技术交底会，对所有的隧道开挖人员加强技术业务方面的培训与教育。使工人熟悉施工工艺和工法，提高工作效率和质量燕辉12月3日2宁超勿欠的传统观念影响改变观念，学习铁路隧道施工规范（TB10204-2002）6.22条，学习外插角θ、开口位置e和钻孔深度L，超欠挖度h的关系。工人树立牢固的质量意识，熟悉各个控制要点，提高钻孔精度刘战国12月4日3现场人员质量意识差，责任心不够强加强现场施工组织管理，与现场所有人员签定劳动责任状，明确各自的责任和义务，加强现场的督导控制，建立健全细化现场质量监控制度。做到“事事有人管，事事专人管事责任明确，现场得到有效控制于树桐12月4日4手持风动凿岩机出故障经常检修凿岩机，在老风枪手的带领下加强对新手的培训教育、提高其业务水平。凿岩机运转正常，不影响钻孔质量孟克男全程5钻孔台架设置不合理顶层平台上设置一简易台架，调整顶层预留工作空间。减小拱部周边炮眼外插角林学清12月5日6体积不耦合装药当不耦合系数较大时，绑扎一根导爆索。避免因熄炮造成的欠挖现象孙福全程7装药集中度过大间隔均匀装药，适当调整周边眼装药量，加密炮眼，根据岩体情况隔孔装药。减少对光面爆破避免的破坏，使炮眼均匀布置，轮廓避免平顺刘铁刚全程8爆破网络连接不规范装药前首先根据不同炮眼分好不同段位的雷管，装药过程中仔细检查。确保光面爆破按照设计的次序起爆刘铁刚全程9炮眼未堵塞炮泥专人负责加工炮泥，孔口堵炮泥，保证炮眼的堵塞质量。提高炸药的利用率，减少单孔装药量。于树桐全程10洞内照明差隧道洞内增加照明，改善施工环境，在测量放线的过程中，减少机械设备对其的影响隧道洞内测量画线，隧道外轮廓画线准确林学清全程第9页共14页大连地铁一期工程204标11水平岩层节理发育加强地质预测，适当缩小周边眼间距，减少线装药密度，或局部内移炮眼、局部空孔不装药、加密炮眼减少爆破对围岩的扰动，避免拱部产生掉块及平顶现象刘战国全程制表：刘铁刚制表时间：2010年12月3日九、对实施【实施一消除工人宁超勿的观念，提高孔技术水平召开质量技术会议对所有施工人进行技术业务方面的培，学习铁路隧施工规范负责人：刘战国

（TB10204-2002）6.22条对洞身开挖要求，学习外插角θ开口位置e和孔深度L超欠挖高度h的关系改变工人宁超欠的传统观念，努力提高司人员的操作水和责任心。2010年12月4已完成

全程监督落【实施二强化施工建立完善、系统的量保证体系。立质量责任制，实行质奖惩制度，并预先制订的各项作业方法和业质量标准为则，经常负责人：于树桐

检查各项作业质量建立及时准确信息反馈系统，保证超欠挖信息及时反馈现场施工人员，以便及时调施工方法和施步骤，将超欠挖值控制2010年12月4已完成

全程监督落实大连地铁一期工程204标【实施三对作业台架进行修开挖台车顶层平台设置一简易台，可负责人：林学清

根据台车高度及就位置调整顶层留工作空间大小，确保拱部孔作业的施工量。2010年12月5已完成【实施四】药集中度过大题间隔均匀装药，根上一开挖循环爆壁负责人：刘铁刚

面的破坏程度，适调整周边眼装量，加密炮眼，根据岩体情隔孔装药。全过程监控【实施五】眼未堵塞炮泥题专人负责加工炮泥孔口堵炮泥。药完负责人：于树桐

成后，现场质检员所有炮眼进行查，保证炮眼的堵塞质量。第11页共14页

全过程监控22大连地铁一期工程204标十、效检查（一场实测验证在后续进行的隧道爆施工中，小成员认真落实项对策，对照设计和施工规范工，进行了2PDCA循环。201012月15日，小组组织对DK40+910～DK40+912.25隧道开挖断面进行量检查，对PDCA效果进了认真检测。查结果见表5：表5

检查结果汇表项目检查点数不合格频数累计频数频率（%）累计频率（%）爆破技术257746.746.7钻孔精度2551233.380测量放线25012080地质条件变化2521413.393.3其他251156.7100合计12515注：①频率=频数÷计频数×100%=频数33×100%②合格率=（检测数W－频数N）÷检测目×100%=（125－15）÷125×100%=88%制表人：于树桐日期：2010年12月15断面实测显示钻爆量明显提高，眼痕迹保存率到90%以上，最大超挖15cm，超挖积0.93m，平均线性超挖6cm，开轮廓壁面平顺，掌子面平整（二过QC小组活动和PDCA循环，积累了很多施工管理经第12页共14页33大连地铁一期工程204标验和施工方法，培了一批施工技人才和专业队。（三人熟练程度加强，钻时间明显缩短节省了钻爆工的时间，循环时间短2小时。平超挖值控制到6cm每延米超挖方量较活动前减少1.56m，创造了较好的经济效，见表6。表6

每一开挖循环成本约一览表项目计算过程人工费4.2元/h/人×2h×40人=336元机械台班费0.25台班×4707元/台班1177元电费1.10元/度×2h×300度h=660元材料费1.56m3/m×0.75m×350元/m3=410元合计2583元备注：每循环进尺按0.75m计。制表：刘嘉制表时间：2010-12-16（四过