[QC]盾构施工管片拼装质量控制[全面]

1、盾构施工管片拼装质量控制一、 工程概况本工区隧道工程含三个区间,分别为：合肥站凤阳路站区间、凤阳路站明光路站区间、明光路站大 东门站区间.合肥站凤阳路站明光路站大 东门站盾构区间隧道由两台盾构机在合肥站南端头井下井后向大 东门站方向掘进,其中,在凤阳路站和明光路站采用过站的 方式过渡.盾构机到达大 东门站后解体吊出.本工区区间左、右线总长度 3268.21米,盾构施工中所用衬砌管片均为通用楔形管片内径5.4米,外径6米,厚度 0.3米,拼装方式均采用错缝拼装.二、 QC小 组简介及活动计划 2.1、QC小 组简介QC小 组成员一览表 表2.1-1小 组名称合肥地铁盾构施工管片拼装质量和控制小

2、组成立日期2014年1月发布人张永翔所在部门中铁四局城轨分公司合肥地铁项目部课题类型攻关型组长占义注册号登记日期2014.1.15成员人数14人QC教育学习情况48小 时活动次数10活动时间2014年1月2014年4月小 组成员姓名性别年龄文化程度 职务及职称小 组职务组内分工占义男37专科项目经理组长组织领导张睿男30本科党工委书记副组长组织领导张永翔男30本科总工程师副组长组织协调姚宇男53大 专副经理副组长组织协调张文星男28本科工程部长组员技术指导于文富男46专科工程部副部长组员技术指导吴双双男27专科技术主管组员方案 设计杨帆男29本科施工队长组员活动实施张松年男27专科施工队长组员

3、活动实施崔南南男27本科试验室主管组员活动实施张斌男24专科技术员组员活动实施周卓男25本科技术员组员活动实施李文欢男24本科技术员组员活动实施董永男24中专技术员组员活动实施2.2、质量小 组活动计划质量小 组活动计划表 表2.2-1项目时间(2014)责任人1.151.252.52.152.253.53.25P课题确定占义、张永翔现状调查张文星、吴双双确定目标张永翔分析原因小 组全体人员要因确认张永翔、吴双双制定对策张永翔、张文星D对策实施杨帆、张松年、张斌、周卓C效果检查崔南南、李文欢A巩固措施吴双双总结和展望张永翔三、选题理由3.1、合肥站凤阳路站区间右线始发以来,因场地限制,合肥站凤

4、阳路站区间右线采用分体转接的 形式始发,转接阶段单环施工时间长,施工不连续,隧道成环质量差,项目部决定成立质量控制小 组,攻克技术难关,提高拼装质量.3.2、本项目技术管理人员多数为见习生、实习生,施工过程中质量控制及经验均有不足之处.本着培养人才、提高个人业务能力的 目的 ,项目部决定成立专题小 组进行学习、培训.3.3、合肥站凤阳路站区间右线始发后,遂即出现了 管片错台及破碎现象,项目部领导班子立即组织召开相关会议,成立管片拼装质量控制小 组,以满足施工要求.四、现状调查合肥站凤阳路站区间右线始发后,在+3环推进时遂即发现管片有错台和破损现象,+50环推进完成后,发现前50环管片错台和破损

5、竟然有10处之多,其中最大 错台达到31米米,如图4-1所示： 图4-1管片错台、破碎五、目标设定5.1、课题目标针对盾构掘进过程中出现的 错台及破碎现象,项目部领导班子在成立质量控制小 组后,立即组织召开专题会议,遂即设定了 管片错台及破碎控制目标,要求在50环内将错台管片合格率提升到96%以上,破碎管片的 合格率达到95%以上,渗漏水的 管片合格率达到95%以上,严格将管片错台控制在每环相邻管片的 高差5米米,纵向每环管片相邻高差6米米以内,如图5.1-1所示. 1005075 25 80%78.3% 77.5%96% 95% 95% 错台管片 目标值 破碎管片 目标值 渗漏水管片 目标值

6、合格现状 合格现状 合格现状图5.1-1管片拼装合格率统计图5.2、目标可行性研究根据管片质量控制小 组的 讨论研究,小 组认为目标可行性如下：六、原因分析质量控制小 组发现管片拼装存在质量问题后,多次组织参与盾构施工的 所有技术人员、盾构司机、作业班组拼装手召开管片拼装质量分析会,邀请盾构施工专家到现场进行技术指导,并邀请公司副总顾剑刚到项目部对管片拼装质量进行原因分析,如图6-1,制订了 相应的 处理措施,并给项目部及作业班组参与施工的 主要人员进行管片拼装质量控制培训. 图6-1 原因分析会6.1、管片拼装错台原因分析盾构姿态较差,盾尾间隙局部过小 ,管片拼装完成后在拖出盾尾时,由于盾尾

7、间隙过小 ,盾尾刷保护块强制将管片向内压缩,导致管片错台.管片选型不合理,导致盾构机推进轴线与管片轴线不一致.管片螺栓未按要求进行复紧,导致管片失圆错台.盾尾本身失圆也可能是导致管片错台的 原因之一.出盾尾后,管片在浮力的 作用下上浮,也会导致管片发生错台.6.2、管片破碎原因分析前环拼装完成后环面不平整,在推进过程中环面与油缸之间容易发生点受力现象,导致管片破碎.盾构机姿态较差,盾尾间隙局部过小 ,管片拼装完成后在拖出盾尾时,由于盾尾间隙过小 ,盾尾刷保护块强制将管片向内压缩,导致管片挤压破裂.管片尺寸及质量存在缺陷,管片尺寸不满足要求,在拼装过程中容易出现喇叭口,造成局部应力集中,导致管片

8、破碎.盾构推进过程中管片选型不合理,致使盾构机推进轴线与管片衬砌环的 轴线间存在一定的 夹角,造成千斤顶撑靴倾斜地作用在管片的 接触面上,造成对管片块体的 损伤.6.3、管片渗漏水原因分析管片拼装时上一环管片防水材料存在掉落现象,未能及时发现,因防水材料脱落而造成管片渗漏水.管片防水材料间存在受力不均匀现象,在推进过程中造成防水材料挤压变形,导致管片渗漏水.同步注浆和二次注浆不饱满,导致管片渗漏水.七、要因确认7.1要因确认表 要因确认一览表 表7.1-1序号原因调查确认调查人调查时间结论备注1跟班技术员经验不足,管片选型不合理2014年1月25日,对已施工完成的 50环管片错台、破碎情况进行

9、分析,其中可能因盾尾间隙过小 而造成管片破碎的 只有2环.吴双双2014/1/25非主要原因2管片拼装手经验不足,拼装技术不能满足规范要求2014年1月26日,对管片拼装手以问答的 形式进行了 考试,拼装手均能按规范要求拼装,且都是从事拼装作业多年的 老师傅,操作经验丰富.张永翔张文星2014/1/26非主要原因3管片结构尺寸存在缺陷2014年1月27日,对破碎的 管片进行观察,发现破碎处的 传力衬垫均被挤压破裂,遂既对管片场生产的 管片进行三环试拼装,发现管片间存在间隙.张文星2014/1/27主要原因4管片脱出盾尾后,管片上浮,造成错台2014年1月28日,对前50环推进的 管片姿态高程和

10、平面进行比对,发现脱出盾尾后的 管片有3040米米不同程度 的 上浮,管片也从在盾尾时无明显错台,变成有812米米的 错台.董永吴双双2014/1/28主要原因5盾尾椭圆度 不满足要求,盾尾失圆2014年1月29日,测量组对盾尾椭圆度 进行测量,测量结果满足规范要求.于文富董永2014/1/29非主要原因6千斤顶衬靴与管片之间存在夹角通过推进过程中对衬靴的 观察,发现衬靴与管片环面间确实存在不平整现象,不平整情况下的 管片破碎率比平整情况下的 高60%.张永翔张文星2014/1/30主要原因7管片螺栓未及时复紧对已完成的 50环管片螺栓进行复紧,发现管片螺栓存在松动现象的 有5环,但这螺栓松动

11、的 5环处并未产生错台和管片破碎现象.吴双双2014/1/31非主要原因7.2、通过上述原因分析,造成管片错台、破碎及渗漏水的 主要原因如下：管片脱出盾尾后,管片上浮,造成错台;管片结构尺寸存在缺陷,导致管片产生裂缝及破碎;盾构机推进油缸的 衬靴与管片环面间的 夹角、不密贴,致使管片错台及破碎.八、制定对策1、对策一对策：在拼装完成的 管片脱出盾尾后,立即采用双液浆对脱出盾尾的 管片进行压注,将脱出盾尾的 管片固定住,防止管片上浮;针对因素：管片脱出盾尾后,管片上浮,造成错台;责任人：张斌、杨轩、周卓、薛晓磊;完成时间：每天当班时间.2、对策二对策：将管片间的 传力衬垫由原来的 一层变为两层,

12、增加面与面间挤压形变量,减少由于点接触而造成的 应力集中现象;针对因素：管片结构尺寸存在缺陷,导致管片产生裂缝及破碎;责任人：吴双双;完成时间：每天当班时间.3、对策三对策：在盾构推进油缸衬靴与管片环面的 夹角、不密贴的 地方,根据衬靴面楔形差值量安装楔形挡板,抵消因油缸衬靴与管片环面之间存在夹角而产生的 分力,保证管片环面受力均匀;针对因素：盾构机推进油缸的 衬靴与管片环面间的 夹角、不密贴,致使管片错台及破碎;责任人：周卓、张斌;完成时间：每天每班当班时间.九、对策实施施工作业班组专业注浆人员在当班技术员的 指引下,及时对脱出盾尾的 管片压注双液浆,防止管片脱出盾尾后产生大 幅度 浮动,如

13、下图9-1所示. 图9-1 压注双液浆固定管片将管片间的 传力衬垫由原来的 一层变为两层,增大 管片间的 挤压形变量,如图9-2所示. 图9-2 传力衬垫粘贴在盾构推进油缸衬靴与管片环面的 夹角、不密贴的 地方,根据衬靴面楔形差值量安装楔形挡板,抵消因油缸衬靴与管片环面之间存在夹角而产生的 分力,保证管片环面受力均匀.十、效果检查针对管片拼装质量存在的 问题,通过研究、分析制定了 三个相应的 措施,并安排相关责任人进行落实,每15天进行一次检查,并与前面的 作比较,统计的 结果如下表10-1、图10-2所示：管片合格率统计表 表10-1 检查时间当期推进环数合格环数合格率备注2014.1.20

14、50环40环80%2014.2.536环30环85%2014.2.2045环41环90%2014.3.550环48环96% 1005075 25 80%85% 96% 90%1月20日 2月5日 2月20日 3月5日 图10-2 管片合格率柱状统计图十一、制定巩固措施在针对主要原因采取的 措施后,质量控制小 组有制定了 一系列巩固措施：1.对进场管片严格进行检查,不符合要求的 管片一律退回.2.严格执行防水材料粘贴技术人员旁站制度 ,杜绝因防水材料粘贴而造成的 质量问题.3.作业班组严格执行管片螺栓三次复紧要求,当班技术员逐环进行检查.十二、总结及下一步打算盾构管片拼装质量控制一直以来都是盾构施工的 共惯性问题,且问题原因层出不穷,同