[QC]提高隧道施工中仰拱施工效率 [详细]

1、中铁二十一局集团大连铁路枢纽改造工程 SN2标段项目经理部二分部,开展QC活动,提高隧道施工中仰拱施工效率,前言,隧道施工中仰拱及仰拱填充需分层浇筑，故在施工中，需先浇筑仰拱，由于隧道整体衬砌几何形状的原因，隧底仰拱呈圆弧形，两侧边墙呈高边坡弧型，且两侧边墙与隧底仰拱需一次成型，在实际施工仰拱及边墙模板安装困难，混凝土浇筑耗时长，因此效率低且施工质量难于保证，施工中投入较大的人力物力，对工程的整体工期有较大的影响。,一、工程简介 1、工程概况 新建广宁寺隧道位于大连市保税区境内，隧道通过低山及剥蚀丘陵区，地貌 形态较复杂，沿线所 经过之处山峦叠嶂， 沟谷纵横，地形起伏 较大，部分丘前缓坡 及丘

2、间沟谷中被第四 系地层覆盖，地势总 体呈北高南低，微向 海岸倾斜。,二、小组概况,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年11月19日,三、小组成员,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年05月17日,四、选题理由,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年06月11日,业主目标工期要求,仰拱施工效率低，速度慢，循环周期长,选定课题,我项目部共有2座隧道，计划铺架工期为2015年5月，在此之前完成所有线下工程。,问题的症结,优化仰拱施工，控制施工质量， 提高仰拱施工效率,仰拱施工效率是关键，较高的仰拱施工效率可以保障后续施工工序的跟进，缩短工期。,边墙较高，施工缝难以达到设计

3、要求，仰拱及填充分层施工困难，施工效率低。,隧道由中铁二十一局第一工程有限公司修建，全长1165m，洞身最大埋深约23m，最小埋深一般约515m。设计纵向施工缝留置在水沟电缆槽盖板以上10cm处，且仰拱及仰拱填充需分层浇筑，故在施工中，需先浇筑仰拱，应业主丹大公司工期及质量要求，对隧道展开QC活动，目的提高仰拱施工效率。,相关资料：,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年06月11日,五、现状调查 根据丹大铁路公司要求“衬砌作业宜采用先修仰拱，后修边墙和拱圈的由下而上的修筑方法”。且仰拱一次成型至设计纵向施工缝位置，避免人为产生过多的纵向施工缝及与设计位置不符的情况，,预期目标,绘图：

4、陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年06月11日,纵向施工缝距仰拱底面落差达2.9米，在两侧形成较高且陡的边墙，其混凝土施工困难。,初期支护,防水层,二次衬砌净空,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,在以往的隧道施工中诸多采用此法，未能完全达到设计要求。,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年10月15日,新建广宁寺隧道自2013年6月进入正常施工生产状态以来，以其7月、8月采用普通仰拱模板进行的仰拱施工数据。,六、目标确定,时间缩短13小时,人员投入减少6人,并满足丹大公司对工程质量要求，保障主体结构的耐久使用性。,在丹大公司总工期的要求下，我小组决定对每

5、循环仰拱模板的安装与混凝土施工的总时间进行提升，并将目标值确定如下。,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,七、目标论证,遵照设计图纸，结合以往施工经验及隧道仰拱施工特点，主要是控制仰拱混凝土施工，特点集中在模板支架上，通过优化仰拱及边墙模板，可以达到预期目标。,未采用整体式仰拱模板进行的施工，在实际中需要投入较多的人力及时间进行模板安装，其整体稳定性差，两侧较高的边墙施工困难，往往造成其纵向施工缝不能与设计相符。,八、原因分析 结合以往隧道施工特点，小组内部讨论分析仰拱施工存在的问题集思广益，找出问题逐个剖析。小组共找出8个末端因素，并逐一进行确认,衬砌几何尺寸难以保障

6、,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认1 人工配备不合理,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认2 技术交底不彻底,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认3 施工机械较为简单,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认4 模板材料配备不合理,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认5 施工作业面狭小，人员操作困难,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认6 仰拱模板固定周期长,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认7 混

7、凝土施工困难，浇筑时间长,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,确认8 仰拱几何尺寸难以保证及混凝土振捣不充分,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月11日,通过对以上6条末端因素逐条分析确认， 最后确认出3个要因： 1、仰拱模板固定周期长 2、仰拱混凝土浇筑时间长 3、仰拱几何尺寸难以保证及混凝土振捣不充分,九、找出主因 仰拱施工时无法承受来自混凝土的压力，不能展开较大段落的仰拱施工，混凝土施工困难，振捣密实难；分析原因，其主要是受隧道衬砌几何形状影响，边墙模板及仰拱模板无稳定支点，造成模板无法承受来自混凝土施工时的自重压力，施工时易发生跑模或爆模现象，施

8、工进展缓慢；若采用小段落施工，则造成施工缝增多，且耽误时间，与现在常用的912m衬砌台车无法在环向施工缝上相对应。,十、制定对策,结合小组分析主因，一致认为通过加强仰拱曲模自身稳定性，固定底部浮型模板及边墙弧形模板，采用固定支架，使之能抵抗混凝土自身压力，从而解决仰拱混凝土与填充混凝土分层浇筑，纵向施工缝与设计相符，增大仰拱施工循环长度，避免造成过多施工缝的存在等问题。,对策表一,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年10月10日,对策表二,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年10月10日,对策表三,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年10月10日,十一、对策实施,

9、仰拱及边墙模板采用厂家定型钢模板，其几何尺寸与衬砌轮廓相符，小组内通过CAD对隧道轮廓进行构图，结合现场及以往施工经验，加工仰拱边墙模板支架，固定边墙弧形和仰拱浮型模板，固定支架采用型钢加工制作，此支架即提升了模板的自重，使之承受来自混凝土施工时的压力，又能给模板提供更多的加固点，大大提升了模板的稳定性。,整体式模板左视图,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月15日,整体式模板左视图（局部放大）,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月15日,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年07月15日,自行设计加工的矮边墙模板,边墙模板,仰工模板,十二、效果检查,广

10、宁寺隧道，其设计纵向施工缝位于填充层上126.8cm处，该纵向施工缝距仰拱底面高度达290.7cm，在满足设计纵向施工缝位置及仰拱、填充层混凝土分次施工的要求下，加工出该模板，仰拱一次施工循环12米。 随后对新建广宁寺隧道9月、10月隧道仰拱混凝土施工生产情况作分析。,安装就位的矮边墙模板,模板尺寸符合设计，满足纵向施工缝及仰拱与填充混凝土分层施工要求。,仰拱及边墙混凝土正在施工,仰拱混凝土施工完毕,仰拱与填充层分界线清晰可见，满足设计要求。,浇筑完毕的矮边墙,分层浇筑完毕后的仰拱与填充层,经实际施工验证：经过此方法加工后的模板可以一次进行仰拱施工循环达12米，极大地减少了施工频率，提高了施工

11、效率，又满足了设计要求。其自身重量达6吨，且可以同时固定边墙弧形模板及仰拱浮型模板，其稳定的支架在施工时又提供了更多方便的加固点，以防止在施工时发生跑模情况。,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年11月15日,广宁寺隧道9月、10月采用整体式模板进行仰拱施工技术数据,加工此钢模板消耗钢材（成本）,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年11月15日,十三、经济效益,完成产值情况对比（一个月）,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年11月15日,完成产值情况对比,本月产值相差26.4万元,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年11月15日,2013年9月10日10

12、月26日，运用QC小组的新方案、改进操作工序以及使用新工具后，施工作业队共完成了144米仰拱施工任务。经统计实际目标值在时间上比预期值减少3个小时，总时间缩短16小时，在人员投入上共减少6人。,减少8人,节省16小时,绘图：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年11月15日,1、加工此套整体式仰拱模板支架投入： a、人员：5人 b、时间：7-10天 c、钢材总计：4.88万元 d、零星小料计：200元 e、按每人工每天工费180元计，此套模板成本投入约5.8万元 2、以广宁寺隧道作分析，全长1165米，在采用整体式模板支架的情况下与采用6米普通模板相对比： a、施工作业次数为98次和195次

13、，效率提升近2倍。 b、采用整体式仰拱模板每完成12米仰拱，投入机械 人工折合成本2800元。 c、未采用整体式仰拱模板每完成12米仰拱，投入机械人工折合成本8000元。 d、每完成12米仰拱，在采用整体式模板的基础上，就人工投入一项节省5200元，则整条隧道在仰拱人工投入上可节省45万元。（扣除加工模板费用）,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年11月15日,采用整体式模板在仰拱施工上的成本投入 （已扣除整体式模板成本）,制表：陈家宾 审核：周礼平 时间： 2013年10月15日,由此可见，采用此方法不仅解决了隧道仰拱施工的诸多难题，在满足工程质量的前提下尽可能的优化施工，在实际施

14、工中减少了劳动力投入，提高了施工的稳定性，极大地减少了施工中出现的一些特殊情况，由此带来的经济效益是显而易见的，在工程建设上极大地缩短了施工周期及时间，提高了施工效率，降低了施工成本，为企业节营造了效益。,质量效益,满足丹大公司对隧道施工质量控制的要求，提高仰拱施工一次成型率。 新建广宁寺隧道，在采用整体式模板后其设计纵向施工缝位于填充层上126.8cm处，该纵向施工缝距仰拱底面高度达290.7cm，满足设计纵向施工缝位置及仰拱、填充层混凝土分次施工的要求，其对控制仰拱施工质量有重要的意义。 模板整体支撑与桁架融为一体，立模快，整体性好，彻底杜绝了模板变形、砼胀模等质量通病。,安全效益,整体式

15、模板应其稳定性强，施工速度快，在复杂的围岩情况下能够快速的进行仰拱施工，及时将已开挖完的隧底及初期支护进行封闭，降低了隧道安全风险。 该整体式模板在实际生产中减少了人员的投入，在隧道狭小有限的作业空间内，降低了人员的危险概率，其模板安装中，减少了定型钢模对人员的伤害。,社会效益,在丹大公司的工期及质量要求下，我QC小组经过努力完成了此课题的研究，受到了丹大公司及沈阳铁路局的一致好评，并在广宁寺隧道进行了隧道施工现场观摩会，在总结会议上，丹大公司对我们的探索精神进行了表扬，并将整体式模板在丹大铁路枢纽中工程中进行推广，并对我公司在东北市场的立足奠定了良好的基础， 在我国隧道建设队伍中，不乏有很多先进的生产技术，但其较高的成本投入及复杂的操作流程十分累赘，本QC中总结的成果，对隧道工程的建设有很大的意义，它将使我国隧道建设水平更上一个台阶。,十四、活动总结及下一步计划,1活动总结 A、通过这次QC小组活动，增加了大家团结协作的精神，培养了工作认真思考的习惯。 B、增加了的小组成员的创新思维。 C、解决了仰拱施工的诸多难题，对工程质量有进一步的提升和控制。 2、下一步计划 目前隧道仰拱施工质量已得到有效控制，