提高富水巖溶隧道襯砌防水合格率,中鐵一局集團(tuán)五公司宜萬項目經(jīng)理部,發(fā)表人：袁林,云霧山隧道全長6640m，是宜(昌)萬(州)鐵路的重點(diǎn)控制性工程之一，設(shè)計為雙線隧道，線間距30m。隧道通過區(qū)域內(nèi)經(jīng)過多個大小斷層，排泄基準(zhǔn)面有5個暗河系統(tǒng)。據(jù)物探資料顯示，云霧山隧道深部巖溶發(fā)育，正常涌水量為45655m3/d，最大涌水量為171994m3/d，地下水極為豐富。工程設(shè)計在溶腔及巖溶水較大的襯砌地段采用了防水混凝土，共計長度2820m，混凝土約30525方。,一、工程概況,二、QC小組簡介,理由一：顧客要求，二次襯砌混凝土表面不滲、不漏；理由二：指揮部要求，二次襯砌富水、溶腔段防水合格率達(dá)到95%；理由三：隧道區(qū)域內(nèi)巖溶發(fā)育，涌水量大，二襯防水難度大。,因此我們QC小組選擇了“提高富水巖溶隧道襯砌防水合格率”為課題進(jìn)行活動。,三、選題理由,項目部前期施工的襯砌合格率統(tǒng)計，富水巖溶地區(qū)襯砌防水一次合格率只有86%。,四、目標(biāo)確定,86%,95%,小組活動目標(biāo)圖,1、目標(biāo)確定：小組活動目標(biāo)襯砌防水合格率由86%提高到95%。,五、目標(biāo)的可行性分析,1.目標(biāo)可行性分析一,表5-1襯砌防水合格率調(diào)查表,五、目標(biāo)的可行性分析,由王建春、趙超對云霧山隧道DK244+255+669富水、溶腔段影響襯砌防水合格率因素展開了詳細(xì)調(diào)查，共檢查了414延米襯砌，有356延米合格（襯砌砼表面無滴水、無滲水），合格率為：356414=86%，影響因素及頻次如下表。,表5-2襯砌防水合格率影響因素調(diào)查表,1.目標(biāo)可行性分析一,圖5-1影響因素排列圖,根據(jù)上述調(diào)查表，作如下影響因素排列圖，用排列圖尋找主要問題。,由排列圖可以看出，影響二襯防水合格率的主要問題是施工縫不密實，其累計頻率達(dá)81.0%。,2、目標(biāo)可行性分析二,(1)根據(jù)施工日志記錄，2009年4月1日至4月15日施工的云霧山隧道富水、巖溶段襯砌，平均一次防水合格率為96%，因此我們認(rèn)為下達(dá)的一次防水合格率95%的目標(biāo)符合實際情況。(2)我們前期工程的一次防水合格率為86%，通過對現(xiàn)狀的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)施工縫不密實不合格占81.0%，如果把這個問題給解決了，我們的一次防水合格率就可以達(dá)到：（100%-86%）810%+86%=97.3%95%，超過了指揮部下達(dá)的指標(biāo)，因此我們認(rèn)為目標(biāo)是可行的。,經(jīng)過QC小組成員的認(rèn)真調(diào)查分析，找出了影響施工縫不密實的末端原因，一一列舉如下（魚刺圖）。,小組通過調(diào)查分析，對以上9個末端因素進(jìn)行了要因確認(rèn)。,六、原因分析,施工縫不密實,要因確認(rèn)計劃表,七、要因確認(rèn),小組成員對分析的末端因素進(jìn)行了逐條確認(rèn)，具體確認(rèn)情況如下：,確認(rèn)一：獎罰措施執(zhí)行不嚴(yán)經(jīng)小組成員趙夢晨、袁林查閱了項目部管理規(guī)章制度，項目部有作業(yè)人員崗位責(zé)任制、襯砌班組防水質(zhì)量獎懲辦法、砼施工機(jī)械設(shè)備保養(yǎng)制度，已分發(fā)到每個人，各項管理制度健全，并落實到人，并有獎罰臺賬。結(jié)論：獎罰措施執(zhí)行不嚴(yán)不是要因。,確認(rèn)二：設(shè)備保養(yǎng)不及時項目部澆注砼的機(jī)械設(shè)備使用時間較長，更換零件較頻繁，但均在使用年限內(nèi)，專業(yè)修理人員及時對常用機(jī)械設(shè)備進(jìn)行維修、保養(yǎng)、檢測，機(jī)械設(shè)備性能良好，未影響正常施工。由小組成員趙超、鄧剛對近3個月機(jī)械設(shè)備故障率進(jìn)行了統(tǒng)計。,結(jié)論：機(jī)械設(shè)備故障率低，設(shè)備保養(yǎng)不及時不是要因。,表7-1機(jī)械設(shè)備在崗故障率,鐵路規(guī)范要求，襯砌施工每批次細(xì)骨料粉塵含量小于0.3%。小組成員王博、張燕在拌合站骨料倉內(nèi)現(xiàn)場抽檢10個批次細(xì)骨料進(jìn)行試驗，結(jié)果見表7-2。,表7-2細(xì)骨料粉塵含量試驗統(tǒng)計表,結(jié)論：襯砌用機(jī)制砂粉塵含量均符合工藝標(biāo)準(zhǔn)要求，機(jī)制砂未清洗不是要因。,確認(rèn)三：機(jī)制砂未清洗,由小組成員王博、李建銘對已施工的富水巖溶段襯砌標(biāo)養(yǎng)試塊進(jìn)行抗水壓試驗，共試驗10組，經(jīng)過計算后，抗?jié)B等級最低P8.6，最高P10.2，平均P9.4，符合抗?jié)B等級必須達(dá)到P8的標(biāo)準(zhǔn)要求。,通過試驗后，結(jié)論：砼防水等級達(dá)不到P8不是要因。,表7-3砼防水等級統(tǒng)計表,確認(rèn)四：砼防水等級達(dá)不到P8,隧道襯砌施工時，透水管應(yīng)具備排水通道的功能，暢通無堵塞。2009年6月15日，由小組成員王建春、李來弟對DK245+020-+120富水段安裝的透水管進(jìn)行了檢查，共檢查20處環(huán)向及縱向透水管，發(fā)現(xiàn)安裝的12處環(huán)、縱向透水管連接時錯位，透水管內(nèi)存在積水，拱部及邊墻的巖溶水不能及時排到隧道兩側(cè)水溝內(nèi)。,確認(rèn)五：透水管搭接錯位,結(jié)論：透水管安裝時存在積水，不具備排水功能，透水管搭接錯位是要因。,環(huán)縱向盲管不在同一橫斷面上,鐵路施工規(guī)范規(guī)定，襯砌防水板焊縫施工檢查采用“充氣法”進(jìn)行檢驗其密實度，在15min內(nèi)氣壓損失率小于10%。由小組成員李建銘、趙超對DK245+020-+120段已施工防水板，共檢查了10條焊縫，并用“充氣法”進(jìn)行了10條焊縫的漏氣試驗，見表7-3。,結(jié)論：通過現(xiàn)場試驗，檢查10條焊縫，不合格達(dá)9條，防水板環(huán)向搭接漏焊是要因。,表7-3防水板漏氣試驗統(tǒng)計表,確認(rèn)六：防水板環(huán)向搭接漏焊,確認(rèn)七：初期支護(hù)表面外露鋼筋頭經(jīng)趙超、李來弟現(xiàn)場檢查查，初期支護(hù)表面有鋼筋頭外露，在襯砌前均已割掉，并用高標(biāo)號砂漿抹平，凹凸量小于5cm，符合要求。處理方法見圖7-1。,結(jié)論：初期支護(hù)表面外露鋼筋頭不是要因。,a切斷b蓋帽c切斷d用錘打e砂漿素灰抹面,圖7-1初期支護(hù)面處理,確認(rèn)八：襯砌前滲水量大由于云霧山隧道屬富水巖溶隧道，初期支護(hù)后允許滲水量小于3m3/m天的排量。由小組成員王建春、張燕對DK242+820-+930、DK243+010-+100、DK243+120-+190具有代表性的三段富水段滲水現(xiàn)場進(jìn)行量測，采用桶量法、堰測法量測巖溶水，統(tǒng)計結(jié)果見表7-4。,表7-4隧道滲水量統(tǒng)計表,結(jié)論：通過現(xiàn)場對富水段滲水量進(jìn)行量測后，襯砌前初支表面滲水量均大于每延米每天3m3，襯砌前滲水量大是要因。,確認(rèn)九：止水帶定位有偏差由小組成員李來弟、趙超對DK24+316二次襯砌端頭安裝的止水帶進(jìn)行了檢查，每個襯砌端頭各檢查9個點(diǎn)，其結(jié)果見表7-5。,結(jié)論：通過檢查二次襯砌時現(xiàn)場安裝的止水帶，其橫向偏差及縱向偏差均超出鐵路規(guī)范要求，止水帶定位有偏差是要因。,表7-5止水帶安裝檢查表,從要因確認(rèn)表中看出，影響富水隧道襯砌施工縫不密實的主要原因是：,1、透水管搭接錯位2、防水板環(huán)向接縫漏焊3、襯砌前滲水量大4、止水帶定位有偏差,八、制定對策,表8-1對策表,實施一,縱向盲管砼臺階定位，環(huán)縱橫向盲管暢通,隧道排水設(shè)計為環(huán)向50mm盲管，縱向100mm盲管，用三通連接后，將巖溶水引排至橫向排水孔。由于隧道較長，加之縱向盲管柔性大，定位達(dá)不到要求，環(huán)縱向盲管不再同一斷面上。經(jīng)過小組成員進(jìn)行討論研究后，確定按以下方法實施：1、按設(shè)計坡度在水溝一側(cè)(矮邊墻處)澆注縱向盲管定位臺階，高30cm，將100mm縱向盲管預(yù)埋其中，并預(yù)留50、100兩個接口。2、富水巖溶段段襯砌環(huán)向盲管按5m設(shè)置一環(huán)，每個斷面設(shè)置掛點(diǎn)由原來7個增至11個，掛點(diǎn)間距不小于2m，并與縱向盲管連接暢通。3、橫向排水管、環(huán)向盲管與預(yù)留的兩個接口相連，交匯處設(shè)掛點(diǎn)，并在同一個斷面上，形成一個完整的排水系統(tǒng)，排水暢通。,九、對策實施,效果一,由李建銘、趙超DK244+430-+457（36m）段安裝的縱向盲管進(jìn)行了現(xiàn)場檢查，共7處，環(huán)縱橫向盲管連接牢固、形成了完整的排水體系，且盲管內(nèi)無積水,分目標(biāo)實現(xiàn)。,圖9-1實施前盲管連接圖,圖9-2實施后盲管連接圖,實施二,防水板錯開搭接，焊縫焊接牢固,防水板的施工質(zhì)量直接關(guān)系到襯砌防水的質(zhì)量，首先檢查斷面無鋼筋頭及平整度。鋪設(shè)時自下向上，松緊適度。防水板之間的搭接采用雙焊縫、調(diào)溫、調(diào)速熱楔式功能的自動爬行式熱合機(jī)熱熔焊接，細(xì)部處理或修補(bǔ)采用手持焊槍，單條焊縫的焊接寬度不應(yīng)小于15mm，焊縫嚴(yán)密，不得焊焦焊穿。,防水板搭接示意圖(左圖),效果二,由王建春、趙超對DK244+460-+482.5段防水板焊縫，共檢查10個接縫，目測無破損、無假焊、無漏焊外，還進(jìn)行了充氣試驗，當(dāng)充氣壓力達(dá)到2.5Mpa時，15分鐘內(nèi)壓力損失均小于10%，合格率達(dá)到了100%，分目標(biāo)得以實現(xiàn)。,表9-1防水板焊縫充氣檢查表,實施三,襯砌前將巖溶水封堵、引排,由于隧道內(nèi)地質(zhì)復(fù)雜，巖溶、裂隙節(jié)理發(fā)育，巖溶水豐富。襯砌前滲水量仍達(dá)不到排放標(biāo)準(zhǔn)。采取“以堵為主，限量排放”的原則進(jìn)行處理，以保護(hù)環(huán)境。對大面積滲漏或水量較大處，進(jìn)行巖面注漿，或采用小導(dǎo)管沿隧道周邊環(huán)形注漿。,表9-2經(jīng)試驗后確定的注漿參數(shù),a、根據(jù)對不同圍巖級別進(jìn)行注漿試驗，確定注漿參數(shù)，詳見表9-2。,c、注漿順序為水量較大處，從涌水點(diǎn)四周由遠(yuǎn)到近，沿隧道軸線由低到高、由上往下、由少水處到多水處鉆注；在多水地段，應(yīng)先兩頭向中間鉆注。對成股下流的水的處理，插排水管引流，順?biāo)罚ü?jié)理、裂隙）扣排水半管或線形排水板，將水引到隧底水溝或縱向排水管；待受噴面上無流淌水后再噴混凝土加固。,b、布孔在出水點(diǎn)周邊，鉆孔要密，孔深宜淺，盡量采用2序孔或三序孔，詳見表9-3。,表9-3注漿布控參數(shù)表,效果三,由趙夢晨、李來弟對DK244+420474（54m）段襯砌前出水量進(jìn)行了統(tǒng)計,共有5處滲水，采用桶量法、堰測法進(jìn)行量測，出水量均滿足設(shè)計要求，分目標(biāo)實現(xiàn)。,表9-2襯砌前出水量統(tǒng)計,實施四,止水帶用模型加工,施工縫鑿毛處理,經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，由于外貼式橡膠止水帶太柔，鍍鋅鋼板止水帶太硬，現(xiàn)場施工很難達(dá)到要求。經(jīng)我QC成員現(xiàn)場分析、討論后決定:1、在洞外加工房按照隧道襯砌輪廓線加工止水帶模型；2、鋼板止水帶分成三段；3、橡膠、鋼板止水帶由技術(shù)人員現(xiàn)場測點(diǎn)放樣，用紅油漆畫出其安裝位置，對于鋼板止水帶，將三段在焊接點(diǎn)焊接密實、牢固即可。,焊接點(diǎn),圖9-3止水帶精確定位,為增強(qiáng)襯砌端頭施工縫粘帖密實，在砼強(qiáng)度達(dá)到1.5Mpa時，將端頭砼用攢子鑿毛,清除浮粒和雜物，用水沖洗干凈，保持濕潤，再鋪上一層厚2530mm的11水泥砂漿或涂刷混凝土界面處理劑并及時澆筑混凝土,并在止水帶背后設(shè)置50mm盲管一根，將水引到邊墻泄水孔內(nèi)。,圖9-4襯砌端頭處理措施,效果四,由王建春、袁林對DK244+460、+469、+478、+487處端頭止水帶安裝進(jìn)行了檢查，分別抽取了11個點(diǎn)，測量后統(tǒng)計結(jié)果見表9-3，止水帶定位橫向、縱向偏差均滿足規(guī)范要求，分目標(biāo)實現(xiàn)。,表9-3止水帶安裝尺寸檢查表,精確定位后的鋼板止水帶,十、效果檢查效果一：質(zhì)量效益,通過我們QC小組的努力,達(dá)到了所確定的目標(biāo)，由小組組長趙夢晨對DK245+140DK245+490富水溶腔段，共施工了350延米襯砌進(jìn)行了現(xiàn)場檢查，339延米襯砌無滲水、無濕漬,合格率達(dá)到了：339350=96.9%。,圖10-1效果對比柱狀圖,對策前小組目標(biāo)對策后,表10-1襯砌防水虧合格率統(tǒng)計表,DK244+526富水溶腔,DK243+603拱頂管道流,DK243+345大面積滲水,溶腔段襯砌后無滴水、無滲水,效果二：經(jīng)濟(jì)效益,1、巖溶隧道襯砌防水一次性合格率提高了10.9%，節(jié)約了滲漏水整治費(fèi)用。（1）節(jié)約人工費(fèi)用：80元/人天45天12人=4.32萬元。（2）節(jié)約機(jī)使費(fèi)用：租賃機(jī)械3.5萬元/月1.5月=5.25萬元。（3）節(jié)約材料費(fèi)用：150元/延米1625延米=24.4萬元。2、節(jié)約電費(fèi)：35000度1.2元/度=0.42元。3、咨詢、會議、出差、小組活動費(fèi)用：共計0.6萬元。以上共計節(jié)約費(fèi)用：4.32+5.25+24.4+0.42-0.6=33.79萬元。,效果三：社會效益,榮獲中華中工會“火車頭”獎杯,由鐵道部中華總工會為我項目部頒發(fā)了火車頭獎杯及證書，榮獲鐵道部工管中心本年度優(yōu)勝單位稱號。,右下：介紹施工經(jīng)驗及方法,左上：檢查觀摩團(tuán)領(lǐng)導(dǎo)合影,由建設(shè)指揮部組織觀摩團(tuán)在云霧山隧道觀摩學(xué)習(xí)，交流襯砌防、排水經(jīng)驗。,1、根據(jù)QC小組活動成果，我們編制了富水巖溶隧道襯砌防水施工技術(shù)作業(yè)指導(dǎo)書，編號：QBYJ-W-0206，經(jīng)指揮部批準(zhǔn)。,十、鞏固措施,2、我們編寫的作業(yè)指導(dǎo)書在云霧山隧道出口“+617”富水溶腔襯砌施工中得到應(yīng)用，富水溶腔段DK245+604-+979段長375m，共施工50組襯砌，有48組襯砌無滲水、滴水，合格率達(dá)到96%。,十一、總結(jié),1、專業(yè)技術(shù)：經(jīng)過QC小組成員的共同努力，我們成功的解決了富水巖溶隧道的襯砌防水問題，能夠成功將新工藝、新標(biāo)準(zhǔn)、新材料運(yùn)用到實踐中，使我們的冉蓉隧道襯砌施工技術(shù)水平又上一個新的臺階。2、管理方面：通過巖溶隧道襯砌施工，使我們現(xiàn)場作業(yè)人員施工更加