QC活动-提高仰拱施工效率

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QC小组名称中铁二十一局集团大连铁路枢纽SN2标二分部QC小组成立日期2013年5月17日目标提高施工效率，保证仰拱施工质量课题名称提高仰拱施工效率小组类型现场组长周德镜活动日期2013年5月-2013年10月课题注册时间2013年5月小组成员6人注册编号YGS-2013-DL-01活动频次2次/月QC教育时间50小时制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年11月19日三、小组成员序号姓名年龄文化程度组内职务项目岗位技术等级组内分工1周德镜39本科组长项目经理工程师策划组织2曹新乐36本科副组长安质部长工程师质量监控3杜世硕29本科组员工程部长助理工程师技术管理4周礼平29本科组员隧道主管助理工程师技术指导5陈家宾23大专组员技术负责人技术员现场实施6李树甲27本科组员工程部技术员测量监控制表：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5~15m。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。项目仰拱开挖仰拱初支仰拱及边墙钢筋绑扎仰拱及边墙模板安装仰拱及边墙混凝土浇筑耗时12-14h10-16h12-18h2-8h8-14h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，现状：边墙较高时难以保证纵向施工缝位置与设计相符，仰拱及填充分层施工难度较大，仰拱底部厚度难以保证，施工人员投入多，每一循环施工周期时间长。目标：按照设计预留纵向施工缝，满足仰拱及填充分层施工，保证仰拱底部混凝土厚度，减少人员投入，缩短施工时间，提高功效，节约成本。预期目标绘图：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。人工拼装模板每循环仰拱进尺（m）12m模板稳定性差纵向施工缝边墙较高时难以满足设计，施工难度大仰拱分层施工难以控制，模板不稳定仰拱厚度难以控制，易跑模安装模板耗时（只考虑模板定位）10-12小时安装模板人员投入测量1人、配合工人8-12人混凝土施工时间14-16小时制表：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、目标确定时间投入30小时时间投入17小时人员投入14人人员投入8人时间缩短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，并逐一进行确认仰拱施工效率低绘图：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日确认1人工配备不合理验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况现场配备6名工人对模板进行安装，仰拱混凝土浇筑时配备5名工人进行施工，考虑现场施工场地较窄，工序较少，此人员配备较为合理。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日确认2技术交底不彻底验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况受隧道衬砌几何尺寸影响，其边墙及隧底模板呈弧形，在施工初始阶段，人员操作熟练程度低，随后立即进行相关技术交底，对整体施工方法及工艺进行详细介绍，使现场操作人员数量掌握施工要领。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日确认3施工机械较为简单验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况弧形模板由1米×1米组成的成品钢模组成，质量较轻，人工完全可以进行拼装，混凝土浇筑时由罐车运输至施工现场，现场均配备有插入式振动棒对混凝土进行振捣，机械配备合理。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：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验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况弧形模板由1米×1米，壁厚4mm的弧形钢板组成，每块模板用螺栓进行连接，钢板材料也有国家认证的合格证，模板材料选用合理。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：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，人员操作困难验证时间13年7月10-13日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况隧道内施工作业面狭小，人员操作困难，各施工工序相互干扰，在施工中合理安排施工工序，为施工操作人员提供较好的工作环境，这样可提升人员工作效率。结论非要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：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验证时间13年7月10-25日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况现场对两个循环的仰拱模板安装固定周期进行测定，现场模板固定完毕且几何尺寸满足设计要求的平均用时约为7小时。结论要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年07月11日确认7混凝土施工困难，浇筑时间长验证时间13年7月10-25日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况现场配备5名工人对仰拱混凝土进行浇筑，在边墙混凝土浇筑过程中，为防止因混凝土压力过大，导致模板尺寸偏离，边墙混凝土采取分层浇筑，后一层混凝土浇筑时需等前一层混凝土初凝后再进行。混凝土浇筑时间长。结论要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：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验证时间13年6月14-15日验证方法现场施工确认人陈家宾验证地点DIK50+570-DIK50+546验证情况在边墙混凝土振捣过程中，因混凝土压力大，导致模板尺寸偏离，同一循环的纵向施工缝都难以保证在一个水平面上，为保证模板尺寸不发生大的位置偏移，边墙振捣不充分。结论要因验证标准《隧道施工作业指导书》中的相关要求制表：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9～12m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。对策表一要因对策目标措施负责人完成时间验证人仰供模板固定周期长将仰拱模板整体化减少人工操作时间减少人工的投入，尽量采用机械化，从而节省时间。1、技术部门做好安全技术方案并进行技术交底。2、试新方案并不断完善，直至达到目标。陈家宾2013-09-20周礼平制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月10日对策表二要因对策目标措施负责人完成时间验证人仰供混凝土浇筑时间长满足设计要求的前提下提高混凝土早期强度混凝土强度上升速度提高，缩短混凝土施工时间。1、试验室对混凝土品质进行合理化的调整。2、现场盯控，不断调整，直至达到目标。陈家宾2013-09-20周礼平制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月10日对策表三要因对策目标措施负责人完成时间验证人仰供几何尺寸难以保证对模板进行优化，加固方便牢靠增强模板，其自身稳定性、方便加固，承重能力大大加强，不易跑模。1、技术部门结合结构尺寸，设计模板优化方案，并负责现场实施。2、严格技术交底制度，现场盯控把握，对结构物几何尺寸严格控制，施工时多观察，避免此类情况发生。陈家宾2013-09-20周礼平制表：陈家宾审核：周礼平时间：2013年10月10日十一、对策实施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