二衬混凝土施工质量控制成果

目 录

一、……………………………………………………工程概况 二、……………………………………………………小组简介 三、………………………………………选题理由及课题现状 四、…………………………………………目标及可行性分析 五、……………………………………………………原因分析 六、……………………………………………………要因确认 七、……………………………………………………制订对策 八、……………………………………………………对策实施 九、……………………………………………………效果检查 十、……………………………………………………成果分析 十一、…………………………………………巩固措施及总结

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隧道二次衬砌施工质量的控制

一、 工程概况

武罐高速公路是国家高速公路网兰州至海口高速公路的重要组成。从兰州出发经兰州至临洮高速，经兰海高速临洮渭源段、兰海高速渭源武都段（待建），由兰海高速武罐段入川最终可直达海口。该高速公路也是甘肃省高速公路“东部会战”的“右翼”组成。

公路沿线多高山深壑，所以隧道桥梁较多。本项目为第十八合同段，路线起点YK105+490（ZK105+497），位于陇南市武都区枫相乡枫相院村，终点YK110+685（ZK110+680），位于武都区枫相乡强家湾村，WG18合同段路线全长5.190051km：共设特大桥2600.394m/2座，大桥236m/2座，中桥319.75m/4座，隧道7222.38m/8座。开工日期为2009年6月，合同工期为40个月，合同总价422412813元。

二、 小组简介

武罐18标QC小组成立于2009年12月，主要由项目领导和工程技术骨干人员组成。组员素质较高，技术实力雄厚，在施工生产中，对于发现的问题，并能运用有效的方法解决问题等特点。我们成立小组的目的在于通过学习和实践，总结一些工程方面的经验，为将来的施工打下良好的基础。

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QC小组组成情况表 表1

小组名称 活动课题 活动方针 注册时间 活动时间 活动次数 一公司武罐项目QC小组 隧道二次衬砌施工质量的控制 科学管理、持续改进 2010.6.1～2010.8.31 30次 活动类型 组 长 注册编号 小组人数 出勤率 10人 95％ 现场型 吴洋 QC小组成员简介表 表2

序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 姓名 吴洋 刘库 李国勋 石 达 崔伟良 狄龙 郑帅 张永军 权开泰 崔龙昌 文化程度 大学 大学 大学 大学 大学 大学 大学 大学 大学 大学 职务 项目总工 项目经理 项目副经理 实验室主任 技术员 技术员 技术员 技术员 技术员 测量队长 组内职务 组长 副组长 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 三、 选题理由及课题现状

背景介绍：

二次衬砌是洞身衬砌的最后一道工序，也是最重要的一道工序，承载着洞身大部分的应力，二衬质量的好坏将直接影响隧道的整体质量和安全，由于工人技术和熟练度，以及一些其他因素（二衬模板、配合比）的影响，导

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致现在的二衬浇注质量不太理想。

选题理由：

1、 本标段内隧道所占比例较大，本课题的研究将具有长效性； 2、 二衬质量的好坏对围岩的稳固起着决定性的作用，提高二衬质量将会

减少安全隐患。

3、 二衬的施工质量将直接影响到隧道整体质量的好坏。

因此，本QC小组以二衬质量的控制为课题，以总结二衬施工过程中质量控制的经验。

从二衬施工伊始，本小组就对二衬质量进行了连续性监测，发现的主要问题如下：

（1）、拱腰处蜂窝、麻面现象较为突出，主要集中在矮边墙以上2m范围内； （2）、二衬与矮边墙搭接处，以及每板之间的搭接处有错台现象，且搭接处混凝土不密实；

（3）、局部混凝土回弹强度在临界值附近（主要是蜂窝、麻面区域）； （4）、局部混凝土厚度不够（主要是上导坑与下导坑拱架交接处）； 随后小组成员从枫相1号、枫相2号、枫相3号、马桑坝隧道各随机抽检了3板二衬进行数据统计，检验结果如下：

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活动前现场检验记录表 表3

序号 1 2 3 4 实测项目 蜂窝麻面面积 二衬强度 二衬厚度 错台 实测结果 平均2%，最大3% 局部强度不够 符合设计要求 平均8mm,最大20mm 抽检点数 100 100 100 100 合格点数 85 98 97 70 不合格点数 15 2 3 30 合格率 85% 98% 97% 70% 根据隧道施工技术规范与评定标准，二衬混凝土应符合下列标准：混凝土强度、厚度100%符合设计标准；混凝土表面密实，每延米的隧道面积中，蜂窝、麻面和气泡面积不超过0.5%；混凝土颜色一致；施工缝平顺无错台。

根据上述标准，可见现在的二衬混凝土质量还需很大的提高，解决二衬质量问题是当务之急。 四、 目标及可行性分析

总体目标：对隧道二衬质量进行有效控制，各指标达到设计及规范要求。 目标分解: (1)、蜂窝、麻面及气泡面积控制在0.5%之内； (2)、混凝土振捣密实，无错台现象； (3)、二衬强度、厚度均符合设计及规范要求。

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蜂窝麻面面积达3% 蜂窝麻面面积0.5% 强度不合格点数2% 强度不合格点数0% 厚度不合格点数4% 厚度不合格点数0% 错台厚度10mm 平顺无错台现象 现状 目标 图一 现状与目标对比图

标

可行性分析：

1、

二衬浇注质量的好坏跟人为原因存在很大的关系，可以先从施工工人入手，认真交谈分析，了解工人施工时的操作难点，并逐一解决。（工）

2、

从原材料检验到施工配合比、拌和站搅拌记录、现场实测塌落度、浇注环境温度等都可以追查，从而能够认真分析每一个环节，找出是哪个环节出的问题。（料）

3、

从罐车运输距离，输送泵参数，模板尺寸等硬件方面找原因，因为这些都是不变参数，有问题存在的话一目了然，很容易找到原因并做调整。（机）

4、

由于完善的现场记录，使得每一板二衬都有可追溯性，这大大

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有助于我们分析现场存在的问题。

综合以上分析，我们认为经过全小组的共同努力，能够达到预期目标。

五、 原因分析

小组根据现场的实际情况进行了认真分析，归纳总结，原因分析如下图：

人工振捣不到位 塌落度偏小 脱模剂不均匀 蜂窝麻面现象 二衬养护不及时，不到位 局部强度不够 整体矮边墙尺寸不准确 二衬台车质量缺陷 质量二衬错台现象 下降 局部厚度不够 初支断面侵入二衬净图二 原因分析图

六、 原因确认

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原因确认表 表4

序号 存在问题 确认方法 确认情况 由于刚开盘的时候混凝土供应较快，工人往往来不及振捣，经常是拱腰处已经浇注了2米左右再去振捣，底部无法振捣密实。 由于本项目所在地气候条件反常，经常早晨下雨中午晴，砂石料含水率测定值跟现场出入较大；加上运距较远，运至现场时塌落度有一定损耗。 加工碎石以及料斗上料的时候，容易将料堆底部较大粒径的碎石掺入料斗。 由于台车质量问题，在几次浇注后模板产生了轻微变形，向内收缩了1cm。 由于操作空间的问题，导致二衬台车脱模剂涂刷不均匀，有的地方没有涂刷到。 在二衬脱模后没有及时养护，且养护频率不够。 矮边墙浇注的时候外侧边墙定位不准确，导致二衬模板无法与矮边墙紧贴，造成错台。 在上导坑混凝土喷射完毕后，废料没有及时清理，在下导坑开挖支护完之后有凸包存在。 混凝土浇注不连续，属于极个别的偶然性事件，虽然对混凝土的质量有影响，但不具有典型性。 影响项目 蜂窝、麻面、气泡、混凝土不密实 是否主因 1 人工振捣不到位 现场验证 是 2 塌落度偏小 调查分析 蜂窝、麻面、混凝土不密实 是 3 个别骨料粒径偏大 台车质量较差 脱模剂涂刷不均匀 二衬养护不及时，不到位 矮边墙定位不准确 拱脚清理不彻底 浇注不连续 现场验证 混凝土不密实 否 4 现场验证 错台 是 5 6 7 现场验证 调查分析 现场验证 蜂窝、麻面 二衬强度 错台 否 否 是 8 现场验证 二衬厚度 是 9 现场验证 平顺度、错台 否 七、 制定对策

小组成员在现场检测的时候发现一个现象，二衬强度不达标的地方主要是有蜂窝、麻面的区域，这也就表明了混凝土水灰比没有问题，只要把蜂窝麻面这个问题解决了，二衬强度的问题应该也随之解决，所以本小组把解决蜂窝、麻面作为主要问题。经过认真探讨和分析，从初期支护开始至二衬混凝土浇筑完毕，逐一制定以下对策：

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对策制定表 表5

序号 1 2 3 要因 目标 初期支护无侵入二衬净空的现象 矮边墙与二衬模板无缝搭接 对应措施 执行时间 执行地点 混凝土喷施工现场 射完毕后 矮边墙浇注前 混凝土浇注前 施工现场 施工现场 执行人 张永军 崔伟良 崔龙昌 权开泰 4 5 6 在上导坑混凝土喷射完毕后拱脚废料 做好清理废料的工作，防止凸包产生 与测量人员进行沟通，保证矮边墙尺寸 矮边墙尺寸 要求厂家技术人员对台车进台车尺寸符合台车质量 行调校、加固；施工前现场施工技术要求 技术人员加强模板检测 当天天气有变化的时候测定混凝土运至现砂石料的含水率，不光单纯混凝土塌落度 场时塌落度符的早中晚测一次；运距较远合施工要求 的话考虑塌落度损耗，生产时可适当调大塌落度 分层振捣均匀加强施工人员力量，做好技密实，模板搭术交底培训，保证分层振捣人工振捣 接处混凝土振厚度不超过30cm，模板搭接捣密实。 处增加振捣强度。 混凝土浇注完毕后及时按照二衬养护 养护及时到位 要求频率进行养护 混凝土生产前 料场、实验室 吴洋 石达 混凝土浇注时 混凝土浇注后 施工现场 刘库 李国勋 郑帅 狄龙 施工现场 八、 对策实施

制定好了对策，明确了分工和责任人，小组成员决定立即实施以上对策，认真执行落实到现场。

实施一：拱脚废料清理

在上导坑混凝土喷射完毕之后，安排机械人员及时将拱脚附近的废料及碎渣清理干净，避免回弹料凝固以后对清理工作造成困难；在下导坑开挖支护完毕之后，对仍存在的凸包进行凿平、磨光。每次清理完后进行检查，清理不到位不予批准进行下道工序。二衬台车就位前使用断面仪对初支断面进行净空检测，有初支面侵入二衬净空时进行二次凿磨。

以上工作由张永军进行监督旁站，完满达成预期目标。

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实施二：矮边墙尺寸定位

对图纸进行认真计算，对模板进行精确放样，保证矮边墙与二衬模板无缝搭接。在立模板之前，每隔3m放一个坐标点，将模板准确定位，模板定位安装完毕之后，在模板内侧每隔3m标注一个顶面高程点，以模板两头的顶面高程点为端点中间拉一条高程线，保证直线能贯穿每一个高程点；在浇筑的时候严格按照高程线进行控制，分层浇筑，振捣密实；考虑到混凝土凝固后较凝固前的沉降，经过多次检测，沉降值在5mm左右，所以在顶层收面的时候混凝土面层可高出高程线5mm，待混凝土凝固之后，根据高程线对矮边墙面层进行对比，然后进行凿补处理。

以上工作由崔伟良、崔龙昌进行监督检测，完满达成预期目标。 实施三：台车尺寸调校

及时联系台车生产厂家（广元市台车厂），要求厂家技术人员到施工现场对台车模板进行校正、加固，保证台车在以后的长期使用中的不变形。经项目部测量组使用激光断面仪精确检测之后，确定台车尺寸已经完全符合设计要求；混凝土浇注之前，施工方测量人员对台车模板进行必检，项目部测量人员进行抽检。

以上工作由权开泰监督实施，完满达成预期目标。 实施四：现场塌落度控制

塌落度是二衬混凝土非常重要的一个技术指标：如果塌落度过小，混凝土

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流动性差不易振捣，容易造成蜂窝麻面的现象，而且在泵送的过程中容易堵管；如果塌落度过大，会造成混凝土离析现象，容易漏浆，还有可能导致二衬强度不够。所以控制好混凝土的塌落度，是控制好整个二衬质量的重点。

结合实际情况，根据小组之前得出的结论和对策，现将塌落度控制在合格范围之内。

首先，砂石料含水率的测定。本项目所在地天气易变，早晚温差大，5-11月份属于雨季多发期，而且经常早晨下雨中午晴天，这就对含水率的测定带来了极大的困难，但是，本小组成员发扬不怕苦不怕累的精神，制定了“饭后一测，拌前一测，一变一测”的工作制度。也就是早晨中午晚上各测一次，混凝土搅拌前测一次，每当天气变化（下雨、雨后放晴）的时候测一次，根据实测的含水率及时调整配合比。虽然此地区天气变化多端，但是自从实行了这个制度之后，混凝土的塌落度均控制在合格范围之内，此方法不光局限在在二衬混凝土上，如桩基混凝土、立柱混凝土均可适用，这也算是本小组一个可喜的成果。

但是随后发现，出站混凝土塌落度虽然在合格范围之内，但运至现场之后塌落度仍然偏小，此问题主要集中在枫相1号和枫相2号隧道两个地方，后经小组成员分析后得出结论：由于地形限制，本项目拌和站距枫相1、2号隧道距离较远，在运输的途中塌落度会有一定的损耗，经过小组成员的认真统计与计算，在平均车速20km/h(路况影响)，平均温度25℃的情况下，塌落度损耗参数

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2mm/km。根据拌和站距每个施工现场的距离，混凝土的出站塌落度调整为：

设计塌落度+公里数*损耗参数

并及时优化调整配合比。这样一来，运至现场的混凝土塌落度均符合设计要求。

以上工作由吴洋、石达监督并参与实践，完满达成预期目标。

现场实拍一 现场塌落度测定

实施五：混凝土振捣控制

人为因素是一件事情的决定性因素，也是主观因素。现场施工工人对二衬质量的好坏存在着决定性的作用。

本小组经过走访工人，调查现场，勘察作业平台后着手实施方案：对现场施工工人加强安全及技术教育、培训，并结合现场进行指导；加强施工力量，从

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最开始的4名振捣工增加到6名，每名工人固定负责两个振捣窗口，大大减轻了工人作业强度，也减少了因工人各个窗口之间来回走动而造成的安全隐患；严格实施分层振捣的施工方法，层厚度不超过30cm，振捣时间不大于30s，这就保证了每层混凝土都能得到充分振捣；对模板搭接处等死角加强振捣力度，并在搭接处安装附着式振动器；浇注的时候两边对称浇注，两边高差不大于50cm；对工人制定奖罚制度，二衬脱模之后，对每个窗口所在区域的振捣效果进行比较检验，有奖有罚，提高工人的积极性。

以上工作由刘库、李国勋全过程旁站指导，完满达到预期目标。

现场实拍二 现场指导工人进行混凝土振捣

实施六：二衬养护

购买二衬养生物资：高压水枪，养生剂等。二衬脱模10~12小时之后，安排专人对二衬进行洒水养生，待表面混凝土泌水完毕后喷洒化学养生剂。洒水养生时间不少于7d。

以上工作由郑帅、狄龙监督实施，完满达到预期目标。

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实施七：其他因素的控制

像其他的一些非主要因素本小组也根据现场情况制定了对策，包括脱模剂的喷洒，骨料粒径的控制，混凝土施工的连续作业等。本实施方案由小组全部成员进行现场随机检查控制，基本解决了以上存在的问题。

对策实施结果检查表 表6

序号 1 2 3 4 5 6 要因 实施效果 目标完成情况 完成 完成 完成 完成 完成 完成 拱脚废料 矮边墙尺寸 台车质量 混凝土塌落度 人工振捣 二衬养护 初期支护无侵入二衬净空的现象 矮边墙与二衬模板无缝搭接 台车尺寸符合施工技术要求 混凝土运至现场时塌落度符合施工要求 分层振捣均匀密实，模板搭接处混凝土振捣密实。 养护及时到位 九、 效果检查

以上的方案实施完成之后，小组成员又一次对枫相1#，2#，3#，马桑坝各5板二衬进行了抽检 ，检验结果如下：

活动后现场检验记录表 表7

序号 1 2 3 4 实测项目 蜂窝麻面面积 二衬强度 二衬厚度 错台 实测平均值 0.3% 最小26Mpa，平均28Mpa 符合设计要求 0.5mm 抽检点数 100 100 100 100 合格点数 100 100 100 99 不合格点数 0 0 0 1 合格率 100% 100% 100% 99% 从上表可以看出：

（1）、蜂窝麻面面积控制在每延米0.3%，完全达到设计规范要求；

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（2）、二衬强度设计25Mpa，实际平均强度已经达到28Mpa，且没有局部强度不够的现象；

（3）、二衬厚度由于衬砌类型的差异无法给出平均值，但经过现场实测，测点厚度全部符合设计要求；

（4）、错台现象已经基本没有，有一处是因为矮边墙跑模造成2cm错台，现已经处理。

蜂窝麻面面积达3% 蜂窝麻面面积0.5% 蜂窝麻面面积0.3% 强度不合格点数2% 强度不合格点数0% 强度不合格点数0% 厚度不合格点数4% 厚度不合格点数0% 厚度不合格点数0% 错台平均5mm 平顺无错台现象 平顺无错台现象 实施前 目标 图三 活动前后对比图

实施后 标

标

以上数据表明，经过本小组成员的认真努力和实施，二衬质量已经得到了明显提高，完全符合设计要求，达到了小组之前预定的目标。

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现场实拍三 活动后二衬质量（蜂窝麻面减少，无错台现象）

十、 成果分析

二衬质量的提高，使周围围岩更加稳定，增加了隧道的使用寿命，防止了安全隐患的发生，也使得隧道的外观质量得以提升。 十一、

巩固措施及总结

小组通过本次的QC活动，对控制过程和成果进行了认真总结，为以后的二衬质量控制积累了经验，也提高了小组成员个人的质量意识、管理能力以及实践操作水平，更使得小组成员的意志得到磨练。在今后的工作中，本小组将继续秉承这种“不怕苦，不怕累”、“善于发现问题，及时解决问题”的精神，多实践， 多动脑，保住现有的技术成果，并在其他施工技术方面努力钻研，迎接新的挑战！

中交一公局第一工程建设有限公司 二O一O年八月三十一日