方案QC研究隧道拱頂下沉測量的新方法

1、研究隧道拱頂下沉測量的新方法1、 工程概況一xx站概況一xx站為xx地鐵六號線第9個(gè)車站，周邊商業(yè)繁華，建筑物密集，且多為20世紀(jì)40年代修建的騎樓，基礎(chǔ)為木頭樁，大多已經(jīng)朽爛。車站站臺(tái)分為左右線兩條暗挖隧道，中部通過4條聯(lián)絡(luò)通道連接。施工時(shí)通過右線施工豎井下到作業(yè)面，采用臺(tái)階法鉆爆施工。 制圖：劉鐵民 時(shí)間：07年11月10日工程特點(diǎn)一xx車站毗鄰珠江，隧道開挖斷面的微風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖裂隙發(fā)育，且隧道工作面在地下26米深處。因此隧道內(nèi)的作業(yè)環(huán)境存在溫度高，濕度高，且滴水較為嚴(yán)重的特點(diǎn)，所以部分最新的電子測量手段無法適用。隧道根據(jù)新奧法施工的原理，必需及時(shí)有效的收集監(jiān)測數(shù)據(jù)，尤其是隧道內(nèi)的拱頂下

2、沉數(shù)據(jù)，為隧道施工的安全以及工程的設(shè)計(jì)變更提供有力的保障。一xx站隧道初支施做后的高度為8.67米（標(biāo)準(zhǔn)斷面），9.84米（擴(kuò)大斷面），按照傳統(tǒng)監(jiān)測方法，需要將皮尺頂端掛環(huán)掛到這個(gè)高度，這個(gè)問題不易解決。一xx站隧道初支施做完畢后，隧道內(nèi)的拱頂下沉點(diǎn)將多達(dá)30個(gè)，監(jiān)測工作量十分大。監(jiān)測方式及目的隧道內(nèi)拱頂下沉，傳統(tǒng)方法為將皮尺掛環(huán)掛到拱頂下沉測量鉤上，利用水準(zhǔn)儀，測量高程來得到拱頂高程數(shù)值。此種方法將皮尺掛環(huán)掛上監(jiān)測鉤這一步驟耗時(shí)太長，24個(gè)監(jiān)測點(diǎn)，耗時(shí)接近4個(gè)小時(shí)，效率低。拱頂下沉數(shù)值的作用在于當(dāng)拱頂下沉變化速率較快時(shí)，有可能隧道施工就面臨著拱頂坍塌的危險(xiǎn)。當(dāng)拱頂下沉累計(jì)量過大時(shí)，則需要更改

3、隧道初支支護(hù)參數(shù)來加強(qiáng)支護(hù)，保證后期施工安全。因此監(jiān)測數(shù)據(jù)要求及時(shí)，準(zhǔn)確。2、 QC小組簡介小組成員名單三、選擇課題由于以下四點(diǎn)原因，我們選擇以研究隧道拱頂下沉測量的新方法為課題。第一 及時(shí)，準(zhǔn)確的確定隧道拱頂下沉值關(guān)系到隧道施工及上部各建筑物的安全。第二 傳統(tǒng)方法測量效率低，需要監(jiān)測儀器多，需要提高效率。第三 隧道施工環(huán)境復(fù)雜，影響因素多，需要提高自身的適應(yīng)性。第四 測量基本原則要求必需準(zhǔn)確。四、設(shè)定課題目標(biāo)小組將提高拱頂下沉監(jiān)測效率，及時(shí)提供有效監(jiān)測數(shù)據(jù)設(shè)定為課題目標(biāo)。目標(biāo)值 分為以下5個(gè)方面：第一 每個(gè)點(diǎn)在5分鐘內(nèi)獲得監(jiān)測數(shù)據(jù)第二 雙檢制復(fù)核誤差小于3mm第三 符合測量器具環(huán)境變形要求第

4、四 方法易用性調(diào)查通過率80第五 小于項(xiàng)目單項(xiàng)成本500元小組成員通過小組會(huì)議對目標(biāo)能否實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了可行性分析，我們具有以下四點(diǎn)有利因素：第一 項(xiàng)目部聘用了專業(yè)從事監(jiān)測工作的羅勁鴻專家做為顧問第二 有較多從事過監(jiān)測工作的小組成員，具有豐富的監(jiān)測工作經(jīng)驗(yàn)。第三 QC小組成員，具有較強(qiáng)的事業(yè)心和責(zé)任感第四 公司領(lǐng)導(dǎo)對該項(xiàng)目十分重視，提供了大量的支持因此，大家認(rèn)為有上級領(lǐng)導(dǎo)的支持，通過QC小組全體成員共同努力，設(shè)定目標(biāo)及目標(biāo)值一定可以實(shí)現(xiàn)。五、提出方案、選定最佳方案通過小組會(huì)議，大家采用頭腦風(fēng)爆法集思廣益，提出了以下五種方案。方案一：傳統(tǒng)的長桿掛皮尺，水準(zhǔn)儀測量方法方案二：使用塔尺，倒轉(zhuǎn)塔尺抵住拱頂下

5、沉勾，手扶塔尺用水準(zhǔn)儀測量方案三：在拱頂下沉勾上貼全站儀反光片，使用全站儀測量高程方案四：購買7米長塔尺，將塔尺頂端加裝吊鉤，采用水準(zhǔn)儀測量方案五：采用埋設(shè)纖維光傳感器，自動(dòng)化測量的方法針對以上五種方案，分析論證各自的優(yōu)缺點(diǎn)，從速度、雙檢制誤差、適應(yīng)性、易用性、成本5個(gè)方面進(jìn)行評估、選定。小組成員除了通過會(huì)議方式選定最佳方案之外，還通過試驗(yàn)得出以下數(shù)據(jù)。（方案五價(jià)格過于昂貴，無法采購，不納入本次試驗(yàn)。）通過24個(gè)點(diǎn)的連續(xù)監(jiān)測，四種方案耗時(shí)如下：方案一 240分鐘 方案二230分鐘 方案三 156分鐘 方案四116分鐘。通過對3個(gè)固定點(diǎn)（相對不沉降試驗(yàn)點(diǎn)）的監(jiān)測，雙檢制復(fù)核誤差數(shù)據(jù)如下：方案一

6、2mm 方案二 15mm 方案三 23mm 方案四 1.5mm通過以上研究，小組成員一致同意方案四為最佳方案。六、預(yù)測分析可能存在的不利因素、確定對策小組成員又通過“頭腦風(fēng)暴法”，針對方案四，從“塔尺的購買改造及現(xiàn)場使用”著手，預(yù)測分析可能存在的不利因素。整個(gè)方法的進(jìn)行步驟為：7米塔尺的選購塔尺的改造新方法的使用數(shù)據(jù)的收集計(jì)算雙檢制復(fù)核其準(zhǔn)確性針對這些步驟，小組成員提出以下問題：根據(jù)5W1H原則，小組成員制定實(shí)施對策如下：七 對策實(shí)施實(shí)施一 對改造后塔尺進(jìn)行隧道施工環(huán)境模擬試驗(yàn)，確定合適改造方式初步改造方式是將塔尺頂端硬塑料蓋帽卸下，鉆孔固定10mm帶鉤膨脹螺栓后，使用萬能膠將蓋帽粘回塔尺頂端

7、。測量掛鉤上的刻度線與塔尺上刻度線的距離初值，然后掛在試驗(yàn)室內(nèi)掛鉤上，恒溫（35度）恒濕（相對濕度80）條件下懸掛2天時(shí)間，再測量兩刻度之間的距離。發(fā)現(xiàn)此種改造方式兩刻度間距離變化達(dá)到了4mm。改進(jìn)后改造方式是在硬塑料蓋帽上直接使用鉚釘槍將蓋帽與鋁合金塔尺用鉚釘固定住。然后測量掛鉤上的刻度線與塔尺上刻度線的距離初值，再掛在試驗(yàn)室內(nèi)掛鉤上，恒溫（35度）恒濕（相對濕度80）條件下懸掛2天時(shí)間，測量兩刻度之間的距離。發(fā)現(xiàn)此種改造方式兩刻度間距離無變化，因此符合測量規(guī)范10mm帶鉤膨脹螺栓按照鋼材的彈性模量為2.06×10e5MPa，因此在隧道施工環(huán)境中2公斤塔尺掛上后的重力變形可忽略不計(jì)

8、。鋁合金塔尺為國家標(biāo)定儀器，鋁合金的彈性模量為0.7×10e5MPa，所以在隧道施工環(huán)境中的自身重力變形可忽略不計(jì)實(shí)施二 進(jìn)行易用性調(diào)查針對此方法按照易用性調(diào)查原則制定了該方法的易用性調(diào)查表，針對測量水平初級、高級兩種層次的人員共15人進(jìn)行了調(diào)查問卷。調(diào)查結(jié)果如下：實(shí)施三 進(jìn)行試驗(yàn)測量，且召開小組會(huì)議討論規(guī)則制定首先通過3次試驗(yàn)測量發(fā)現(xiàn)，我們的監(jiān)測速度全部達(dá)到了目標(biāo)值要求。其次 我們也發(fā)現(xiàn)一些方法使用規(guī)則上的漏洞，造成一些歧義，得到以下幾個(gè)問題。問題一：臺(tái)階法施工部分區(qū)域高度正好不夠塔尺展開，無法到達(dá)固定卡槽位置，如何測量？問題二：部分洞頂下沉鉤搭設(shè)時(shí)方向不定，帶鉤塔尺掛上后，導(dǎo)致尺

9、面與水準(zhǔn)儀觀測方向平行，影響測量？問題三：由于隧道噴射混凝土施工，部分拱頂下沉鉤上帶有部分噴射渣料，如何解決？針對這些方法使用規(guī)則上的問題，小組成員通過會(huì)議形成了，新方法的使用規(guī)則一文。實(shí)施四 制作專用記錄表格格式及電子版計(jì)算表格針對新方法，我們制作了相應(yīng)的專用記錄表表格及電子版計(jì)算表格，進(jìn)一步完善了方法。新方法在公司海珠廣場站隧道內(nèi)使用的情況八 效果檢查1 課題設(shè)定目標(biāo)值檢查提高拱頂下沉監(jiān)測效率，及時(shí)提供有效監(jiān)測數(shù)據(jù)的目標(biāo)完全實(shí)現(xiàn)！2經(jīng)濟(jì)效益新方法的研制，極大的節(jié)省了拱頂下沉監(jiān)測所需時(shí)間。對比24個(gè)點(diǎn)的監(jiān)測，傳統(tǒng)方法需要240分鐘，新方法只需要116分鐘。解放了生產(chǎn)力，為項(xiàng)目的安全生產(chǎn)及生產(chǎn)進(jìn)度提供了有力的保障。3社會(huì)效益1 該方法得到了公司總部的肯定。2 兄弟單位對此種方法專門來進(jìn)行了，學(xué)習(xí)觀摩。4無形效益QC小組召開會(huì)議，對對本次QC小組活動(dòng)前后進(jìn)行自我評價(jià)。九 鞏固措施 1、分公司范圍內(nèi)推廣應(yīng)用 2、經(jīng)小組整理和總結(jié)后，編寫出拱頂下沉監(jiān)測的新方法上報(bào)公司。納入企業(yè)工法中，在全公司范圍內(nèi)推廣應(yīng)用。 今后的體會(huì)及打算 小組成員體會(huì)到，在今后的工程施工中，將有許多問題會(huì)出現(xiàn)在我們的面前。只要