反向擴(kuò)挖在洞庫(kù)掘進(jìn)大小斷面轉(zhuǎn)換中應(yīng)運(yùn)QC成果報(bào)告

XX集團(tuán)XXQC成果發(fā)布報(bào)告PAGEPAGE9反向擴(kuò)挖在洞庫(kù)掘進(jìn)大小斷面轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用項(xiàng)目QC活動(dòng)小組2022年4月1、工程簡(jiǎn)介XX項(xiàng)目地處山區(qū)，屬部隊(duì)軍事戰(zhàn)備工程,工程保密性和環(huán)境保護(hù)要求高，我項(xiàng)目部承建該工程的一區(qū)（2號(hào)口）、二區(qū)（2號(hào)口）、三區(qū)、四區(qū)、五區(qū)、七區(qū)、十區(qū)及3#通風(fēng)口、4#通風(fēng)口，總建筑面積約為10280.48㎡。該洞庫(kù)項(xiàng)目共有52種斷面形式，地質(zhì)條件復(fù)雜，施工難度大，斷面跨度、高度變化種類(lèi)多，開(kāi)挖轉(zhuǎn)換頻率高，斷面最大跨度18.38米，最小跨度2.2米，最大挑高14.58米，最小挑高3.4米，最多處一個(gè)大跨度洞室邊墻開(kāi)挖出八個(gè)小跨度洞口，共三種斷面形式，通道掘進(jìn)150米，跨度從2.66米到10.7米不等，斷面變化高達(dá)12種之多；隧道圍巖以Ⅳ級(jí)為主，總體工程地質(zhì)條件較差，隧道巖體為水平風(fēng)化石英巖和石英巖板互層，節(jié)理發(fā)育，圍巖比較破碎，覆蓋層較薄，圍巖穩(wěn)定性差，地表水滲漏比較嚴(yán)重，被覆比較厚，節(jié)產(chǎn)狀近水平，地質(zhì)情況復(fù)雜，且采用落地直墻拱，毛洞的跨度比較大，對(duì)圍巖的穩(wěn)定性更加不利，極易發(fā)生掉塊和塌方。2、小組概況本QC小組是根據(jù)工程的實(shí)際需要，與2011年成立，成員12名，由領(lǐng)導(dǎo)、技術(shù)干部和工班操作人員等組成，為三結(jié)合型QC小組，小組成立以后緊緊圍繞現(xiàn)場(chǎng)施工生產(chǎn)積極開(kāi)展活動(dòng)，成員參加活動(dòng)率在95％以上。圍繞本課題．全組共進(jìn)行主要活動(dòng)12次，針對(duì)不同時(shí)期的情況進(jìn)行具體分析。發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)找原因、定對(duì)策、布置任務(wù)，達(dá)到全組成員思想明確統(tǒng)一。經(jīng)過(guò)實(shí)踐證明，本QC小組活動(dòng)成績(jī)顯著，攻克了在水平風(fēng)化石英巖和石英巖板互層地質(zhì)特點(diǎn)復(fù)雜情況下大小斷面轉(zhuǎn)換后洞室成形控制的難關(guān)．而且實(shí)踐了施工技術(shù)與人員管理相結(jié)合的控制管理方法。1、注冊(cè)情況小組名稱(chēng)XX項(xiàng)目QC技術(shù)活動(dòng)小組成立時(shí)間2019年3月15日課題名稱(chēng)反向擴(kuò)挖在洞庫(kù)掘進(jìn)大小斷面轉(zhuǎn)換中的應(yīng)用課題類(lèi)型現(xiàn)場(chǎng)型組長(zhǎng)XX活動(dòng)日期2013.3.15～2013.4.10課題注冊(cè)2013.3小組成員12人注冊(cè)編號(hào)cr23g-5-2013-01活動(dòng)頻次2～4次/月QC活動(dòng)時(shí)間22課時(shí)小組成員姓名性別年齡文化程度職務(wù)組內(nèi)分工組長(zhǎng)XX男34本科經(jīng)理全面組織負(fù)責(zé)組員XX男35本科總工組織協(xié)調(diào)XX男52專(zhuān)科副經(jīng)理組織實(shí)施XX男32本科副總工技術(shù)負(fù)責(zé)XX男28專(zhuān)科安質(zhì)部長(zhǎng)質(zhì)檢負(fù)責(zé)XX男28本科測(cè)量工測(cè)量負(fù)責(zé)XX男51高中掘進(jìn)班長(zhǎng)工班管理XX男43技工爆破班長(zhǎng)工班管理XX男36技工爆破工爆破作業(yè)XX男32技工爆破工爆破作業(yè)XX男35技工風(fēng)槍手鉆孔作業(yè)XX男37技工風(fēng)槍手鉆孔作業(yè)2、QC小組成員和分工3、選題理由A、地質(zhì)復(fù)雜、圍巖節(jié)理裂隙發(fā)育、破碎、變化頻繁，斷面及斷面交叉口、斷面轉(zhuǎn)換過(guò)渡段施工爆破成型難度大，同時(shí)超欠挖情況十分嚴(yán)重；B、小大斷面洞室變換段處于復(fù)雜的受力狀態(tài)，洞室的結(jié)構(gòu)承載力差，爆破對(duì)圍巖的擾動(dòng)相當(dāng)嚴(yán)重，極易引起塌方，直接影響了人身的安全以及開(kāi)挖后圍巖的穩(wěn)定性；C、大洞室都與小跨度主坑道相連接，大小斷面開(kāi)挖斷面面積相差懸殊、斷面轉(zhuǎn)化頻繁，給施工帶來(lái)很大的難度；D、塌方或超挖加大了出碴和支護(hù)混凝土的工程量，對(duì)隧道的進(jìn)度、質(zhì)量，造成人力、物力的嚴(yán)重浪費(fèi)，致使工程成本增加，使工程經(jīng)濟(jì)效益嚴(yán)重下降；E、大小斷面轉(zhuǎn)化施工對(duì)工程進(jìn)度影響嚴(yán)重，一旦施工過(guò)程中發(fā)生塌方影響工期少則數(shù)天多則數(shù)月。4、活動(dòng)目標(biāo)和保證措施4.1活動(dòng)目標(biāo)A、防止隧道坍塌，降低超欠挖引起成本控制，控制開(kāi)挖輪廓。B、減少對(duì)圍巖的擾動(dòng)，保證施工安全。C、采用最有效的方法，保證工程施工工期。D、掌握隧道施工大小斷面轉(zhuǎn)換施工技術(shù)，總結(jié)出一套完善、系統(tǒng)的施工工藝和操作方法，為以后同類(lèi)工程提供理論和事件經(jīng)驗(yàn)。E、貫徹“低成本、零缺陷”戰(zhàn)略，應(yīng)用新技術(shù)已最低的成本完成隧道掘進(jìn)，提高項(xiàng)目經(jīng)濟(jì)效益。4.2保證措施A、施工前根據(jù)設(shè)計(jì)圖及現(xiàn)行規(guī)范，以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，編制專(zhuān)項(xiàng)施工方案，論證、設(shè)計(jì)施工方案。B、加強(qiáng)技術(shù)攻關(guān)，獲得現(xiàn)場(chǎng)第一手資料，并根據(jù)實(shí)際情況研究論證，調(diào)整施工方法，積累經(jīng)驗(yàn)，指導(dǎo)下一步各項(xiàng)工作。C、加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)培訓(xùn)，進(jìn)行詳細(xì)的技術(shù)交底，使小組每個(gè)成員掌握大小斷面轉(zhuǎn)換施工工藝及操作方法。D、對(duì)QC小組成員內(nèi)部分工，責(zé)任到人，精細(xì)管理，誰(shuí)出問(wèn)題誰(shuí)負(fù)責(zé)，明確獎(jiǎng)罰制度，獎(jiǎng)優(yōu)罰劣，重獎(jiǎng)重罰。E、加強(qiáng)圍巖監(jiān)控量測(cè)工作，掌握圍巖變化信息，用以指導(dǎo)施工成產(chǎn)。F、技術(shù)、質(zhì)檢人員跟班作業(yè)，做好現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量控制及原始資料的收集、匯總、分析等工作。G、定期召開(kāi)小組會(huì)議，針對(duì)施工中遇到的難點(diǎn)問(wèn)題，按“人、機(jī)、料、法、環(huán)”進(jìn)行原因分析，找出主要原因，指定對(duì)策，并全面落實(shí)。5、可行性分析A、項(xiàng)目經(jīng)理親自?huà)鞄洠?xiàng)目領(lǐng)導(dǎo)班子全員參與，各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)大力支持。B、技術(shù)管理人員勤奮好學(xué)，善于總結(jié)，具有較強(qiáng)的責(zé)任心和良好的團(tuán)隊(duì)精神。技工六名，具有豐富的施工經(jīng)驗(yàn)，操作人員水平較高，責(zé)任心強(qiáng)，長(zhǎng)期從事隧道掘進(jìn)施工作業(yè)。C、配備大型通風(fēng)機(jī)，人員、機(jī)械、照明設(shè)施、勞動(dòng)防護(hù)用品等配備充足，材料供應(yīng)及時(shí)，后勤保障良好。D、空壓機(jī)、鑿巖機(jī)等掘進(jìn)設(shè)備數(shù)量充足，運(yùn)行良好，可以滿(mǎn)足施工需要。6、活動(dòng)實(shí)施現(xiàn)狀調(diào)查3月10日七區(qū)內(nèi)外洞開(kāi)挖施工，本段圍巖級(jí)別都為Ⅳ級(jí)圍巖，主要為砂巖夾水平風(fēng)化石英巖和石英巖板互層，中厚層狀，節(jié)理裂隙發(fā)育，呈碎石狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，孔隙潛水較多，基巖裂隙水較豐富。地下水對(duì)普通混凝土不具侵蝕性。該區(qū)分兩個(gè)主洞、八個(gè)通道，主洞最大跨度18.38米，最大挑高12.5米，通道最小跨度3.7米，最小挑高5.35米，斷面變化11種，該區(qū)施工為本工程施工的“咽喉”，嚴(yán)重制約著工程施工工期，該區(qū)大洞室都與小跨度主坑道相連接，大小斷面開(kāi)挖斷面面積相差懸殊、斷面轉(zhuǎn)化頻繁，給施工帶來(lái)很大的難度。3月15日開(kāi)始四區(qū)通七區(qū)的施工準(zhǔn)備工作，因斷面變化在前期施工中還未曾有過(guò)，洞室“斷面轉(zhuǎn)換”存在“大斷面向小斷面轉(zhuǎn)換”和“小斷面向大斷面轉(zhuǎn)換”兩種工況。本小組召開(kāi)技術(shù)討論會(huì)，大斷面轉(zhuǎn)小斷面仍按照前期施工方案施工，大斷面洞室向小斷面洞室轉(zhuǎn)換時(shí)，采用“先封端，后開(kāi)口（視時(shí)進(jìn)行鎖口）”的方法。小斷面洞室開(kāi)口前，須對(duì)大斷面洞室末端進(jìn)行封閉。開(kāi)口時(shí)，盡量采用機(jī)械破除（或靜爆破碎）的方案，以確保圍巖穩(wěn)定，避免超挖；小斷面轉(zhuǎn)大斷面施工時(shí)，仍采用“先封端，后開(kāi)口（視時(shí)進(jìn)行鎖口）”的方法，距通道末端10米范圍內(nèi)設(shè)置10%坡度，到變截面后，對(duì)小斷面出口按照設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行支護(hù)后再向前掘進(jìn)4米，然后對(duì)大斷面上臺(tái)階向外擴(kuò)挖，達(dá)到設(shè)計(jì)斷面，支護(hù)后按照掘進(jìn)施工方案繼續(xù)施工；在施工中嚴(yán)格按個(gè)技術(shù)方案施工：⑴斷面轉(zhuǎn)換處發(fā)現(xiàn)斷層破碎帶、節(jié)理裂隙（造成楔形體）等不良地質(zhì)時(shí)，須立即封閉開(kāi)挖面。待確定可靠支護(hù)方案后，方可繼續(xù)掘進(jìn)。⑵斷面急變處開(kāi)挖，須采用弱振爆破（必要時(shí)，采用機(jī)械破除或靜爆破除），以確保圍巖穩(wěn)定，避免超挖。⑶須確保支護(hù)結(jié)構(gòu)施工質(zhì)量，必要時(shí)加強(qiáng)支護(hù)參數(shù)（如加密鋼架、實(shí)施超前支護(hù)等）。方案實(shí)施3月16日，四區(qū)通七區(qū)大斷面轉(zhuǎn)小斷面開(kāi)始掘進(jìn)施工，QC小組成員現(xiàn)場(chǎng)指導(dǎo)，施工人員嚴(yán)格按照技術(shù)方案作業(yè)，3月17日，大小斷面轉(zhuǎn)換成功，經(jīng)過(guò)QC小組成員現(xiàn)場(chǎng)量測(cè)，達(dá)到設(shè)計(jì)要求。3月22日，四區(qū)通七區(qū)通道基本完成施工，開(kāi)始進(jìn)行小斷面轉(zhuǎn)大斷面施工作業(yè)，經(jīng)QC小組成員現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)測(cè)圍巖變化，屬Ⅳ類(lèi)圍巖，巖石破碎，風(fēng)化嚴(yán)重，層間夾泥，面對(duì)該情況，立即上報(bào)現(xiàn)場(chǎng)指揮部領(lǐng)導(dǎo)，協(xié)同地質(zhì)專(zhuān)家進(jìn)行商討，決定在通道末端進(jìn)行永久鋼拱架支護(hù)后在進(jìn)行小大斷面轉(zhuǎn)化。3月24日，開(kāi)始進(jìn)行小大斷面轉(zhuǎn)換施工，按照技術(shù)方案，該段采用“短進(jìn)尺、弱爆破”，沿通道軸線(xiàn)掘進(jìn)，施工進(jìn)展順利，當(dāng)進(jìn)尺達(dá)到4米，開(kāi)始進(jìn)行擴(kuò)挖至3米時(shí)，突然發(fā)生掉塊，現(xiàn)場(chǎng)指揮人員立即要求所有人員撤出掌子面，隨即該處發(fā)生小面積塌方，暫停施工。原因分析3月22日QC小組全體成員針對(duì)上述問(wèn)題立即召開(kāi)討論會(huì)，大小斷面轉(zhuǎn)換運(yùn)用成熟，成形后各個(gè)尺寸均滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。但小大斷面轉(zhuǎn)換失敗，小大斷面轉(zhuǎn)化是一個(gè)十分復(fù)雜的問(wèn)題，目前還沒(méi)有可供參考的案例。為提高工程質(zhì)量和進(jìn)度，降低和盡量避免不必要的成本投入，我們?cè)诓殚喆罅康挠嘘P(guān)資料后，對(duì)各個(gè)因素進(jìn)行分析和研究，小組成員集思廣益，針對(duì)存在的問(wèn)題進(jìn)行了認(rèn)真分析討論并進(jìn)一步認(rèn)證及現(xiàn)場(chǎng)觀(guān)察，該部位地質(zhì)圍巖復(fù)雜多變，結(jié)構(gòu)承載力差，因此，該方法不適合目前的地質(zhì)圍巖條件，。制定對(duì)策由QC小組成員XX、XX、XX、XX、XX重新制定技術(shù)方案：小斷面洞室向大斷面洞室轉(zhuǎn)換時(shí)，采用“漸變延順，反挖擴(kuò)洞”的方法。在小斷面洞室進(jìn)入大斷面洞室過(guò)渡段導(dǎo)洞施工過(guò)程中，隧道自身圍巖性質(zhì)決定了洞室的結(jié)構(gòu)承載力差，設(shè)計(jì)圖紙中沒(méi)有提出臨時(shí)支護(hù)等內(nèi)容。因此為了保證隧道在施工中的安全、快捷，小大斷面轉(zhuǎn)化導(dǎo)洞臨時(shí)支護(hù)成為了施工的關(guān)鍵。本方案采用通過(guò)小大斷面轉(zhuǎn)化導(dǎo)洞上臺(tái)階臨時(shí)鋼支撐支護(hù)施工形成穩(wěn)定單元結(jié)構(gòu)，有效防止隧道坍塌，同時(shí)完成小大斷面施工體系轉(zhuǎn)換。1）小斷面洞室到達(dá)大斷面洞室設(shè)置過(guò)渡段根據(jù)小斷面洞室與大斷面洞室的斷面尺寸和施工機(jī)械設(shè)備的爬坡能力，從小大斷面洞室的變截面處開(kāi)始設(shè)置向上10%的縱坡，左右兩側(cè)側(cè)墻按照約4.5°的夾角向外擴(kuò)挖。按照垂直于導(dǎo)洞方向架立型鋼鋼架，并由連接筋連接，并打設(shè)鎖腳錨桿，具體施工參數(shù)如下：素噴C25混凝土50mm封閉裸露巖石；I16工字鋼從變截面處開(kāi)始架立，鋼架間距1.5米；鋼架之間采用Φ16鋼筋連接，間距0.5米，沿鋼架內(nèi)外交錯(cuò)布置；在鋼架各拱腳處打設(shè)一組鎖腳錨桿，沿鋼架向拱部每3米設(shè)置一組鎖腳錨桿，鎖腳錨桿采用Φ25鋼筋，3米長(zhǎng)。在鎖腳錨桿、連接筋施工完成后，再素噴C25混凝土50mm。2）過(guò)渡段導(dǎo)洞施工完畢后開(kāi)始對(duì)大斷面洞室上臺(tái)階進(jìn)行掘進(jìn)施工，并按照設(shè)計(jì)提供的支護(hù)參數(shù)進(jìn)行永久支護(hù)，如遇地質(zhì)圍巖與設(shè)計(jì)不符時(shí)及時(shí)與指揮部、地勘、設(shè)計(jì)進(jìn)行溝通，調(diào)整支護(hù)參數(shù)保證施工和營(yíng)運(yùn)的安全。為保證在過(guò)渡段導(dǎo)洞反擴(kuò)挖施工的安全，先對(duì)大斷面洞室上臺(tái)階按照左右半幅分別向大里程方向掘進(jìn)支護(hù)20米即可停止掘進(jìn)，后封閉掌子面，給施工人員和設(shè)備提供安全空間。3）進(jìn)行小大斷面過(guò)渡段進(jìn)行補(bǔ)炮剝離，反擴(kuò)挖成大斷面洞室標(biāo)準(zhǔn)斷面。首先對(duì)過(guò)渡段導(dǎo)洞的臨時(shí)鋼架支護(hù)進(jìn)行拆除，施工時(shí)保證施工安全的情況下進(jìn)行逐榀拆除，然后再反向開(kāi)挖。該段受力復(fù)雜，圍巖擾動(dòng)次數(shù)多，為確保安全，支護(hù)施工中嚴(yán)控按規(guī)范施工。4）施工要點(diǎn)小大斷面洞室過(guò)渡段導(dǎo)洞處于復(fù)雜的受力狀態(tài)，為保證過(guò)渡段安全挑頂施工的完成，過(guò)渡段導(dǎo)洞臨時(shí)支護(hù)的鋼架必須座落于一個(gè)牢固的落腳平臺(tái)，同時(shí)應(yīng)加強(qiáng)該段臨時(shí)支護(hù)的鎖腳錨桿施工，防止拱架下沉和傾斜。方案實(shí)施實(shí)施一：由XX組織、XX負(fù)責(zé)，對(duì)作業(yè)人員召開(kāi)質(zhì)量教育會(huì)議，明確各自的責(zé)任和義務(wù)，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)的督導(dǎo)控制，建立健全細(xì)化現(xiàn)場(chǎng)質(zhì)量監(jiān)控制度。實(shí)施人員：XXXX實(shí)施時(shí)間：2013年3月23日實(shí)施二：由XX組織、XX負(fù)責(zé)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)值班人員進(jìn)行思想教育，加強(qiáng)值班檢查獎(jiǎng)罰制度，以確保檢查制度落到實(shí)處。實(shí)施人員：XXXX實(shí)施時(shí)間：2013年3月24日～4月10日實(shí)施三：由XX組織、XX負(fù)責(zé)，由專(zhuān)業(yè)人員對(duì)鉆孔臺(tái)架進(jìn)行改裝，在頂層平臺(tái)設(shè)置簡(jiǎn)易臺(tái)架，調(diào)整頂層預(yù)留作業(yè)空間，方便臨時(shí)支護(hù)。實(shí)施人員：XXXX實(shí)施時(shí)間：2012年3月24日～4月10日實(shí)施四：由XX負(fù)責(zé)、XX實(shí)施，及時(shí)加工臨時(shí)支撐用鋼拱架，邊掘進(jìn)邊及時(shí)跟進(jìn)支護(hù)。實(shí)施人員：XXXX實(shí)施時(shí)間：2012年3月24日～4月10日實(shí)施五：由XX負(fù)責(zé)，XX配合，做好現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控，檢查填報(bào)地質(zhì)情況調(diào)查表，及時(shí)報(bào)告小組，對(duì)擴(kuò)挖尺寸及時(shí)復(fù)測(cè)，根據(jù)實(shí)況靈活應(yīng)運(yùn)，確定下一步施工方案。實(shí)施人員：XXXX實(shí)施時(shí)間：2012年3月24日～4月10日實(shí)施效果對(duì)策實(shí)施后，在后續(xù)進(jìn)行的隧道掘進(jìn)施工中，小組成員認(rèn)真落實(shí)各項(xiàng)對(duì)策，小組成員于2012年4月8日對(duì)擴(kuò)挖完成后的七區(qū)D0+000~003段開(kāi)挖斷面進(jìn)行質(zhì)量檢查，通過(guò)測(cè)量拱頂、拱腳各處坐標(biāo)，經(jīng)過(guò)測(cè)算，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，且超欠挖控制在20cm范圍內(nèi)，無(wú)任何安全事故的發(fā)生。實(shí)施綜合評(píng)價(jià)經(jīng)過(guò)運(yùn)行實(shí)踐檢驗(yàn)，采用“漸變延順，反挖擴(kuò)洞”的方法，不僅很好的解決了小斷面轉(zhuǎn)換大斷面的難題，開(kāi)挖質(zhì)量顯著提高，施工人員操作技能得到了提高,施工進(jìn)度也大大加快,而且也是一種創(chuàng)新工藝，達(dá)到本次QC小組活動(dòng)的目標(biāo)。通過(guò)此次QC活動(dòng)，保證了施工工期，減少了成本支出，不僅保證了施工質(zhì)量，消除了安全隱患，取得了較好的經(jīng)濟(jì)效益。該方法在隧道施工方面尚屬首次，該方案的成功實(shí)施不僅是施工技術(shù)的提升也是工藝技術(shù)的提升，在以后類(lèi)似的工程施工過(guò)程中，必將受到借鑒和推廣運(yùn)用，7、標(biāo)準(zhǔn)化及鞏固措施在這次實(shí)踐活動(dòng)中，提高了我們管理的規(guī)范化意識(shí)，使我們認(rèn)識(shí)到：只有善于開(kāi)拓思維、加強(qiáng)過(guò)程控制和嚴(yán)格按照質(zhì)量體系標(biāo)準(zhǔn)，才能保證工程施工的質(zhì)量?jī)?yōu)良。對(duì)這次QC活動(dòng)中摸索出隧道反擴(kuò)挖施工工藝，繼續(xù)探討、細(xì)化，力求完備，逐步標(biāo)準(zhǔn)化形成論文供今后施工參考