2中铁十四局二公司帷幕注浆QC小组

中铁十四局二公司帷幕注浆QC小组

一、工程概况

龙潭隧道工程是沪蓉国道主干线湖北宜昌至恩施高速公路的控制性工程，为上下行分离式隧道，右线全长8599m，左线全长8693m，是在建的全国第二特长公路隧道。隧道穿越地段岩溶地质多，岩溶水、裂隙水丰富。施工过程中为防止突水涌泥现象的发生，其中148m，根据设计要求采用帷幕注浆工艺进行注浆止水和固结岩体。

帷幕注浆施工：主要采用MK-150地质钻机钻孔， BW-250型注浆机进行岩体注浆，注浆液体为水玻璃和水泥浆组成的双液浆。

二、小组情况 课题名称 注册时间 小组类型 序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 姓名 姚洪瑞 刘红旗 王廷芳 苏国举 赵付升 田 郭金光 刘永奎 李洪江 平 均 年龄 33 38 32 28 29 29 31 32 36 32 确保隧道帷幕注浆质量 2005.05.20 攻关型 文化 程度 本科 本科 本科 本科 本科 大专 中专 中专 中专 组内职务 组 长 副组长 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 组 员 获 奖 情 况 序 号 1 2 课 题 名 称 确保大跨径超宽悬灌梁质量 控制沥青混凝土空隙率 奖 项 全国工程建设优秀小组 山东省优秀小组一等奖 年 度 2004年 2005年 起止时间 注册编号 小组人数 岗位/技术等级 总工/工程师 工程/工程师 工程师 工程师 工程师 测量/工程师 试验/技术员 掘进班班长/工人 注浆班班长/工人 TQC教育时间 200 210 190 180 180 140 90 80 80 150 2005.06～2005.10 CRSS2-2005-07 9 组内分工 全面控制 技术指导 质量管理 质量控制 现场管理 测量 试验 钻眼 注浆 制表：苏国举 时间：2005.06.15

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三、选题理由

四、现状调查

★确保隧道帷幕注浆质量

帷幕注浆施工是岩溶地质处理的关键工序，在我公司范围内尚属首次，也是我合同段的一大难点，注浆质量的好坏，决定了岩溶地质段能否安全、快速地掘进

注浆堵水成功率较低是少数专家对帷幕注浆工艺持否定态度的主要原因，龙潭隧道是全线唯一一处设计采用帷幕注浆施工的工程，注浆的成败关系到我公司的声誉

制图：王廷芳 时间：2005.06.15

1、通过查阅资料和借鉴以往的施工经验，结合本项目的特点，小组针对可能发生的问题进行了提前论证，制定了详细的施工方案。2005年8月01日喷射混凝土封闭开挖掌子面，对右线YK72+785～YK72+755段进行了帷幕注浆，开挖掘进后，小组对岩体渗漏水量、浆体渗透范围进行了现场实测，见下表：

岩体渗透水量（L/min） 33 5 14 13 32 3 5 1 5 41 5 2 0 32 1 2 7 4 14 0 13 35 24 35 31 32 25 14 22 4 12 4 6 38 5 9 2 25 25 22 6.2 5.4 4.0 5.5 4.3 6.4 5.6 6.2 8.3 7.3 浆体渗漏范围（m） 6.2 3.5 5.4 7.0 5.2 6.4 5.3 7.2 4.2 7.8 6.5 7.3 5.5 6.3 8.1 5.2 3.6 4.2 6.9 4.4 7.1 6.6 7.2 6.6 9.0 5.4 5.4 6.3 10.0 5.2 注：根据设计要求，岩体渗漏水量控制在20～30L/min之内；注浆范围至少为开挖轮廓线外5.0m 制表：刘红旗 时间：2005.09.05 20

2、小组成员对质量缺陷点进行了频数统计，见调查表一：

调查表一 序号 1 2 3 4 检查项目 岩体渗漏水量 浆体渗透范围 孔底偏差 岩石层理充填饱满程度 合计 检查数 40 40 40 40 W=160 频数 9 7 3 2 N=21 频率（％） 累计频率（％） 42.9 33.3 14.3 9.5 42.9 76.2 90.5 100 检查合格率＝(W-N)/W=（160-21）/160×100％=86.9％ 制表：苏国举 时间：2005.09.06 3、根据现状调查情况，绘制排列图

频数（次21 ）N=21 C类 B类 A类 排列图 90.5 累计频100 率90 （％80 ） 76.2 9 42.9 7 50

10.5 3 0 2 0

岩体渗漏水量 浆体渗透范围 孔底偏差 层理填充饱满程度

制图：王廷芳 时间：2005.09.06

结论：从排列图可以看出，影响注浆质量的主要问题为岩体渗漏水量和浆体渗透范围超标，二者累计频率为76.2%。

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五、活动目标及可行性分析 1、 活动目标

1.根据设计要求，岩体渗漏水量控制在20～30L/min之内；注浆范围至少为开挖轮廓线外5.0m；通过注浆，达到固结岩目标体的作用；按正常情况下半断面开挖进尺时，凌空面能够自稳，不坍塌 值 2.检查合格率达到95%以上 3.通过帷幕注浆，提高施工安全系数，减少开挖支护所需时间，加快施工进度，提高经济效益 制表：苏国举 时间：2005.09.06

2、可行性分析

◆邀请隧道专家进

◆施工中，选用工作

行讲座学习，查阅

和借鉴以往的施工经验，采用先进的机械设备和施工工艺，结合本项目的特点，精心组织，合理安排

目标能够顺利完成

细心的技术干部和具有丰富经验技术全面的隧道施工人员，不断加强培训学习，提高工作水平和质量意识，在施工中不断的发现问题，解决问题，对现场进行全过程跟踪指导和质量控制

◆项目管理中，运用全面质量管理方法，建立工序

质量责任卡，制定严格的工地“三检”制度，细化各项施工方案，发现问题及时解决纠正，并补充到施工方案中予以标准化

制图：刘红旗 时间：2005.09.06

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六、原因分析

小组成员运用TQC理论和方法，采用因果分析图，从“5M1E”六个方面对产生问题的原因进行讨论分析，绘制因果分析图一、二：

因果分析图一

人 技术人员缺乏责任心 现场检查制度不严 现场技术指导不足 管口卡口不严密 机 测 测量仪器没有定 期检测存在偏差 注浆压力不足 滤网眼孔寸偏大 注浆顺序不合理 注浆口封堵方式不当 浆液搅拌不均匀 水泥质量不稳定 空气污浊灯光太暗 岩体渗漏水量过大

法 料 环 制图：苏国举 时间：2005.09.07

因果分析图二

注浆管孔眼预留不准 注浆时没有分层分区段 地层特性多变 止浆塞效果不理想 浆体介质不均 机 料 浆体渗透范围超标 法 环 制图：刘红旗 制图时间：2005.09.07

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七、要因确认

从因果分析图中可以看出，影响注浆质量因素有多条，根据现场实际，对末端原因进行要因确认，见下表：

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序号 末 端 要 因 确 认 因 素 技术人员 现场技术人员未能深刻认识到帷幕注浆的重要性及内容，在自检中，不能1 缺乏责任心 严格按照各项指标控制和检查，责任心欠缺 现场质量监控制度虽建立但未具体化，没有签订责任状，做不到“事事有现场检查 2 人管，事事专人管”，遇事人人相互推诿，分不清责任人，致使现场控制制度不严 不严格；没有制订奖罚制度，能动性较差 现场技术 3 部分技术人员对帷幕注浆知识匮乏、不了解，导致指导不到位 指导不足 超前钢管在顶进过程中，端头多有卷曲和毛刺，注浆管在其端头用定制卡管口卡口 4 口连接时，由于毛刺作用，致使连接部位存在微缝隙，注浆过程中出现漏不严密 浆，卸压，但根据现场检查记录及情况反映看，此现象不多，漏浆较轻 5 6 7 8 9 结论 × √ × × 注浆压力 注浆泵性能不足，无法达到设计压力，注浆作业时，没有专职试验员根据√ 不足 注浆的不同阶段及时调节浆体粘度及凝胶时间 滤网眼孔 由于滤网眼孔偏大，浆液中固体小颗粒不能过滤，造成注浆孔眼堵塞，压尺寸偏大 力表数据虽然达到设计数据但实际注浆压力不能达到 注浆过程中，由一侧注浆到另一侧，对地下水走向分析不够准确，没有做注浆顺序 到沿地下水走向由上游注浆至下游，单孔注浆结束后，止浆阀保持孔内压不合理 力的时间短，浆液未完全凝固，造成串浆现象的发生，岩层孔隙未完全封闭 注浆口封堵注浆口没有按照要求先封堵后注浆，而是先注浆后封堵，造成浆液泄露，方式不当 无法达到设计压力 注浆过程中，浆液材料为现场拌制，人工添加水泥和水玻璃，浆液搅拌质浆液搅拌 量人为因素影响较大，浆液过于粘稠或过于稀薄，均会影响注浆质量，现不均匀 场反映情况，注浆过程较为连续，搅拌不均匀现象属个别现象 水泥质量 水泥质量过期结块，按施工配比配置的浆液离析而且含有固体小颗粒 不稳定 测量仪器 测量仪器未按规定每年定期到技术监督检测院检测 未定期检测 × √ × × × × 10 11 12 空气污浊 由于隧道开挖进尺较长，电压较低，洞内灯泡太少，洞内通风不及时，不× 灯光太暗 能完全排出洞内灰尘 注浆管孔眼预留不准确 注浆管送管前，注浆管壁上的孔眼预留除止浆盘范围外，全程均匀布设，但地层岩性的多变，决定了不同区段围岩固结所需浆液量不等，因此，注× 浆管有眼部分的长度，应该根据注浆孔的位置和注浆区域来确定，区别对待，受注浆泵流量，此偏差较小 在右线两区段注浆过程中，均使用锚固剂封堵注浆管与钻孔间隙，此方式因锚固剂凝结过程中存在收缩，造成间隙没有真正被封闭，无法完全抵抗× 高压浆体的作用，但因锚固剂收缩变形产生漏浆量相对于注入量甚微，此因素影响较小 岩溶区节理、裂隙发育无规则，溶隙间的连接性和填充物体特性也是千变万化，贯通性强的区段，注浆渗透范围就会大，填充体粉沙质泥土及小碎× 石多的地段，注浆渗透范围也会变大，如果地层特性探测不明，注浆渗透范围超标的可能较大 结 论 13 14 止浆塞效果不理想 15 地层特性 多变 续表 序号

末 端 因 素 要 因 确 认 25

注浆时没16 有分区段区别对待 浆体性质 不均 以往注浆过程中，同一断面的注浆管采用相同的注浆参数，势必会造成部分区段注浆渗透范围超标 浆体因凝结时间短，需要现场搅拌，及时调节，浆体的性质存在不同程√ 17 度的离析和结块，因注浆过程中使用的操作人员，施工经验少，技术不精，水泥、水玻璃的添加数量和添加时间控制不准，浆液的搅拌时间把握不准 √ 制表：刘红旗、赵付升 时间：2005.09.08 结论：经过讨论分析，要因共有5条，见因果分析图中黑体字部分。

八、制定对策

对 策 表 序号 要因 对策 目标 采 取 措 施 负责人 地点 时间 1 现场制定严格制度完检查的检查制善，责权制度 度，严格检明确 不严 查程序 达到设更换高压计最高泵和调节压力注浆压力 5.0MPa 调整注浆顺序 逐渐堵水至止水圈以外 2 注浆 压力 不足 注浆 顺序 不合 理 注浆时没有分区段区别对待 3 4 根据不同确保注地层特性浆量合确定注浆理分配 量 浆体选择优质性质5 材料控制不均搅拌时间 匀 浆体 均匀 1. 对施工各工序均建立严格的自检程序并形成制度； 2. 由总工负责与各个技术人员签订工地 姚洪瑞 包保责任状，责任明确到人； 会议室 3. 由李洪江负责制定工班奖惩办法，签订协议，建立激励制度。 1. 原有注浆泵性能低下，高压持荷时间短，购买高性能注浆泵； 赵付升 2. 注浆作业时，安排专职试验员根现场 郭金光 据注浆的不同阶段及时调节浆体粘度及凝胶时间。 1. 认真分析地下水走向，由上游注浆点渐次注浆至下游； 李洪江 现场 2. 先注无水孔后注有水孔，利用止浆阀保持孔内压力直至浆液完全凝固。 利用超前地质预报技术，结合钻孔取样的直观分析，做好各钻孔及同刘永奎 一钻孔不同深度的岩层特性记录，根现场 郭金光 据记录数据，在注浆过程中通过调节注浆压力等参数，控制注浆量 1. 试验人员现场控制材料质量，选择优质水泥和水玻璃，控制好水玻璃的添加时间和数量； 刘红旗 现场 2. 选择有注浆经验的技术人员现场技术指导和控制搅拌时间，能熟练操作的施工人员进行操作。 9.12 9.13 全 过 程 全 过 程 9.15 制表：苏国举 时间：2005.09.08 九、实施

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实施一：制定严格的检查制度，严格检查程序

制定一套完整的质量和技术管理制度来加强现场管理，包括工作程序制度和检查、验收制度，严格执行施工质量“三检制”和“联检制”，施工过程中填写《质量责任卡》，确保每道工序的可追溯性，项目部及施工队实行质量保证金姚洪瑞 制度，制定可行的奖惩制度，逐月兑现，与项目部全体技术人员签订了《技术包保责任状》，制定《技术奖惩办法》和各班组奖惩办法，各工序严格检查，及时兑现奖惩资金，充分调动工人的工作积极性和主观能动性 9月12日已完成

实施二：调节注浆压力

由于原有的注浆泵老化，工作性能不能满足注浆压力的需要，购置高性能赵付升 注浆泵，并负责调试，在使用前检查校正各种仪表的性能和工作状态，在正常工作状态下，确保注浆压力； 为了提高工人的工作积极性，使其充分认识到工作的重要性，QC小组分别制订了《浆体现场拌制规程》、《注浆泵操作规程》、《注浆作业指导书》等手册郭金光 和详细的技术交底下发到班组领导和工人手中，使其能够熟练掌握和控制注浆压力，在注浆施工过程中，安排专职试验员根据注浆的不同阶段浆体粘度及凝胶时间及时调节，保证注浆泵的压力和浆液的顺利注入 9月13日已完成 实施三：调整注浆顺序

根据分析的地下水走向，由上游注浆点渐次注浆至下游，先注无水孔后注李洪江 有水孔，先内圈后外圈，利用止浆阀保持孔内压力直至浆液完全凝固，并做好现场注浆和排水准备工作 全过程

实施四：根据不同地层特性确定注浆量

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刘 永 奎

将TSP地震波探测分析资料，地质雷达溶隙探测记录，红外线探水情况及钻孔取样的直观分析，收集齐全，交刘永奎汇总分析，根据分析提供的岩层特性资料，综合分析判断，拟定每一注浆孔的注浆量，和注郭 金 光

浆压力值，根据不同层次和不同区域在注浆过程中通过调节注浆压力，控制注浆量 全过程

实施五：浆体性质不均匀

刘 红 旗 选派经验丰富工作认真的试验人员到现场控制材料质量，选择优质水泥和水玻璃，根据理论配合比，把水泥浆搅拌均匀后再添加水玻璃，严格控制水玻璃的添加时间和数量，避免浆液因为早加水玻璃而造成浆液凝固； 选择注浆经验丰富、能够熟练操作的施工人员替换原有的人员，加强现场技术指导，控制搅拌时间和搅拌速度，避免因搅拌不均匀而产生结块和浆液离析 9月15日已完成

十、效果检查 1、现场实测

小组成员认真落实对策，对左线ZK72+756～ZK72+726段、右线YK72+755～YK72+725段注浆效果进行了检查，检查结果见调查表二。

调查表二 序号 1 2 3 4 检查项目 浆体渗漏范围 岩石层理充填饱满程度 孔底偏差 岩体渗漏水量 合计 检查数 80 80 80 80 W=320 频数 2 2 2 0 N=6 频率（％） 33.3 33.3 33.4 0 累计频率（％） 33.3 66.6 100 100 检查合格率＝(W-N)/W=（320-6）/320×100％=98.1％ 制表：苏国举 时间：2005.10.08 经检测，岩体渗漏水量、浆体渗漏范围在设计要求范围内，各项指标均得到有效控制，且检查合格率由86.9%上升到98.1%（见柱状图），达到了预期目标。

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100959086.9858095.098.1活动前目标值活动后

制图：王廷芳 时间：2005.10.08

2、由于渗水量得到有效控制，岩层裂隙填充密实，围岩自稳性有了较大提高，因而加快了掘进速度。 施工进度对照表 项 目 长度（m） 开挖所需时间（天） 平均日进尺（m） 活动前 30 21 1.43 活动后 30 16 1.88 制表：赵付升 时间：2005.10.10

3、由于措施采用得当，加快了施工进度，比计划工期提前47天，降低了施工成本，经项目成本部门核实，共节约成本41.9万元，见计算详表：

节约成本一览表 项 目 人工费 机械费 电 费 合 计 计 算 过 程 197天-150天=47天 50元/天·人×25人×47天=58750元 1.5台班/天×47天×2×1600元/台班=225600元 0.82元/度×47天×3500度/天=1340元 419240元 计算：刘红旗 时间：2005.10.10 4、通过帷幕注浆施工，掌握了隧道超前注浆堵水、固结围岩的施工特点，培养了一批技术人员和施工人员，为以后施工积累了经验。同时，通过活动，小组全体成员在质量意识、个人能力等方面均有不同的提高，详见小组自我评价表。

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小组成员自我评价表 评价项目 质量意识 个人处理问题能力 TQC知识 团队精神 自我评价 活动前（分） 3 3 2.5 2 活动后（分） 4.5 3.5 3 4 制表：王廷芳 时间：2005.10.12

十一、标准化及巩固措施

1、小组成员认真对龙潭隧道帷幕注浆施工工艺进行了总结，进一步丰富和完善了《帷幕注浆施工方案》，撰写的《龙潭隧道帷幕注浆施工技术》论文已在湖北省交通部门刊物上发表，并被评为集团公司优秀论文；

2、在后继帷幕注浆施工中，进一步巩固施工措施，持续保持工序质量责任卡制度，遵循制定的工地“三检”制度，加强施工人员的质量意识，加大奖惩力度，确保隧道帷幕注浆质量。

十二、遗留问题及今后打算

通过小组活动，一致认为围岩的不可预见性对帷幕注浆质量的影响相对较大，因此，如何准确分析岩层特性，进一步提高帷幕注浆固结围岩的效果，确保帷幕注浆质量更上一个新台阶，将是我们小组下步有待解决的问题。

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