《减少TBM隧道管片错台》获重庆市市政工程协会QC发布会三等奖

时间：2017-12-02 10:16

提高工作效率，降低施工成本

□郭方禄蔡旭红

重庆轨道交通环线工程是市政府的重点工程，其中，重庆交建集团承建轨道交通环线体育公园站、冉家坝站及区间隧道工程又是重庆建工集团建设的第一个TBM项目，为了优质高效建好工程，提高工作效率，降低施工成本，该项目部积极开展QC活动，解决施工过程中的难题。去年，该工程项目TBM区间施工完成，同时项目部也完成了申报QC成果。今年，4月11日，项目部TBM隧道管片错台控制QC小组成员在参加市政工程协会QC成果发布会上，对申报的《减少TBM隧道管片错台》QC成果进行了深入浅出的讲解，以PPT的形式向参会人员展现了项目部的QC成果，并由此获得市QC成果三等奖，向行业同仁展示了重庆交建的风采。

减少TBM隧道管片错台，成立项目QC小组活动组。重庆市轨道交通环线体育公园车站、冉家坝车站及区间隧道工程位于江北区与渝北区交界处，标段包括2个复合式TBM区间，自南桥寺沿盘溪路向北行，至石子山体育公园南侧新建道路进入体育公园站，沿新建道路东行至冉家坝站，TBM区间工程共长2316.860米。而TBM隧道管片错台QC小组成立于2016年2月16日，并确定的课题类型为现场型，开展了4个月活动。小组成员：由项目部经理汪平任组长，项目部副经理王曙光任副组长，土木总工王龙任技术指导，机电总工、副总工、技术员、测量主管成员和试验负责人共8人。小组成员均接受过48小时以上的QC教育，每周定期活动一次。QC小组活动拟定的计划为：课题确定，现状调查，确定目标，分析原因，要因确认，制定对策，对策实施，效果检查，巩固措施，总结和展望。

QC小组选题及目标。项目QC小组作了3项选题理由：一是南桥寺～体育公园站区间隧道右线曲线始发错台较大；二是管片错台直接影响隧道成型质量；三是本项目技术管理人员多数为第一次接触盾构施工，提高施工和管理人员管理、施工水平。选好课题后立即开展了现状调查，QC小组对现场已掘进拼装完成的体冉右线成型管片错台进行了检查，根据管片错台数据的统计，进行了不合格点频率统计。从统计管片错台调查表看出，环向错台占管片错台率的81.25%，环向错台是治理管片错台的症结所在。为此，设定项目QC小组活动目标，在50环内将错台管片合格率提升到95%以上，严格将管片错台控制在每环相邻管片的高差4毫米，纵向每环管片相邻高差4毫米以内。

QC小组成员分析管片错台原因。项目部领导班子发现管片错台量大的问题后，多次组织参与盾构施工的所有技术人员、盾构司机、作业班组拼装手召开管片拼装质量分析会，邀请盾构施工专家到现场进行技术指导，并请集团领导到项目部对管片拼装质量进行原因分析后，制订了相应的处理措施，加强了项目部及作业班组参与施工的主要人员进行管片拼装质量控制培训；同时，项目QC小组成员集思广益，分别从人、机、料、法、环5个方面进行了分析讨论管片错台4种因素，即“管片拼装不规范、管片下沉、盾构机姿态控制不佳、管片法面与盾构掘进方向不垂直。”并从列举的“盾构司机经验不足，导致盾构姿态控制较差；值班工程师经验不足，管片选型不合理；管片拼装手经验不足，拼装技术不能满足规范要求；浆液不足，管片脱出盾尾后，管片下沉，造成错台；管片螺栓未及时复紧；管片结构尺寸存在缺陷；盾尾椭圆度不满足要求，盾尾失圆；管片拼装机出现微调不灵敏的情况；千斤顶撑靴与管片之间存在夹角”9条要因确认项目QC小组分析了管片错台的末端因素，且对要因进行了确认为：非要因和要因的结论。

制定对管片错台实施对策。项目QC小组确定了管片错台主要因素后，制定了2项应对措施：一是管片脱出盾尾后，管片下沉，造成错台因素，改进同步注浆方式，在浆液中加入速凝剂，并在必要时打环箍保住浆液，保证管片背后有足够的浆液将脱出盾尾的管片稳固住，防止管片下沉的对策；二是盾构机推进油缸的衬靴与管片环面间的夹角、不密贴，致使管片错台及破碎因素，将管片间的传力衬垫由原来的1层变为2层，增加面与面间挤压形变量，减少由于点接触而造的应力集中现象，从而减小因油缸衬靴与管片环面之间存在夹角产生的分力，保证管片环面受力均匀的对策。同时，采取2项实施对策：一是增加传力衬垫厚度，将管片间的传力衬垫由原来的1层变为2层，增加面与面间挤压形变量，减少由于点接触而造成的应力集中现象，从而减少管片的错台量；二是改进同步注浆方式，本工程主要通过盾尾处的同步注浆孔，利用TBM盾构机所配置的同步注浆系统进行管片背后注浆。根据本工程地质环境条件，体冉区间右线属长下坡施工，且岩层水量较大，为了保住管片背部浆液，利用本工程配备的二次注浆系统，在第184环处进行打环箍保浆。2次注浆采用水泥-水玻璃双液浆，通过在管片的吊装孔进行开口的方式，利用双液注浆泵进行压浆，逐渐把浆液磊高形成一个封闭环，减小水流的流动，起到保浆的作用。并针对地层出现较大地下水，TBM盾构机止浆板出现破损、掉落等情况，导致浆液流失较多，管片错台严重。通过实验配合比加入一定剂量的液态速凝剂的方法，调控浆液的凝结时间，减少浆液的流失。

项目QC小组对效果检查。一是现场检查，通过本次QC小组活动，管片错台得到明显改善，合格率达到96%，说明对策切实可行，本次QC取得了预期的效果。二是效益收获，通过项目QC活动，项目部有效地改善了复合式TBM盾构施工中管片错台的难题，极大地提高了项目部技术人员对于TBM盾构施工过程中所面临的实际难题的分析、处理能力，同时为项目部管理团队积累了盾构施工中减小管片错台的宝贵经验；从近期经济效益看，由于增加了传力衬垫的使用量，注浆中增加了外加添加剂的用量，从而增加了经济成本；但从长远角度来看，通过项目QC活动，有效地减小了管片的错台量，提高了盾构隧道施工的质量，避免了后期因管片错台量大而引发的管片漏水处理和管片破裂修补次数较多所带来的经济投入。

项目QC小组巩固措施。在针对主要原因采取的措施后，项目QC小组制定了4项巩固措施：一是对进场管片严格进行检查，不符合要求的管片一律退回；二是严格执行防水材料粘贴技术人员旁站制度，杜绝因防水材料粘贴而造成的质量问题；三是作业班组严格执行管片螺栓3次复紧要求，当班技术员逐环进行检查；四是加强同步注浆，采用加速凝剂在同步注浆浆液中，缩短浆液凝结时间，保证浆液能够留在管片背后。

项目QC小组活动在管片错台控制方面取得了显著的效果，为工程质量提供了保证，为交建集团在以后的地铁盾构施工中积累了经验，真正提高了交建集团轨道交通施工实力。通过项目QC小组活动，小组成员对施工中发现问题的分析意识、参与意识、改进意识都有了明显的提高，增强了小组成员的个人能力，提高了解决问题的信心，团队精神也得到了很大的增强。展望下一步，盾构管片错台控制一直以来都是盾构施工的共惯性问题，且问题原因层出不穷，同样的质量问题，处理的方法和选择却不尽相同，因此遇到问题后的收集、整理、分析就显得尤为重要；QC小组成员表示以后将更多注意收集管片错台控制方面的资料，以为公司盾构推进管片错台控制贡献一份力量。虽然，目前的错台问题已经得到解决，但后续施工或许还会遇到新的问题，项目部将继续组织QC小组成员，积极开展科技创新活动，将创新技术应用到工程施工实践中去，进一步提高工程项目科技创新水平。