通風(fēng)深豎井地面預(yù)注漿效果影響因素研究

張 遵 義

(河南理工大學(xué)土木工程學(xué)院，河南 焦作 454000)

0 引言

目前，我國(guó)豎井地面預(yù)注漿加固工程，注漿質(zhì)量參差不齊，仍有很大的提升空間。而在實(shí)際注漿工程施工中可以通過QC活動(dòng)小組的實(shí)施來提升注漿效果。張新等[1]采用QC小組模式對(duì)溶洞注漿工程前期調(diào)查、目標(biāo)設(shè)定、對(duì)策制定、技術(shù)執(zhí)行和后期檢查等階段進(jìn)行管理，并對(duì)其在注漿合格率的影響程度進(jìn)行量化，取得良好效果。倪自玉[2]通過理論分析、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查等方法，分析制約深孔注漿率的關(guān)鍵性影響因素，并提出針對(duì)性治理措施，取得較好的治理效果。陳江洪[3]開展QC小組活動(dòng)，從而提高每個(gè)職工的質(zhì)量意識(shí)使得工程施工進(jìn)一步制度化、標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。林祥德、尚秀君[4,5]等人對(duì)QC活動(dòng)小組在質(zhì)量控制中的作用進(jìn)行了研究。張麗輝[6]針對(duì)建筑施工企業(yè)中QC活動(dòng)整體水平不高,更有甚者是停留在表面而不能務(wù)實(shí)開展的問題,從建筑業(yè)生產(chǎn)QC活動(dòng)的現(xiàn)狀、QC活動(dòng)的教育及QC活動(dòng)的激勵(lì)等方面就如何解決這些問題進(jìn)行了簡(jiǎn)述,以促進(jìn)建筑施工企業(yè)的健康發(fā)展。本文就QC活動(dòng)小組在實(shí)際工程中的應(yīng)用進(jìn)行了跟蹤調(diào)研，并對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)果進(jìn)行了分析，得出了QC活動(dòng)小組在現(xiàn)實(shí)工程項(xiàng)目應(yīng)用中具有巨大價(jià)值。

1 工程概況

寶坪高速公路LJ-4合同段秦嶺天臺(tái)山隧道2號(hào)豎井包含1座排風(fēng)井和1座送風(fēng)井，樁號(hào)為K159+445(ZK159+321)，設(shè)計(jì)凈直徑均為8.5 m，兩井口間距34.28 m，井深分別為560.81 m,554.68 m。項(xiàng)目區(qū)域?qū)偾貛X以北的暖溫帶半濕潤(rùn)氣候區(qū)，全年的氣候變化受制于季風(fēng)環(huán)流，冷暖干濕四季分明。地層巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化中粗粒黑云母花崗巖，少量中風(fēng)化巖。強(qiáng)風(fēng)化巖巖石結(jié)構(gòu)構(gòu)造大部分破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較軟，巖體破碎，自穩(wěn)能力差，無支護(hù)時(shí)側(cè)壁易失穩(wěn)。針對(duì)此種情況，對(duì)豎井井口較為破碎的段落考慮采用一定超前注漿方案，確保施工安全。

2 課題選定及依據(jù)

項(xiàng)目部結(jié)合工程施工進(jìn)展的實(shí)際情況成立QC小組，并結(jié)合施工過程中遇到的各種技術(shù)問題進(jìn)行課題目標(biāo)的選定，其主要考慮以下幾點(diǎn)因素：1)寶坪高速公路LJ-4標(biāo)是山西交通集團(tuán)建設(shè)的重點(diǎn)工程，工期緊、任務(wù)重、要求高、影響大，必須如期安全完工。2)該豎井工程位于秦嶺山麓海拔1 800多米，地質(zhì)情況復(fù)雜，巖石風(fēng)化顯著，巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)，巖質(zhì)較軟，穩(wěn)定性差，因此對(duì)豎井井口較為破碎的段落考慮采用一定超前注漿方案，確保施工安全。而注漿效果的好壞起著關(guān)鍵的作用。3)天臺(tái)山隧道深豎井通風(fēng)工程項(xiàng)目是中交二公局四公司承接的第一個(gè)此類項(xiàng)目，技術(shù)人員年輕化，施工經(jīng)驗(yàn)少，如何培養(yǎng)技術(shù)人員提高其注漿施工水平顯得尤為重要。

3 現(xiàn)場(chǎng)調(diào)研

項(xiàng)目部對(duì)即將開展的深豎井地面預(yù)注漿過程中可能出現(xiàn)的問題，成立了專門QC質(zhì)量控制小組具體負(fù)責(zé)實(shí)施，對(duì)深豎井地面地質(zhì)情況用地質(zhì)雷達(dá)監(jiān)測(cè)對(duì)地表加固注漿進(jìn)行了持續(xù)監(jiān)控，并詳細(xì)記錄了注漿過程中出現(xiàn)的問題和相關(guān)數(shù)據(jù)。QC小組專門指定2名技術(shù)人員，進(jìn)行實(shí)時(shí)跟蹤記錄：地面漿液擴(kuò)散和水量變化情況、地表加固注漿進(jìn)展情況，并記錄相關(guān)數(shù)據(jù)和注漿效果情況。

4 目標(biāo)設(shè)定及現(xiàn)存問題

4.1 目標(biāo)設(shè)定

QC小組成員結(jié)合項(xiàng)目的實(shí)際情況進(jìn)行了深入的討論與研究，并設(shè)定了科學(xué)的目標(biāo)值。根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的調(diào)查數(shù)據(jù)可知，影響注漿效果的主要因素是注漿孔的位置和注漿的壓力，影響程度達(dá)到了66%，應(yīng)著重加以控制。注漿孔的位置必須嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)孔排距布置，其誤差必須控制在國(guó)家現(xiàn)行的法律法規(guī)標(biāo)準(zhǔn)的范圍內(nèi)，保障注漿孔可以在巖石中盡可能的均勻排布。由于項(xiàng)目地處秦嶺地區(qū)，地質(zhì)條件復(fù)雜，而注漿壓力的確定又與巖石的物理及力學(xué)性質(zhì)、巖石的節(jié)理走向、漿液的濃度以及水文條件等密切相關(guān)，為此必須做好巖石力學(xué)試驗(yàn)、地質(zhì)雷達(dá)超前預(yù)報(bào)等工作。由于初次注漿孔布置位置合格率僅為50%，注漿過程中注漿壓力的控制不能很好的把握導(dǎo)致合格率僅為63%，導(dǎo)致注漿效果合格率僅為55%，理論上如果將這兩項(xiàng)影響注漿質(zhì)量的關(guān)鍵因素全部解決到位，注漿效果合格率將提高到93%，加之考慮其他因素對(duì)注漿效果的影響，故QC小組將活動(dòng)目標(biāo)值設(shè)定為90%。

4.2 現(xiàn)存問題

通過對(duì)技術(shù)人員現(xiàn)場(chǎng)施工實(shí)施跟蹤記錄的數(shù)據(jù)加以收集與分析，QC小組總結(jié)出了影響注漿效果的幾點(diǎn)問題，并從人、機(jī)、料、法、環(huán)，五個(gè)方面進(jìn)行分析并繪制了特性要因圖(見圖1)。

1)經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場(chǎng)的施工人員對(duì)注漿工藝掌握差，有時(shí)還出現(xiàn)工作隨心情，技術(shù)交底不及時(shí)的現(xiàn)象。

2)經(jīng)小組現(xiàn)場(chǎng)檢查確認(rèn)，由于在注漿過程中注漿壓力的不穩(wěn)定性，有時(shí)壓力會(huì)超過設(shè)計(jì)壓力值導(dǎo)致注漿管的頂起；以及注漿完畢后不等注漿壓力達(dá)到預(yù)定值而將注漿管拔出導(dǎo)致效果不理想。

3)通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)注漿材料的檢查，發(fā)現(xiàn)同一批次的水泥特性也略有不同；配制注漿液時(shí)，存在骨料未全部清洗干凈；砂石級(jí)配比不當(dāng)?shù)葐栴}導(dǎo)致和易性不能滿足要求。

4)通過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)機(jī)械的檢查發(fā)現(xiàn)注漿管與注漿機(jī)械的連接處的螺栓銹住，無法擰緊導(dǎo)致漏氣泄壓，并使得注漿壓力達(dá)不到預(yù)定值。而注漿泵本身也存在著老化的現(xiàn)象致使注漿效果達(dá)不到預(yù)期。

5)經(jīng)小組現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，注漿工人在注漿時(shí)未對(duì)注漿孔的清洗放在心上而是應(yīng)付了事，洗孔不徹底；注漿過程中未嚴(yán)格按照施工組織工序進(jìn)行施工；注漿的順序隨意性比較大、注漿時(shí)間間隔把握的不理想。

5 制定對(duì)策

QC小組成員通過現(xiàn)場(chǎng)的研究與討論，針對(duì)注漿過程中出現(xiàn)的問題制定了如下應(yīng)對(duì)對(duì)策：

1)針對(duì)施工人員注漿流程不熟悉、工作隨意性大等問題。

加強(qiáng)對(duì)施工人員崗前教育、技術(shù)培訓(xùn)、技術(shù)交底等工作，提升工人的業(yè)務(wù)技能及業(yè)務(wù)素養(yǎng)，并輔助以獎(jiǎng)懲制度、考核制度，使得施工人員牢固樹立質(zhì)量第一的思想。

效果檢驗(yàn)：通過加強(qiáng)對(duì)施工人員的管理后，技術(shù)層面逐步提升，思想方面高度重視。

2)針對(duì)注漿壓力不穩(wěn)定出現(xiàn)注漿管頂起問題。

注漿壓力過大可以通過調(diào)小注漿壓力閥門來解決，還可以適當(dāng)減少和易性來解決。由于現(xiàn)場(chǎng)注漿噪聲大，這就需要現(xiàn)場(chǎng)注漿人員觀察到的信息能夠及時(shí)傳遞給注漿控制室，比如給他們配備對(duì)講機(jī)等，這樣信息就可以互通有無，及時(shí)準(zhǔn)確傳遞。若注漿量達(dá)到后，繼續(xù)注漿使得注漿管頂起，這時(shí)停止注漿并等注漿壓力下降到設(shè)計(jì)要求后再將注漿管拔出，進(jìn)行下個(gè)注漿孔注漿。

效果驗(yàn)證：通過嚴(yán)格貫徹落實(shí)各項(xiàng)措施后，檢查跟蹤后續(xù)的注漿作業(yè)，注漿管被頂起的現(xiàn)象大大減少。

3)針對(duì)注漿設(shè)備問題。

及時(shí)安排維修人員對(duì)注漿機(jī)械設(shè)備進(jìn)行全面的檢查、維修保養(yǎng)等。

效果檢驗(yàn):注漿機(jī)械設(shè)備良好運(yùn)行，未再出現(xiàn)其他問題。

4)針對(duì)注漿材料的問題。

安排專門的管理人員對(duì)現(xiàn)場(chǎng)材料質(zhì)量嚴(yán)格把控，不合格產(chǎn)品堅(jiān)決不能進(jìn)場(chǎng)，現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室充分利用起來，堅(jiān)決把好材料這一關(guān)，從源頭抓起。

效果檢驗(yàn)：通過對(duì)材料的嚴(yán)格把控，杜絕了產(chǎn)品不合格問題。

6 效果檢查

QC小組通過一系列措施的實(shí)施，解決了施工人員松懈問題，注漿管被頂起問題、注漿材料本身的性質(zhì)問題、注漿故障等問題。有效地提高了注漿質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了活動(dòng)目標(biāo)值。通過對(duì)實(shí)施后的注漿效果跟蹤檢查記錄，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行整理匯總，并用柱狀圖(如圖2所示)進(jìn)行注漿效果合格率比對(duì)。

通過此次實(shí)施的效果來看，注漿質(zhì)量明顯提高，注漿合格率達(dá)到了設(shè)定的目標(biāo)值，并超了三個(gè)百分點(diǎn)達(dá)到了93%。通過此次的活動(dòng)，對(duì)注漿工藝進(jìn)一步優(yōu)化，減少了注漿量，節(jié)約了成本，提高了注漿效率和質(zhì)量，減少了重復(fù)注漿大大縮短了工期，文明施工也深入心中，大大提高了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。與此同時(shí)QC活動(dòng)小組在活動(dòng)結(jié)束后認(rèn)真總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，撰寫成論文等加以發(fā)表推廣。小組成員還從發(fā)現(xiàn)問題、解決問題等方面，對(duì)此次小組活動(dòng)對(duì)自己的成長(zhǎng)進(jìn)行了客觀性地評(píng)價(jià)，如圖3所示。

7 結(jié)語(yǔ)

通過QC活動(dòng)小組在地面預(yù)注漿施工中的實(shí)踐，從人、機(jī)、料、法、環(huán)幾個(gè)方面找出了影響注漿合格率的原因，并針對(duì)問題原因制定詳細(xì)對(duì)策，同時(shí)也提出了預(yù)定目標(biāo)值，通過對(duì)對(duì)策的堅(jiān)決實(shí)施，使得工程質(zhì)量得到了強(qiáng)有力的保證，并實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)值，在縮短工期和節(jié)約成本的同時(shí)也實(shí)現(xiàn)了社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的雙重價(jià)值。而QC活動(dòng)小組成員也增強(qiáng)了質(zhì)量意識(shí)、團(tuán)隊(duì)意識(shí)，發(fā)現(xiàn)和解決問題的能力等，為以后類似工程項(xiàng)目積累了寶貴經(jīng)驗(yàn)。