引水隧洞下台阶光面爆破施工质量控制.doc

中铁十三局集团有限公司第二工程公司2023年度QC小组成果发表会材料

4#引水隧洞下台阶光面爆破
施工质量控制

小组名称：锦屏二级水电站东端引水隧洞项目QC小组
发 表 人：王伟东
发表时间：二○○八年十一月

中铁十三局集团有限公司第二工程公司锦屏项目部
目 录
一、工程概况 …………………………………………………1
二、小组概况 …………………………………………………1
三、选题理由 …………………………………………………2
四、现状调查 …………………………………………………2
五、活动目的 …………………………………………………4
六、活动情况 …………………………………………………4
第一次PDCA循环………………………………………………4
(一)要因确认 …………………………………………………5
(二)制定对策 …………………………………………………7
(三)对策实行 …………………………………………………7
(四)检查效果 …………………………………………………9
第二次PDCA循环………………………………………………12
(一) 要因确认…………………………………………………12
(二) 制定对策…………………………………………………14
(三) 对策实行…………………………………………………14
(四) 检查效果…………………………………………………15
七、制定巩固措施 ……………………………………………16
八、遗留问题和此后打算 ……………………………………16

4#引水隧洞下台阶光面爆破
施工质量控制
一、工程概况
锦屏二级水电站位于四川省凉山彝族自治州木里、盐源、冕宁三县交界处的雅砻江干流锦屏大河弯上，是雅砻江干流上的重要梯级电站。引水隧洞洞群沿线上覆岩体一般埋深1500～2023m，最大埋深约为2525m，具有埋深大、洞线长、洞径大的特点。是目前世界上规模最大的水工隧洞工程。我标段负责施工的东端3#、4#引水隧洞全长约16km，其中钻爆法施工段长约为13.5km。在4#引水洞钻爆法施工洞段，我标段采用的是新奥法进行施工。由于断面较大，面积约137m2，从开挖进度和质量的角度考虑，分上下台阶分别开挖。在实际开挖中，上台阶光面爆破效果较好，而在下台阶落底开挖中，光面效果较差，达不要相关规定。
为了提高4#引水隧洞下台阶的光面爆破质量，减少爆破的超欠挖情况，节约项目的施工成本，我们成立了控制4#引水隧洞下台阶光面爆破施工质量的QC小组。
二、小组概况
小组成立于2023年9月5日，重要由项目领导、质检人员、技术人员组成。每周坚持活动，针对下台阶开挖施工中存在的问题进行探讨，提出合理的解决方法，不断提高下台阶开挖光爆质量。
活动期间，我们小组成员自觉遵守组内的各种规章制度，不断学习钻爆法施工的相关知识，接受TQC教育，TQC教育平均时间70小时。小组成员简介详见《表2-1 QC小组成员表》

表2-1 QC 小 组 成 员 表
课题名称
4#引水隧洞下台阶光面爆破施工质量控制
小组名称
锦屏二级水电站东端引水隧洞项目QC小组
活动时间
2023.9.5-10.22
小组类型
攻关型
序号
姓 名
职 称
职 务
文化限度
组内职务
1
朱宏锐
工程师
项目经理
本科
顾问
2
段少国
工程师
项目总工
本科
组长
3
王伟东
工程师
质量部长
本科
副组长
4
顾海波
工程师
工程部长
本科
成员
5
李 强
助理工程师
技术员
本科
成员
6
万文冬
助理工程师
质检员
专科
成员
7
王国鹏
技师
测量班长
本科
成员
小组成员接受TQC知识均在70小时以上
制表：王伟东 日期：2023年9月5日
三、选题理由
1、本工程钻爆开挖工程量大，控制好引水隧洞的光面爆破效果将直接减少超挖量。不仅能为后续的钢筋网片施工，喷射混凝土施工提供良好的基岩面条件。更能减少二衬施工中混凝土用量，将直接为项目节约大量的成本投入。
2、本项目4#引水隧洞进行钻爆施工时，存在严重的上下台阶交叉施工、通行的问题。在选择下台阶开挖方案时必须给予充足考虑，同时部分施工作业人员操作经验、知识缺少。
3、本项目相关协议文献和规范对引水隧洞的超欠挖进行了具体的规定和明确。业主和监理单位对开挖质量非常重视，规定下台阶施工采用光面爆破的形式，每季度都开展质量巡检活动。项目部严格控制钻爆开挖的施工质量，下达实现爆破开挖综合合格率达90%以上的目的。
四、现状调查
2023年9月6日，对我标段4#引水隧洞采用左右分幅方案开挖完毕的15+800～15+770段的光爆情况进行了量测。下台阶开挖施工质量调查结果如表4-1所示。
表4-1 下台阶开挖施工质量情况调查表
序号
项目名称
检查点数
频率(点)
频率
累计频率
1
半孔率（合格）
60
32
36
36
2
径向超挖（≤20cm）
60
21
24
60
3
径向欠挖（无）
60
10
12
72
4
爆破台阶（≤10cm）
60
16
18
90
5
爆破裂隙（无明显）
60
9
10
100
6
合计
300
88
100

综合检查合格率：（300-88）÷300×100%=70.7%
制表：王伟东 测量：王国鹏 日期：2023年9月6日

根据开挖施工质量情况调查表4-1，本小组制出了相应排列图，如图4-1。

图4-1排列图 制图：王伟东 日期：2023年9月6日

结论：从排列图可以看出，下台阶爆破施工中的半孔率、径向超挖两项超过标准，占60% 。是下台阶钻爆开挖中的重要问题，只有消除这两项的影响，才干达成光面爆破的规定。
五、活动目的
1、目的值
1）、通过QC活动，技术、施工人员纯熟掌握全面质量管理方法。同时在施工中认真总结施工经验，完善施工程序。
2）、保证下台阶爆破开挖质量满足规范规定，具体数据指标如下表5-1所示。实现下台阶光面爆破开挖综合合格率达90%以上的目的。
序号
项目名称
合格标准
1
半孔率
残留炮孔痕迹在开挖面均匀分布，炮孔痕迹保存率：完毕岩石在80%以上，完毕性差的岩石不少于50%，破碎岩石不小于20%
2
径向超挖
平均径象超挖不大于20cm
3
径向欠挖
无欠挖
4
爆破台阶
相邻两茬炮之间的台阶不大于10cm
5
爆破裂隙
相邻两孔间岩面平整，孔壁无明显爆震裂隙
表5-1 光面爆破规范规定 制表：万文冬 日期：2023年9月6日
2、可行性分析
1）、项目领导的高度重视，小组顾问有丰富的钻爆施工经验。
2）、小组技术员队伍非常年轻，并且综合素质比较高，总体技术力量雄厚。
3）、由专业的施工队伍施工，全体人员高度重视，施工人员有虚心好学的先决条件。
六、活动情况
【第一次PDCA循环】
2023年9月7日对影响下台阶开挖质量的重要因素，半孔率、径向超挖进行因果分析。见如下因果图6-1。
（一）要因确认

图6-1 因果图 制图：王伟东 日期：2023年9月7日

2023年9月7日，本小组召开QC小组会，进行要因确认。
对下台阶爆破半孔率、径向超挖影响因素进行要因分析。
序号
末 端 因 素
验证方式
验证内容
负责人
验证时间
验证结果
1
工人操作水平低
现场验证
对现场工人的钻孔、及装药完毕情况及爆破作业人员证件进行检查，发现每班有4～5人操作水平较差。
李强
9.8～9.10
要 因
2
工人质量意识淡薄、不按交底施工
调查分析
经调查大部分工人质量意识不强，不能严格按照交底施工，在指定位置钻孔。
段少国
9.8
要 因
3
炮孔放样不准
现场验证
对四个开挖循环的测量放样进行复核，准确无误。
王国鹏
9.8～9.9
非要因
4
质检不细致
现场验证
技术人员能按规定及时指导施工，检查较细致。
王伟东
9.8～9.9
非要因
5
爆破方案需改善、钻孔装药参数不妥
调查分析
通过对左右分幅施工方案及相关参数爆破效果的调查，发现此方案对光面爆破效果很难保证。
顾海波
9.8～9.10
要 因
6
未根据围岩情况及时调整参数
现场验证
发现有三个循环，围岩较差，未能及时调整钻爆参数。致使超挖情况较大
王伟东
9.8～9.10
要 因
7
掌子面空气质量差、存在积水
调查分析
掌子面控制质量一般，存在积水，但对钻爆作业基本无影响
万文冬
9.10
非要因
8
炸药质量不合格、导爆管质量差
检查资料
检查出厂合格证，未发现质量问题
李强
9.9
非要因
9
凿岩机效率低、风水压不够
现场验证
现场检查，风水压足够，凿岩机完好。
万文冬
9.10
非要因
表6-1要因分析确认表 制表：万文冬 　　　 复核：王伟东 　　　　　　时间：2023年9月11日

经论证，影响爆破半孔率、径向超挖的重要因素即：
1、 工人操作水平低
2、 工人质量意识淡薄、不按交底施工
3、 爆破方案需改善、钻孔装药参数不妥
4、 未根据围岩情况及时调整参数

（二）制定对策
2023年9月12日，针对各项要因，制订了对策表。

序号
要因
对 策 措 施
负责人
完毕时间
1
工人操作水平低
对操作水平低的工人进行现场操作培训，培训后进行实际操作考核，对仍达不要规定的给予更换解决。
李 强
万文冬
9.12～9.15
2
工人质量意识淡薄、不按交底施工
加强教育、培训，制订处罚措施。对不按交底施工的给予罚款解决。
段少国
9.15～9.18
3
爆破方案需改善、钻孔装药参数不妥
改变施工方案，采用中间拉槽的方式，预留光爆层。调整钻孔、装药参数。
顾海波
9.12～9.15
4
未根据围岩情况及时调整参数
掌握掌子面前方围岩情况，根据不同地质情况，采用不同的爆破参数。
王伟东
9.15～9.25
表6-2 对策措施表 制表：王伟东 日期：2023年9月12日

（三）对策实行
【实行1】工人操作水平低
针对钻孔、装药工人操作水平参差不齐的情况。由万文冬编制了具体的钻孔、装药操作规程及注意事项，9月13日集中对操作要点进行讲解和培训，会后发相关的培训资料到工人手中。9月14日，由李强组织有经验的纯熟工人，对操作水平较差人员在现场进行实地操作培训。9月15日万文冬、李强对现场工人的实际操作水平依相关规范规定进行理论和实际操作考核，对考核不合格的给予更换解决。
【实行2】工人质量意识淡薄、不按交底施工
9月13日段少国召集了施工队的重要负责人进行了一次提高质量意识的专题会议。会上提出了工人质量意识淡薄的事实，并公布了项目的相关质量规定及处罚措施。阐明了质量对于工程及自身的重要性，并下发了具体的施工质量标准。9月14日到9月15日，对现场工人是否严格按技术交底施工情况进行了检查，对未在设计点位上钻孔，周边眼间距控制过大的钻工进行了现场教育和罚款解决。
【实行3】爆破方案需改善、钻孔装药参数不妥
根据现场的实际情况，借鉴类似工程的开挖经验。对4#引水隧洞下台阶的爆破方案进行了优化。改变了之前的左右分幅的开挖方法，采用了中间拉槽施工、预留光爆层的方式。同时根据不同围岩分类，制订出了不同的钻爆参数，具体明确每循环的进尺、孔数及装药量等。方案的改善由顾海波负责，9月13日完毕。并与9月14日开始，在下台阶的开挖中予以实行。优化后的Ⅱ、Ⅲ类围岩下台阶开挖爆破设计图如下，图6-2。
【实行4】未根据围岩情况及时调整参数
在下台阶钻爆开挖中，根据设计单位的地质预测情况。及时掌握了解掌子面前方的围岩类型，并据此调整每循环的爆破参数。《爆破参数调整告知单》要及时下发到钻爆工班手中，告知单需双方签字。并在钻孔及装药过程中监督告知单贯彻情况。此相工作由王伟东负责，在下台阶钻爆的全过程给予实行。第一循环实行时间为9月15到9月25日。

（四）检查效果
9月26日，QC小组成员对第一循环的下台阶光爆质量进行检查，部位为：4#洞15+650～15+620段。检查结果如表6-3所示。表中数据说明，下台阶光面爆破质量有了很大提高，光爆合格率达成了83.3%。
但爆破台阶这一项不合格点仍较多，综合合格率不能达成90%的最终目的，为此我们小组开始了第二次PDCA循环。

图6-2 Ⅱ、Ⅲ类围岩下台阶开挖爆破设计图 制图：万文冬 日期：9月13日

表6-3 下台阶开挖施工质量情况调查表
序号
项目名称
检查点数
频率(点)
频率
累计频率
1
半孔率（合格）
30
2
10
10
2
径向超挖（≤20cm）
30
5
25
35
3
径向欠挖（无）
30
0
0
35
4
爆破台阶（≤10cm）
30
11
55
90
5
爆破裂隙（无明显）
30
2
10
100
6
合计
150
20
100

综合检查合格率：（150-20）÷150×100%=86.7%
制表：王伟东 测量：王国鹏 日期：2023年9月26日

根据开挖施工质量情况调查表6-3，本小组制出了相应排列图，如图6-3。

图6-3排列图 制图：王伟东 日期：2023年9月26日

结论：从排列图可以看出，下台阶爆破施工中的爆破台阶超过标准，占55%。是第二个PDCA循环要解决的重要问题。

【第二次PDCA循环】
2023年9月27日，小组开会讨论影响爆破台阶的重要因素。
（一）要因确认

图6-4 因果图 制图：王伟东 日期：2023年9月27日

2023年9月27日，QC小组对下台阶光爆施工中的爆破台阶进行要因分析。
序号
末 端 因 素
验证方式
验证内容
负责人
验证时间
验证结果
1
工人操作水平低
现场验证
通过第一PDCA循环，工人操作水平已显著提高。
李强
9.27～9.28
非要因
2
工人质量意识淡薄、未在设计位置钻孔
现场验证
通过第一PDCA循环，工人质量意识已提高，能按交底规定施工。
段少国
9.27～9.28
非要因
3
炮孔放样不准
现场验证
对四个开挖循环的测量放样进行复核，准确无误。
王国鹏
9.27～9.29
非要因
4
质检不细致
现场验证
技术人员能按规定及时指导施工，检查较细致。
王伟东
9.27～9.29
非要因
5
周边眼间距不妥
现场验证
对五个循环检查，发现有个别周边眼间距过大。将直接影响光爆的质量。
顾海波
9.28～9.30
要 因
6
周边眼外插角过大
现场验证
随机检查三个循环，发现都存在外插角过大问题。是影响爆破台阶过大的重要因素之一。
王伟东
9.28～9.30
要 因
7
起爆顺序有误
调查分析
起爆网络连接对的无误，周边眼最后起爆。
万文冬
9.28～9.29
非要因
8
钻孔台车宽度不够、掌子面照明局限性
现场调查
检台车宽度足够，工人操作净空足够。照明设施能满足钻孔规定。
万文冬
9.28～9.29
非要因
9
周边眼装药量过大
现场验证
随机对四个循环的周边眼装药检查，发现存在多装药现象。将增长了对围岩的直接扰动，导致台阶过大的因素之一。
王伟东
9.28～9.30
要 因
10
凿岩机操作空间限制
现场调查
影响较小，在规范允许范围内。
李强
9.27～9.28
非要因
11
钻头直径有误
现场调查
钻具施工对的。
万文冬
9.28～9.29
非要因
表6-4要因分析确认表 制表：万文冬 　　　 复核：王伟东 　　　　　　时间：2023年9月30日

经论证，影响爆破台阶过大的重要因素即：
1、周边眼间距不妥
2、周边眼外插角过大
3、周边眼装药量过大

（二）制定对策
2023年10月1日针对各项要因，制定了对策表。

序号
要因
对 策 措 施
负责人
完毕时间
1
周边眼间距不妥
测量准确放出周边眼位置，钻孔时在放样点位上钻孔。质检人员进行检查。
李 强
万文冬
10.1～10.21
2
周边眼外插角过大
周边眼工人钻孔时严格控制外插角度，尽量靠近岩面钻孔。采用合适长度钻杆，按设计孔深孔向施钻。
王伟东
10.1～10.21
3
周边眼装药量过大
按钻爆设计严格控制周边眼装药量，装药过程质检员旁站检查。
顾海波
10.1～10.21
表6-5 对策措施表 制表：王伟东 日期：2023年10月1日

（三）对策实行
【实行1】周边眼间距不妥
在周边眼炮孔放样中，按钻爆参数准确放出周边眼的位置，并用红油漆标出。钻孔工人用YT28型气腿型凿岩机，在红油漆标出的点位准确开孔，孔位偏差不大于5cm。钻孔完毕后，现场质检员对钻孔的间距等进行检查无误后再进行装药。该项工作由万文冬、李强负责完毕，时间贯穿整个第二循环，10月1日到10月21日期间。
【实行2】周边眼外插角过大
在周边孔的钻孔过程中，对外差角的控制尤为重要，也是对爆破台阶影响的重要因素之一。该项控制工作由王伟东负责实行，时间为10月1日到10月21日。一方面在10月2日补充相应技术交底，对周边眼的成孔质量和重要性进行具体的说明。周边孔需在断面轮廓线上开孔，炮孔外斜率不应大于50mm/m，为保证外插角满足规定，需要工人在施钻时尽量靠近岩面操作。同时保证孔深和孔向在规范允许范围内。在钻孔过程中，进行过程控制，如发现错误及时调整。
【实行3】周边眼装药量过大
按钻爆设计严格控制周边眼装药量，采用不隅合装药方式装药。同时增长导爆索进行连接，保证周边眼可靠起爆。装药过程质检员旁站检查。该项工作由顾海波负责，在10月1日到10月21日期间完毕。
（四）检查效果
1、10月22日，QC小组成员对第二循环的下台阶光爆质量进行检查，部位为：4#洞15+570～15+545段。检查结果如表6-6所示
表6-6 下台阶开挖施工质量情况调查表
序号
项目名称
检查点数
频率(点)
频率
累计频率
1
半孔率（合格）
30
3
30
30
2
径向超挖（≤20cm）
30
3
30
60
3
径向欠挖（无）
30
0
0
60
4
爆破台阶（≤10cm）
30
3
30
90
5
爆破裂隙（无明显）
30
1
10
100
6
合计
150
10
100

综合检查合格率：（150-10）÷150×100%=93.3%
制表：王伟东 测量：王国鹏 日期：2023年10月22日

2、由表6-6可知，通过QC小组两个PDCA循环的循环。下台阶的光面爆破综合合格率达成了93.3%，实现的预期的目的。
3、建立健全了质量管理制度，使施工人员的质量意识得到了很大的提高，并大大的提高了工人的施工水平，完善了施工程序。
七、制定巩固措施
1、重新编制了《下台阶光面爆破作业指导书》，完善了项目的《工程质量奖罚细则》。
2、进一步加强质量管理工作，使工程质量得到全面提高。
八、遗留问题和此后打算
1.遗留问题
由于目前4#引水隧洞的下台阶开挖还没有碰到岩爆及涌水等特殊地质情况，本次QC小组活动未进行涉及。
2.此后打算
进一步普及TQC教育，提高对QC活动重要性的结识，并在往后的施工中再次组织开展QC活动，保证钻爆开挖效果，保证后续工序顺利、高质完毕。