通风深竖井地面预注浆效果影响因素研究

张 遵 义

(河南理工大学土木工程学院，河南 焦作 454000)

0 引言

目前，我国竖井地面预注浆加固工程，注浆质量参差不齐，仍有很大的提升空间。而在实际注浆工程施工中可以通过QC活动小组的实施来提升注浆效果。张新等[1]采用QC小组模式对溶洞注浆工程前期调查、目标设定、对策制定、技术执行和后期检查等阶段进行管理，并对其在注浆合格率的影响程度进行量化，取得良好效果。倪自玉[2]通过理论分析、现场调查等方法，分析制约深孔注浆率的关键性影响因素，并提出针对性治理措施，取得较好的治理效果。陈江洪[3]开展QC小组活动，从而提高每个职工的质量意识使得工程施工进一步制度化、标准化、规范化。林祥德、尚秀君[4,5]等人对QC活动小组在质量控制中的作用进行了研究。张丽辉[6]针对建筑施工企业中QC活动整体水平不高,更有甚者是停留在表面而不能务实开展的问题,从建筑业生产QC活动的现状、QC活动的教育及QC活动的激励等方面就如何解决这些问题进行了简述,以促进建筑施工企业的健康发展。本文就QC活动小组在实际工程中的应用进行了跟踪调研，并对数据结果进行了分析，得出了QC活动小组在现实工程项目应用中具有巨大价值。

1 工程概况

宝坪高速公路LJ-4合同段秦岭天台山隧道2号竖井包含1座排风井和1座送风井，桩号为K159+445(ZK159+321)，设计净直径均为8.5 m，两井口间距34.28 m，井深分别为560.81 m,554.68 m。项目区域属秦岭以北的暖温带半湿润气候区，全年的气候变化受制于季风环流，冷暖干湿四季分明。地层岩性主要为强风化中粗粒黑云母花岗岩，少量中风化岩。强风化岩岩石结构构造大部分破坏，节理裂隙发育，岩体呈碎裂结构，岩质较软，岩体破碎，自稳能力差，无支护时侧壁易失稳。针对此种情况，对竖井井口较为破碎的段落考虑采用一定超前注浆方案，确保施工安全。

2 课题选定及依据

项目部结合工程施工进展的实际情况成立QC小组，并结合施工过程中遇到的各种技术问题进行课题目标的选定，其主要考虑以下几点因素：1)宝坪高速公路LJ-4标是山西交通集团建设的重点工程，工期紧、任务重、要求高、影响大，必须如期安全完工。2)该竖井工程位于秦岭山麓海拔1 800多米，地质情况复杂，岩石风化显著，岩体呈碎裂结构，岩质较软，稳定性差，因此对竖井井口较为破碎的段落考虑采用一定超前注浆方案，确保施工安全。而注浆效果的好坏起着关键的作用。3)天台山隧道深竖井通风工程项目是中交二公局四公司承接的第一个此类项目，技术人员年轻化，施工经验少，如何培养技术人员提高其注浆施工水平显得尤为重要。

3 现场调研

项目部对即将开展的深竖井地面预注浆过程中可能出现的问题，成立了专门QC质量控制小组具体负责实施，对深竖井地面地质情况用地质雷达监测对地表加固注浆进行了持续监控，并详细记录了注浆过程中出现的问题和相关数据。QC小组专门指定2名技术人员，进行实时跟踪记录：地面浆液扩散和水量变化情况、地表加固注浆进展情况，并记录相关数据和注浆效果情况。

4 目标设定及现存问题

4.1 目标设定

QC小组成员结合项目的实际情况进行了深入的讨论与研究，并设定了科学的目标值。根据施工现场的调查数据可知，影响注浆效果的主要因素是注浆孔的位置和注浆的压力，影响程度达到了66%，应着重加以控制。注浆孔的位置必须严格按照设计孔排距布置，其误差必须控制在国家现行的法律法规标准的范围内，保障注浆孔可以在岩石中尽可能的均匀排布。由于项目地处秦岭地区，地质条件复杂，而注浆压力的确定又与岩石的物理及力学性质、岩石的节理走向、浆液的浓度以及水文条件等密切相关，为此必须做好岩石力学试验、地质雷达超前预报等工作。由于初次注浆孔布置位置合格率仅为50%，注浆过程中注浆压力的控制不能很好的把握导致合格率仅为63%，导致注浆效果合格率仅为55%，理论上如果将这两项影响注浆质量的关键因素全部解决到位，注浆效果合格率将提高到93%，加之考虑其他因素对注浆效果的影响，故QC小组将活动目标值设定为90%。

4.2 现存问题

通过对技术人员现场施工实施跟踪记录的数据加以收集与分析，QC小组总结出了影响注浆效果的几点问题，并从人、机、料、法、环，五个方面进行分析并绘制了特性要因图(见图1)。

1)经检查发现现场的施工人员对注浆工艺掌握差，有时还出现工作随心情，技术交底不及时的现象。

2)经小组现场检查确认，由于在注浆过程中注浆压力的不稳定性，有时压力会超过设计压力值导致注浆管的顶起；以及注浆完毕后不等注浆压力达到预定值而将注浆管拔出导致效果不理想。

3)通过对现场注浆材料的检查，发现同一批次的水泥特性也略有不同；配制注浆液时，存在骨料未全部清洗干净；砂石级配比不当等问题导致和易性不能满足要求。

4)通过对现场机械的检查发现注浆管与注浆机械的连接处的螺栓锈住，无法拧紧导致漏气泄压，并使得注浆压力达不到预定值。而注浆泵本身也存在着老化的现象致使注浆效果达不到预期。

5)经小组现场调查发现，注浆工人在注浆时未对注浆孔的清洗放在心上而是应付了事，洗孔不彻底；注浆过程中未严格按照施工组织工序进行施工；注浆的顺序随意性比较大、注浆时间间隔把握的不理想。

5 制定对策

QC小组成员通过现场的研究与讨论，针对注浆过程中出现的问题制定了如下应对对策：

1)针对施工人员注浆流程不熟悉、工作随意性大等问题。

加强对施工人员岗前教育、技术培训、技术交底等工作，提升工人的业务技能及业务素养，并辅助以奖惩制度、考核制度，使得施工人员牢固树立质量第一的思想。

效果检验：通过加强对施工人员的管理后，技术层面逐步提升，思想方面高度重视。

2)针对注浆压力不稳定出现注浆管顶起问题。

注浆压力过大可以通过调小注浆压力阀门来解决，还可以适当减少和易性来解决。由于现场注浆噪声大，这就需要现场注浆人员观察到的信息能够及时传递给注浆控制室，比如给他们配备对讲机等，这样信息就可以互通有无，及时准确传递。若注浆量达到后，继续注浆使得注浆管顶起，这时停止注浆并等注浆压力下降到设计要求后再将注浆管拔出，进行下个注浆孔注浆。

效果验证：通过严格贯彻落实各项措施后，检查跟踪后续的注浆作业，注浆管被顶起的现象大大减少。

3)针对注浆设备问题。

及时安排维修人员对注浆机械设备进行全面的检查、维修保养等。

效果检验:注浆机械设备良好运行，未再出现其他问题。

4)针对注浆材料的问题。

安排专门的管理人员对现场材料质量严格把控，不合格产品坚决不能进场，现场实验室充分利用起来，坚决把好材料这一关，从源头抓起。

效果检验：通过对材料的严格把控，杜绝了产品不合格问题。

6 效果检查

QC小组通过一系列措施的实施，解决了施工人员松懈问题，注浆管被顶起问题、注浆材料本身的性质问题、注浆故障等问题。有效地提高了注浆质量，实现了活动目标值。通过对实施后的注浆效果跟踪检查记录，并对数据进行整理汇总，并用柱状图(如图2所示)进行注浆效果合格率比对。

通过此次实施的效果来看，注浆质量明显提高，注浆合格率达到了设定的目标值，并超了三个百分点达到了93%。通过此次的活动，对注浆工艺进一步优化，减少了注浆量，节约了成本，提高了注浆效率和质量，减少了重复注浆大大缩短了工期，文明施工也深入心中，大大提高了社会和经济效益。与此同时QC活动小组在活动结束后认真总结经验，撰写成论文等加以发表推广。小组成员还从发现问题、解决问题等方面，对此次小组活动对自己的成长进行了客观性地评价，如图3所示。

7 结语

通过QC活动小组在地面预注浆施工中的实践，从人、机、料、法、环几个方面找出了影响注浆合格率的原因，并针对问题原因制定详细对策，同时也提出了预定目标值，通过对对策的坚决实施，使得工程质量得到了强有力的保证，并实现了预定目标值，在缩短工期和节约成本的同时也实现了社会和经济的双重价值。而QC活动小组成员也增强了质量意识、团队意识，发现和解决问题的能力等，为以后类似工程项目积累了宝贵经验。