优化粗集料级配 严所施工工艺关,提高隧道路面砼抗劈裂强度

优化粗集料级配严把施工工艺关
提高隧道路面砼抗劈裂强度
一、工程概况
邵三高速公路MA3合同段，全长10.03公里，其中马仔岭隧道1180米,麻岭隧道710米,均为分离式公路隧道，设计行车速度为80km/h,行车道宽度为2×3.75米,两侧路缘带宽为0.5米,路面宽度8.5米,两侧余宽0.25米,横坡2%,单侧设检修道宽0.75米（高于路面0.25米）,纵向坡度-0.24 %~-2.95 %。

路面设计总量32810m2,路面结构设计为150mm C20混凝土调平层，抗压回弹模量26000MPa；260mm C35水泥混凝土面层，设计抗弯拉强度5.0MPa。

二、QC小组概况
我们QC小组成立于2004年3月，小组成员全部由三明项目部管理、技术和操作人员组成，共有成员11名，平均年龄34岁。

其中本科学历6名，大专学历3名，中专1名，高中1名。

小组成员平均接受TQM教育达92小时。

QC小组成员概况见表一：
小组成立后制定了如下活动制度：
1、坚持每月活动2次以上，小组成员人人参加，做好记录。

2、按照小组活动所作的结论执行，并不断完善，发现问题作好记录，并及时组织小组成员再次活动。

3、抓主重点，兼顾全面。

4、对活动过程、效果作好总结。

三、选题理由
1、高速公路隧道验收存在路面砼因钻芯劈裂强度达不到设计要求，而出现被业主责令重新返工的现象。

因而，路面砼强度，对于路面施工质量能否一次性通过上级主管部门验收，对企业的经济效益和信誉有较大的影响。

2、对于隧道砼路面的施工，无论从技术上还是工艺上，项目部缺乏施工经验，因而，对路面砼钻芯劈裂强度存在不确定因素，这是一个需要研究的新课题。

3、通过QC小组活动，保证隧道路面砼劈裂强度的稳定性和可靠性，实现项目部制定的“创省部优，争创国优”的目标。

根据以上理由，QC小组选定了“优化粗集料级配，严把施工工艺关，提高隧道路面砼抗劈裂强度”作为此次活动课题，进行攻关活动。

四、活动目标：
经QC小组会议通过，本次活动目标是：实现马仔岭隧道、麻岭隧道路面砼一次性通过上级主管部门验收，同时力保砼钻芯劈裂强度达到5.8MPa。

五、现状调查：
1、我们通过和以往参与过隧道路面施工的兄弟单位进行了解和经验调查，发现大部分施工单位认为路面设计抗弯拉强度比较高，特别是钻芯劈裂强度不易达到设计要求。

2、高速公路隧道路面验收，存在因砼劈裂强度达不到设计要求而重新进行返工铺筑现象。

某条高速公路九座隧道中有七座隧道路面砼钻芯劈裂强度达不到设计要求而重新返工。

3、马仔岭隧道、麻岭隧道地区环境恶劣，周边地材料源紧张且岩石母
材强度低，对路面砼施工极为不利。

六、小组活动情况
（一）第一次PDCA循环（2004.3.17-2004.7.28）
1、活动目标：
通过模拟摊铺路面砼试验段，使路面砼劈裂强度达到设计要求。

2、计划阶段：
在活动目标确定后，QC小组对影响砼劈裂强度的因素进行了认真细致的预先分析，提出按试验室出具的室内基准配合比，到现场进行模拟摊铺路面砼试验段，养护28天后钻芯取样试验。

5月14日，我们在麻岭隧道进行了路面砼试验段铺筑。

6月11日，我们对路面砼试验段进行钻芯取样，共抽取6个芯样，并于6月13日开始劈裂强度试验，具体芯样劈裂强度数据见表二：
实施前钻芯劈裂强度数据
制表：邱川芬日期：2004年6月16日通过以上试验数据，发现平均劈裂强度为 4.9MPa，达不到设计 5.0MPa 弯拉强度要求。

对此，QC小组成员马上组织有关人员对劈裂后的六个砼芯样进行分析，对存在影响砼劈裂强度因素进行统计、汇总。

影响缺陷汇总表见表三：
影响砼抗弯拉强度质量缺陷汇总表
制表：邱川芬日期：2004年6月17日
由汇总表数据可绘出帕拉特图：
图 一：排 列 图
制图：邱川芬 日期：2004年6月17日
由帕拉特图可以直观分析出粗集料的级配掺配比例不合理和含泥量、含石粉量偏大是影响钻芯劈裂强度的主要因素。

3、原因分析
QC 小组成员于6月18日召开全体成员因果分析会，经过小组成员充分讨论，共同分析，得到砼劈裂强度缺陷因果分析图。

图二：质量问题因果分析图 制图：邱川芬
日期：2004年6月18日
9
频数（N=15）
累计频率（%）
1 2
3
4 5
影响砼劈裂强度因素
计量不准确对机械、仪器、设备 未进行调试、保养机
搅拌时间
控制不好
堆料乱
砂细度模数
超出0.3场地小
环
法自检不及时
奖罚落实
不到位人
料
粗集料颗粒级配
掺配不合理
岩石母材
强度不够
粗集料含泥量含石粉量偏大
工作责任心不 强
质量意识不强操作技术不熟练
3 6
4、制定对策：
针对影响砼劈裂强度的主要因素，小组成员通过会议讨论，制定了相应的对策，并将具体措施分工负责落实到具体成员，具体对策见表四：
对策表(一)
制表：邱川芬日期：2004年6月18日
5、对策实施：
针对存在的现状问题，小组制定出相应的政策，并充分落实。

[实施1] 6月22日由小组副组长李建良主持召开了动员大会，做了相关人员思想工作，同时在动员大会上，小组组长陈永堃宣布落实路面砼劈裂强度的奖罚措施。

执行人：陈永堃、李建良
实施效果检查：经过动员大会，小组各成员在思想上均有了充分的认识。

[实施2] 6月21日由小组技术负责许木根主持召开专题会议，对组内成员及技术人员进行质量教育，以加强工作责任心。

小组顾问姚恩起对有关
操作工人进行岗前培训，提高全员质量意识。

执行人：许木根、姚恩起
实施效果检查：小组各成员和技术人员以及现场操作工人的质量意识有了较大提高，并加强了各自工作责任心。

[实施3] 6月18日由小组成员蔡萌负责麻岭隧道岩石进行母材强度试验，并要求碎石加工场必须全部采用大粒径石料加工碎石，不能使用隧道弃渣。

执行人：蔡萌
实施效果检查：6月22日，麻岭隧道岩石经试验检测，判定为变质岩，母材强度为123MPa，达到路面砼用碎石指标要求。

[实施4] 6月22日，由小组成员杨新民负责路面砼用粗集料的级配筛分试验。

由小组成员魏善军负责碎石的其它各项物理性能指标试验检测。

执行人：杨新民、魏善军
实施效果检查：由小组成员杨新民负责麻岭隧道路面砼用碎石的级配筛分试验，并且确定了六种由16～31.5mm和4.75～16mm两种粒径组成的4.75~31.5mm碎石合成级配的掺配比例，分别是45%：55%，50%：50%，55%：45%，60%：40%，65%：35%，70%：30%。

6月23日由小组成员魏善军负责碎石的其它各项物理性能指标均满足规范要求。

[实施5] 6月19日，由小组成员郑俐敏负责水泥和砂的试验检测。

执行人：郑俐敏
实施效果检查：6月20日，全部砂的各项物理性能指标经试验检测合格，并且每批进场的砂细度模数均在2.8~3.1之间，变化范围不超过0.3，质量稳定。

6月23日，水泥的各项物理力学性能指标符合规范要求。

[实施6] 6月22日，由小组成员邱川芬负责协调厂家对机械、设备的调试，并请有关计量检定部门对计量器具进行标定。

执行人：邱川芬
实施效果检查：6月23日，各机械、设备调试完毕，6月24日，砼搅拌站各计量器具经三明市计量检定所标定合格。

[实施7] 6月19日，针对原材料堆放场地小且乱堆现象，由小组成员艾进孝负责场地整理。

执行人：艾进孝
实施效果检查：6月21日，各种原材料均按文明、规范化施工要求，分仓堆放。

注：原材料的质量均应符合JTG F30-2003《公路水泥混凝土路面施工技术》中有关原材料技术要求。

6、检查阶段：
对策实施后，2004年6月25日，我们根据碎石筛分出的六种不同掺配比例，再次在麻岭隧道分六个试验段进行第二次路面模拟摊铺。

7月22日，我们对六种不同碎石掺配比例的试验段进行钻芯取样，同时各抽取3个芯样，并于7月25日开始劈裂试验，具体芯样劈裂强度数据见表五：
实施后钻芯劈裂强度数据
注：粗集料级配采用方孔筛4.75~31.5mm合成级配，由方孔筛粒级4.75～16mm和16～31.5mm按比例掺配而成。

制表：邱川芬日期：2004年7月26日
QC小组成员通过上表实施后的劈裂强度数据进行分析，表中所有强度数据，平均强度均达到设计要求，但从中也可以看出粗集料的掺配比例对砼劈裂强度影响较大。

因此，合理的选择粗集料掺配比例，优化其级配，可以使路面砼劈裂强度得到较稳定的提高。

7、实施效果
经过实施后，在第一个循环活动结束后，QC小组成员充分的认识到粗集料的掺配比例在砼劈裂强度中的重要作用，而且路面砼劈裂强度也有了较大提高，平均劈裂强度都达到了5.0MPa的设计抗弯拉强度要求，受到业主和监理的充分肯定，施工人员技术素质和质量意识有了较大提高。

(二)、第二次PDCA循环(2004..08.01-2004.10.30)
1、活动目标
消除因路面施工工艺不足而造成砼劈裂强度降低，并力保路面砼劈裂强度达到5.8MPa 以上。

2、计划阶段
经过路面砼试验段的铺筑验收，2004年8月1日，麻岭隧道路面进入施工准备阶段。

我们QC 小组召开小组会议，会议集思广益，多方征求施工技术人员和路面施工班组人员意见，并且根据第一次PDCA 循环出的问题，统一了粗集料质量对路面砼施工质量存在一定影响的认识。

9月 8日，QC 小组对麻岭隧道8月4日~11日铺筑的路面砼进行钻芯取样，抽取了11组芯样，并于9月11日进行了劈裂试验，具体实测数据见表六：
实施前麻岭隧道钻芯劈裂强度数据
制表：邱川芬 日期：2004年9月12日
(MPa)
图三：麻岭隧道钻芯劈裂强度离散图
制图：邱川芬 日期：2004年9月12日
(劈裂强度实测值)
设计弯拉强度值5.0MPa
4.2
4.4 4.6 4.8
5.0 5.2 5.4 5.8
6.2 6.0 6.4 5.6
通过以上钻芯劈裂强度试验数据和离散图显示，虽然平均强度达到5.2MPa ，满足了设计要求，但强度数据离散性比较大，而且平均强度值达不到5.8MPa 的活动目标要求。

对此，QC 小组成员于9月12日根据劈裂后的芯样再次进行认真调查分析，发现路面砼施工工艺过程中还存在一些问题，影响缺陷汇总见表七：
影响砼劈裂强度质量缺陷汇总表
制表：邱川芬 日期：2004年9月12日
根据上表，绘制帕拉特图：
图 四： 排 列 图
制图：邱川芬 日期：2004年9月12日
从上面帕拉特图可以很直观的看出，路面砼施工工艺里振捣不密实和砼
5
累计频率（%）
搅拌时间不足，是路面施工过程中影响劈裂强度的主要因素。

3、原因分析
QC 小组于9月13日召开了劈裂强度仍然存在主要缺陷的因果分析会，经过小组成员的认真讨论和分析，并结合路面施工现场，得出如下因果分析图：
图五：质量问题因果分析图
制图：邱川芬 日期：2004年9月13日
4、制定对策：
针对影响砼劈裂强度的主要因素，小组成员通过开会讨论，出谋划策，制定出相应对策，并分工负责具体落实，进一步提高砼劈裂强度，使其现场实测强度达到5.8MPa 以上，具体对策详见表八：
制表：邱川芬 日期：2004年9月13日
三滚轴摊铺振捣遍数不够
砂率调整不 当
法工艺排振振捣时间不足
未采用平板
振捣器
为什么钻芯抗劈裂强度达不到5.5MPa？
机
搅拌时间不足
人
工人责任心不强
只求进度，不求质量
5、对策实施
针对存在的现状问题，QC小组已经制定出相应的对策，并落实到具体人员，发现问题及时反馈给QC小组组长。

[实施1] 9月14日，由小组顾问姚恩起负责，继续加强工人操作技术培训，全面提高质量意识。

执行人：姚恩起
实施效果检查：对工人操作技术进行岗前培训，质量意识得到全面提高。

[实施2] .9月15日，由小组成员魏善军负责砼搅拌站内砼搅拌时间全过程控制，解决了砼搅拌时间不足问题。

执行人：魏善军
实施效果检查：砼搅拌时间全过程得到有效控制。

[实施3] 9月15日，由小组成员艾进孝、蔡萌负责对三辊轴机摊铺、振捣遍数和排式振捣机振捣时间及频率进行检查。

执行人：艾进孝、蔡萌
实施效果检查：及时检查三辊轴机摊铺、振捣遍数和排式振捣机振捣时间及频率，发现问题及时整改并当场落实。

[实施4] 9月15日，由小组成员杨新民、郑俐敏负责砂质量的全过程控制。

执行人：杨新民、郑俐敏
实施效果检查：施工过程中由小组成员杨新民、郑俐敏根据砂的细度模数Mx不同，及时调整砂率。

6、检查阶段：
经过第二次PDCA循环制定出相应对策得到充分落实后，于10月16日再次对麻岭隧道右洞路面砼进行芯样钻取。

10月19日开始劈裂强度试验，具体试验数据见表九：
实施后麻岭隧道右洞路面砼劈裂强度值
制表：邱川芬 日期：2004年10月19日 (MPa)
制图：邱川芬 日期：2004年10月20日
图六：麻岭隧道右洞路面劈裂强度离散图
(
劈裂抗弯拉强度实测值)
设计弯拉强度5.0 MPa
6.02 劈裂强度目
标值5.8MPa
根据上表试验出的强度数据和离散图显示，可以看出麻岭隧道右洞路面砼钻芯劈裂强度平均值为6.2MPa ，达到劈裂强度5.8MPa 的活动目标要求。

7、效果检查 劈裂强度值 (MPa)
制图：邱川芬 日期：2004年10月20日
图 七：效 果 图
七、实施效果：
经过认真、细致、严格的施工管理，最大限度上控制了影响路面砼钻芯劈裂强度的各种因素。

2004年10月23日，麻岭隧道左右洞路面砼经过业主和监理单位中心试验室共同抽检，钻芯劈裂强度一次性通过验收。

八、活动成果
1、经过两次PDCA 循环，路面劈裂强度达到6.2MPa ，保证了路面砼质量，为路面整体一次性验收奠定了基础，达到活动目标。

2、通过QC 小组活动，科学组织、合理安排施工，在路面砼铺筑过程
2.0
3.0
4.0
5.0攻关前 攻关目标 攻关后
6.0
7.0
中形成一套管理体制制度，取得了一定施工经验，提高了年轻技术干部的素质，培养了一批技术工人。

3、得到业主和监理的高度评价和肯定，为我公司在三明市高指赢得了信誉。

4、因路面劈裂强度合格，不需要重新返工铺筑，可以为三明项目部避免重复投资。

九、巩固措施
1、坚持QC小组活动，使全面质量管理工作贯穿施工全过程。

2、严格试验检测管理制度、质量检验管理制度和验收管理制度，尤其在各项制度的执行上常抓不懈。

3、总结经验，不断学习，为施工提供可靠的理论依据，同时为马仔岭隧道路面砼施工提供宝贵经验。

十、今后打算
1、继续深入TQM知识的学习，开展QC小组活动，是改进和提高质量的好途径，巩固此次QC小组活动成果。

2、努力学习新技术，新方法，不断探索创新，多掌握新知识，为本公司多做贡献。

注：本文中的路面砼劈裂强度是指路面砼钻芯取样Φ150mm圆柱体劈裂强度折算的弯拉强度。

隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（一）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（二）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（三）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（四）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（五）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（六）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（七）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（八）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（九）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（十）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（十一）
隧道路面砼钻芯抗襞裂强度QC小组活动记录（十二）。