武汉长江隧道QC汇报

× × × × ★
6
7 8
接缝防水设计难度大
密封垫材料选择困难 接缝张开量确定困难
★
★
×源自文库
七、要因确认
通过深入现场调查研究，运用各种方法对上述8项末端因素进行 分析论证，我们找出了三个主要因素: 管片环结构设计难度大
接缝防水设计难度大 密封垫材料选择困难
八、研究制定对策
针对上述主要因素，小组成员共同商讨，集思广益，在可控 因素范围内对三项要因制定了切实可行的对策表。
提供安全、可 靠、经济的措 施保证防水设 计。
铁四院总 工办公室
肖明清 焦齐柱 邓朝辉 季大雪
04.12
2
接缝防水设计难度大
在高水压条件下， 采用两道密封垫防 水。
武汉长江 隧道联合 体三层楼 会议室
肖明清 邓朝辉 王腾飞
05.1
3
密封垫材料选择困难
内外两道防水分别 采用适合其特点的 防水材料。
保证在使用期 限范围内每道 防水防线安全 可靠。
十、实施效果
本QC小组严格地按照制定的对策进行实施，指定计划时间表 并落实到每个人，做到了有计划、有目的、有步骤地完成了一个
PDCA循环，取得了显著的效果。
技术效益： 小组活动的开展，攻克了大直径盾构隧道结构和防水设计 的难题，积累了大直径盾构隧道的设计经验，同时设计人 员的专业水平和个人素质都得到了提高。
序 号
要因
对策
目标
措施 采用管片厚 0.5m、环宽 2.0m，等分9 块的管片环设 计。 根据内外侧防 水特点，分别 设计内外防水 垫。
地点
负责人
完成日
1
管片环结构设计难度大
确定满足结构安全 条件的衬砌厚度， 在盾构机机械能力 范围内增大环宽。
管片结构满足 强度要求，减 少接缝长度， 做到强度、防 水与施工机具 有机结合。
分块方案 7+1分块模式 8块等分 8+1分块模式 9块等分 A块圆心角 （°） 51.428 45 45 40 外周弧长 （m ） 4.937 4.32 4.32 3.84 环宽1.5m重 （t） 9.257 8.1 8.1 7.2 环宽2.0m重 （t ） 12.343 10.8 10.8 9.6 环宽1.5m隧道接 缝全长（m） 146142.8 146142.8 151192.4 151192.4 环宽2.0m隧道接缝 全长（m） 119722 119722 124771.6 124771.6
国内已建的所有大直径盾构隧道穿越地层均为软土， 地层相对单一。
五、现状调查及目标确定
目标确定
武汉长江隧道是国内第一条穿越长江的大断面隧道，目前类似条 件的隧道仅欧洲有几例，可借鉴的经验很少，设计施工难度极大， 必须在设计和施工中不断加强总结和优化。为此我们确定了以下目 标：
五、现状调查及目标确定
合理的结构与防水设计不仅能加快施工进度，而且能减少工程安全隐患， 节省工程投资，推动水底隧道的发展。 基于以上理由，确定了QC课题的名称为合理选择盾构隧道结构与防水
方案。
四、活动计划
课题确定以后，小组制定了活动计划实施表，要求全组成员按此计 划时间进行活动。(图中虚线表示计划完成时间，每一阶段完成后，实际 完成的时间用实线划在它的下面。)
中国铁建
一、武汉长江隧道工程概况 二、小组概况 三、选题理由 四、活动计划 五、现状调查及目标确定 六、原因分析 七、要因确认 八、研究制定对策 九、对策实施 十、实施效果
十一、巩固措施
十二、 总结及今后打算
一、武汉长江隧道工程概况
长江二桥
大智路
沙湖
路线全长3630m
长江一桥 武汉长江隧道工程位于 武汉长江一桥、二桥之 间，是一条解决武汉内 环线内主城区过江交通 的城市主干道，北起汉 口大智路，南迄武昌沙 湖附近三角路村，全长 3630m。
4、武汉长江隧道是我院设计的第一条正在施工的过江隧道，因此本次 活动受到了院领导的高度重视，小组成员参加活动的积极性也很高。
五、现状调查及目标确定
可行性分析
综上所述，我们认为：小组确定的目标，通过小组成
员的共同努力是完全可以实现的。
六、原因分析
为确保小组活动目标的实现，针对存在的问题，小组成员多方分析， 查找原因，绘制了以下因果分析图。
可通过与国内外专家交流，消化吸收大直径盾构隧道成功设 计经验，以弥补设计经验不足，不是要因。
可通过与施工方交流贯彻设计意图，同时施工方与国内外交 流，施工人员进行培训，以保证施工质量，不是要因。 隧道规划下穿长江，隧道埋深需保证施工安全及满足抗浮要 求，埋深及水压可调节余地不大，不是要因。 隧道穿越地层因隧道设计可调整的可能性不大，不是要因。 管片环根据结构强度、防水要求设计，管片环的合理划分可 以在防水接缝长度和结构刚度之间协调，是结构设计的关键 因素，是要因。 接缝设计要根据防水机理、防水要求来选择，接缝防水形式 直接影响结构防水效果，是要因。 密封垫之间的接触应力及材料的耐久性在很大程度上影响结 构一百年正常使用年限内结构的安全性，是要因。 在管片环结构确定及工程外部环境一定的条件下，接缝张开 量可以确定最不利工况，不是要因。
外侧采用三元 乙丙+遇水膨 西北橡胶 胀橡胶密封垫， 塑料研究 内侧采用遇水 院试验室 膨胀止水条。
焦齐柱 邓朝辉 张惠兰 阳 芳
05.2
九、对策实施
实施一：针对管片环结构设计难度大这一要因，主要从以 下几个方面解决：
1.合理选择管片厚度，经计算分析，选用50cm厚管片；
2.根据管片受力特点，选择配用M30及M36连接螺栓； 3.针对管片环划分，做了以下几个方案进行比较：
2004年11月28日省委书记俞正声亲自主持了武汉长江隧道 的开工仪式。
二、小组概况
注册编号: 成立时间: 2004年10月5日 10次
活动次数:
小组出勤： 课题注册时间: 小组类型: 活动时间:
98%
2004年12月 攻关型 2004.10～2005.3
二、小组概况
序号
1 2 3 4 5 6 7 8
十、实施效果
本项目成果在2004年11月设计评审会上获得与会专
家一致好评。
十一、巩固措施
本次活动达到了预期的目的，为了使本次活动的成果进 一步深化、巩固和提高，制定了以下巩固措施：
定期开展知识培训活动，进行技术交流，并经常组织 到工程现场实地调研考察，学习先进的经验和技术。
十二、 总结及今后打算
设计
材料
七、要因确认
针对原因分析中的末端因素，本着解决问题的目的，小组根 据责任到人、互相帮助的原则，深入研究，精心论证，确定要因， 以确保对策实施的准确性和针对性。论证结果详见下表。
序号 1 2 3 4 5 末端因素 设计人员经验不足 施工方经验不足 隧道埋深大，水压大 工程地质条件复杂 管片环结构设计难度大 理 由 简 述 要因 确认
五、现状调查及目标确定
现状调查
对于盾构隧道防水，欧洲多采用在接缝处设 置弹性橡胶密封垫的方式，日本多采用在接缝处 设置遇水膨胀橡胶条的方式，国内盾构隧道设计 者经过对欧洲和日本防水方式及材料的综合比选， 结合国内实际情况，基本上采用接缝处设置弹性
橡胶密封垫防水的方式。
五、现状调查及目标确定
现状调查
设计人员 经验不足
施工方经 验不足
人员
环境
下穿长江，隧道埋 深大，水压大
第一次设计施 工长江下大直 径盾构隧道
管片环结构 设计难度大
工程外部环境复杂
工程地质条件复杂
结构及防 水设计难 度大
接缝防水设 计难度大
密封垫材料 选择困难
合理选择 盾构隧道 结构与防 水方案困 难
密封垫难以 确定
接缝张开量 确定困难
一、武汉长江隧道工程概况
隧道内设双向四车道，设计车速50km/h，分为江北段、盾构 段和江南明挖段，盾构段全长2550m。 作为武汉的第一条过江隧道，也是国内第一条穿越长江的市 政道路隧道，该工程投资巨大，难度极高，影响深远，对今 后类似工程的修建有着十分重要的参考价值。
一、武汉长江隧道工程概况
9+1分块模式
40
3.84
7.2
9.6
156242
129821.2
确定采用环宽2.0m、管片厚50cm及等分9块的管片环划分方案
九、对策实施
实施二：针对接缝防水设计难度大这一要因，采取了双道 密封垫防水方案，外侧靠近管片外缘，内侧设置在连接螺 栓与内缘之间，确保结构防水安全。 实施三：针对密封垫材料选择困难这一要因，根据内外侧 防水特点，分别选用不同材料，外侧为三元乙丙+遇水膨 胀橡胶密封垫，内侧为遇水膨胀止水条，确保材料在一百 年使用期限内的防水效果。
十、实施效果
经济效益： 管片环划分减少接缝长度213712m，节省投资1480万元； 优化管片接缝防水密封垫设计，防水密封垫截面积减少 200mm2，节省投资748万元； 优化连接螺栓，节省投资880万元； 共节省直接投资3108万元。 社会效益： 课题的开展积极推动了项目设计施工的进展，为盾构机招 标采购、管片高精度钢模板制造提供了技术支持，为隧道 早日贯通造福武汉市民作出贡献。
小组通过本次PDCA循环，不仅节省了工程投资，而且使小组成 员运用QC方法的能力、解决问题的信心、责任心、团队精神、质量 意识都有了明显提高。
项
目
活动前 3 2 2 3 2
活动后 5 4 4 5 4
质量意识 个人能力 QC知识 解决问题的信心 团队精神
十二、 总结及今后打算
随着我国加入WTO，建筑市场的竞争必将日趋激烈，发展科 技和培养人才必将为各个设计单位所重视。本次QC小组活动虽然 取得了一定的技术、经济及社会效益，但是对于提高我院隧道专 业的盾构隧道设计水平来说，还是远远不够的。因此，在下一步 活动中，小组将把盾构施工对地表的影响、既有建筑物的保护等 进一步优化完善并标准化，同时进一步提高设计人员的个人素质。
副组长 副组长 组 组 组 组 组 员 员 员 员 员
9 10
彭长胜 阳 芳
男 女
26 24
硕士 硕士
助理工程师 助理工程师
组 组
员 员
8 8
三、选题理由
武汉长江隧道盾构断面大，埋深大，隧道岸边段最大埋深为40.5m，江中 段最大埋深为21.3m，断面最大水压力0.57MPa，该工程结构与防水设计 是整个越江隧道成败的关键。 隧道穿越地层复杂，既穿越淤泥质粘土、粉细砂、中粗砂，又穿越卵石 层和基岩，这样的地层除了极大地增加盾构隧道的施工难度外，还对隧 道的结构和防水设计提出了更高的要求。其中衬砌接缝防水是盾构隧道 防水的重点，结构设计与防水设计又紧密相关。
计划内容 现状调查 原因分析 要因确认 制定对策 对策实施 效果检查 巩固措施 下部打算 10月 11月 12月 1月 2月 3月
五、现状调查及目标确定
现状调查
在我国，公路隧道（Φ11m以上） 仅上海地区修建了几条穿越黄浦江的 水底隧道，盾构管片分块一般为7+1 方式，基本上采用左右转弯环+标准 环，环宽1.2-1.5m，采用弯螺栓，管 片厚度为450－500mm；水压不超过 0.4MPa，盾构机为土压平衡式或泥水 平衡式。
姓名
肖明清 焦齐柱 邓朝辉 王腾飞 王文辉 张慧兰 管鸿浩 季大雪
性别
男 男 男 男 男 女 男 男
年龄
34 33 28 32 26 31 31 26
文化程度
硕士 本科 本科 本科 本科 本科 本科 硕士
职
称
组内职务
组 长
受QC教育时间
48 46 45 46 42 40 40 8
高工 高工 工程师 工程师 工程师 工程师 工程师 助理工程师
可行性分析
1、我院对盾构隧道设计已具备一定的技术积累，将借鉴国内外类似工 程成功经验，结合本工程实际情况，研究衬砌结构及防水方案，确保设 计正确有效。
2、小组成员构成为新老结合，以老带新，具有较强的专业技术水平， 有一定的技术攻关能力。
3、小组成员大多参加了武汉长江隧道的前期工作，对现场的情况比较 了解，且具备广州、上海盾构地铁区间设计经验。
目标确定
通过小组活动的开展，完整掌握大直径盾构隧道结构与防 水设计的关键技术，为今后相关工程提供技术支持。
通过方案比选及优化，确定安全合理的设计方案，节省直接 及间接投资，以取得良好的经济效益。
积极开展小组活动，以加快设计施工进度，保证工程质量， 使隧道早日贯通，安全运行，造福武汉市民。
五、现状调查及目标确定