开展QC攻关活动
确保马鹿箐隧道光面爆破施工质量

一、        工程概况
新建铁路宜万线是沿江铁路通道的重要组成部分，马鹿箐隧道是宜万铁路的重点控制工程之一，马鹿箐隧道全长7879m，进口位于屯堡长阳沟，里程为DK251+273;出口位于箐口道湾，里程为DK259+152.全隧道自进口至出口为连续上坡，纵坡为15.3‰，坡长8250m,线路左侧30m预留二线位置，设集施工地质超前探测、施工通风与排水、开辟工作面及运营期间排水等多功能的贯通平行导坑一座，平行导坑长7853m。我部施工段为马鹿箐隧道DK255+212.5--DK259+152及平导出口段的工程施工。
本标段位于中山区。地形陡峻，上坡自然坡长25°～50°，基岩大部分裸露、植被发育，主要为岩溶、地下岩溶主要形态有地下河、溶洞、漏斗、溶水洞、岩溶管道、溶缝、地下廊道等。地下水层丰富，预测最大涌水量为77975mз/d。
二、        QC小组情况
宜万铁路是一条高风险、高标准、高质量的铁路，又是铁路工程新验标开始实施的第一条铁路，宜万总指要求马鹿箐隧道创“国优”工程，根据验标要求在开挖掘进达不到“验标”要求时，不允许进行下道工序。并且宜万总指指挥长下定决心“一定要把宜万铁路隧道的开挖掘进光爆效果抓上去，否则本人隐退辞职”。为此，确保马鹿箐隧道出口开挖掘进的光爆效果，项目部成立了以项目经理为组长、总工程师为副组长、质检人员、技术人员、管理干部、工人组成的三结合科技攻关型QC小组，QC小组人员由11人组成，平均年龄33岁，小组成立后 ，围绕隧道开挖掘进光爆质量问题，积极开展活动，解决隧道开挖掘进中出现的超欠挖具体问题，小组成员详细情况见表一：                    
QC小组成立后开展了以下活动 ：
1、利用施工间隙时间组织QC小组成员学习设计文件、新验标、宜万总指有关管理规定及各种长大隧道施工文献。请有关专家到工地进行现场指导，结合施工队整体素质及本工程的地质特点，编制了具体的实施性《马鹿箐隧道出口实施性施工组织设计》、《隧道开挖爆破方案》。
2、对QC小组成员进行全面质量管理教育，进行工前专业技术和全面管理培训并进行考核。
3、根据规范、验标要求，结合马鹿箐隧道施工特点，QC小组每施工循环均编制了具体的《马鹿箐隧道开挖与支护作业指导书》及《马鹿箐隧道开挖与初支施工工艺标准示范段实施计划》等指导性文件。
4、加强现场调查和数据收集，并及时进行数据分析，定期召开QC小组成员会议，进行现状分析。
5  为确保工程的质量及施工安全我们成立了科研小组，对施工中关键技术进行研究。
6、明确分工，建立各种制度，加强QC小组成员的管理。
三、选题理由
    1、宜万铁路东起宜昌花艳，经过湖北，穿过齐岳山至重庆万州，与达万铁路相连，长达378公里，宜万铁路是我国“八纵八横”铁路网中沿江通道的重要组成部分，是国家规划的“四纵四横”快速客运通道之一，是连接东、中、西部的桥梁和纽带，在全国铁路网中发挥着重要作用。将形成上海、南京、武汉、重庆和成都等特大城市的东西向铁路通道，对于构建沿江现代化综合运转体系，带动长江一带经济发展，推动中西部国土开发及对外开放，促进我国西部地区脱贫致富具有重大意义，对渝、汉两地市的经济发展产生积极和深远的影响。
2、党中央和地方对宜万铁路建设高度重视，非常关心。胡锦涛、温家保等中央领导明确指出，要把宜万铁路作为国家“十五”计划的重中之重建好西部长江通道。湖北、重庆各级政府和人民群众积极支持宜万铁路建设，热切盼望早日修通这条铁路，圆百年梦想。
3、宜万铁路是集中山区铁路艰、险、难之大成，地质复杂，涌水量大，是一项艰巨复杂的系统工程。
4、宜万铁路是一次大会战；集中铁二十多个单位，也是一次大比武。
5、宜万总指对此铁路要求质量高，特别对开挖掘进光爆工序，我部施工的马鹿箐隧道，确定为争创“国优”确保“部优”项目。
6、光爆的好坏，直接影响到项目的经济效益，新铁路验标要求超挖部分采用同级混凝土回填，如果光爆效果好，就会减少了超挖回填，其经济效益将上百万。
鉴于以上理由，我们小组决定确立以“开展QC攻关活动，确保马鹿箐隧道出口开挖光面爆破质量”为课题，开展QC攻关活动。
四、活动目标及可行性分析
（一）、活动目标
1、开挖工程验收合格率达到100％，创国家优质工程；
2、隧道爆破后的光爆效果必须符合以下要求：
⑴局部最大超挖值小于15cm，平均超挖值不大于8cm。隧道不得出现欠挖。
⑵隧道开挖轮廓圆顺，掌子面平整。
⑶爆破进尺达到设计要求，爆破石碴块度满足装碴要求。正洞每循环爆破进尺不得低于3.4m。
⑷周边眼炮眼痕迹保存率除软弱围岩外要求不小于85％，并在开挖轮廓线上均匀分布。
⑸爆破后每循环炮眼痕迹应基本连续，两次爆破的衔接台阶尺寸不大于10cm。
3、遵循信息化施工，通过施工过程中监测数据分析，反馈到施工中，调整结构设计及施工设计参数，使工程质量更加优良；
4、通过系统学习和实践，提高自身队伍素质；
5、创造良好的经济效益和社会效益。
（二）、可行性分析
1、我们有一批施工经验丰富、技术过硬的专业骨干，有从事过相关建设的施工队伍，有施工经验丰富的操作人员；
2、公司对该工程的施工相当重视，给予技术、设备大力支持，公司领导多次亲临现场指导施工；并聘请专家现场指导；
3、技术人员到现场组织工班长进行集中学习，每次对技术难题进行讲解之后对他们进行口头考核，掌握学习情况；
4、建立质量反馈系统，即时对反馈的信息采取相应的措施，增进管理水平，提高施工安全及工程质量；
5、广泛收集各种资料，整理出一套经济、合理的施工方案和管理制度，并有一个完整的安全质量保证体系，详见图-1。
五、小组活动情况
为确保马鹿箐隧道出口段开挖掘进光爆质量创造良好的社会信誉，项目部QC小组，积极开展攻关活动，共开展了两次PDCA循环，对隧道开挖掘进光爆质量进行了攻关。










图-1   质量保证体系图
（一）、第一次PDCA循环
目标：确保开挖边线准确，超欠挖控制在规范允许范围内
时间：2004年9月23日至2004年10月15日
1、现状分析
    马鹿箐隧道出口平导与2004年8月1日进洞施工，至2004年9月23日开挖至PDK258+980。QC小组成立后，对隧道开挖20个循环光爆质量进行检查，共检查260个点，其中合格点数为145个，合格率为73.2％，QC小组成员对各循环中的超欠挖、炮眼保存率、两循环接茬台阶以及每循环爆破进尺等进行了质量统计，根据要因绘制成表-2、表-3及图-3。
从表-2、表-3及图-3中可看出，隧道开挖的质量问题主要表现在隧道超欠挖严重和半眼炮痕残留率低，由此我们小组对出现这种情况的原因进行了分析。
开挖质量统计表 表-2
序号        检查项目        质量标准        检查点数        合格点数        不合格点数
1        隧道超欠挖        最大超挖20cm，平均线性超挖《10cm        86        60        26
                不得欠挖                        
2        周边眼炮痕迹保存率        大于80％        72        51        21
3        两循环接茬台阶        小于15cm        20        16        4
4        每循环进尺        大于3.4m        20        18        2
合计                198        145        53
合格率                （145÷198）×100%＝73.2％

不合格点数、频率统计表  表-3
序号        检查项目        频点数        频 率（%）        累计频率（%）
1        隧道超欠挖        26        49        49
2        周边眼炮痕保存率        21        40        89
3        两循环接茬台阶        4        7        96
4        每循环进尺        2        4        100
合计        53        100        100



2、要因确认
   针对隧道开挖超欠挖严重、炮眼痕迹残留率低的质量问题，我们QC小组进行深入的调查和认真的分析，从施工人员、施工方法、环境、设备等4个方面找出了造成超欠挖的原因，并绘制了因果分析
图（详见图-3）。
开挖质量缺陷排列图  图-2

因果排列图      图-3

                                        
技术经验不足                                         围岩坚硬但破碎
  ★质量意识差、责任心不强       ★拱顶岩层节理面成水平状


★周边眼未按光爆要求装药          
未根据围岩变化调整爆破参数   ★无光爆专用炸药和
导爆索
★周边眼钻眼精度差              
        





3、制定对策
根据对因果排列图中多个因素的分析结果及结合实际情况，QC小组成员经研究讨论确认出造成隧道开挖超欠挖严重、炮眼痕迹残留率低的质量问题的主要原因是图三因果分析图中带★者。根据上述分析，我们制订了相应措施，并分工落实到人，限期完成。（见表-4）                                
4、对策实施
实施一：针对施工人员质量意识差、责任心不强的问题，2004年9月23日，由刘祖彬组织全体施工人员进行质量意识教育和学习光面爆破基本知识，从思想上提高大家光爆质量意识。同时，制定奖
罚措施，每循环考核光爆效果，达到要求每循环奖励100元，不合格每循环罚款200元。
对 策 表   表-4
序号        主要因素        措施        负责人        落实时间
1        人员        施工人员质量意识差、责任心不强        进行质量教育，并确定奖惩制度        刘祖彬        全过程
2        施工方法        周边眼未按光爆要求装药        周边眼采用光爆索加自制小药卷间隔装药        李勇        全过程
                周边眼钻眼精度差        对操作人员进行技能培训，加强技术人员跟班检查        陈有金
李勇军        全过程
3        地质条件        拱顶岩层节理面成水平状        根据围岩情况调整爆破参数        李勇        全过程
4        机械材料        无光爆专用炸药和光爆索        物资部门购置光爆索        周登全        全过程

实施二：针对施工方法中存在的问题，由李勇负责进行操作技能的培训，并对光爆施工工艺要点进行书面技术交底，李勇军、唐天东现场跟班进行监督和技术指导。一是由测工班准确放出开挖轮廓线，勇红铅油标出周边眼位置；二是周边眼由熟练钻工司钻，采用先钻一个标准眼，在标准眼内插入炮棍，其它周边眼平行于炮棍钻孔，确保周边眼外插角一致；三是周边眼装药根据实际情况采用光爆索加自制小药卷间隔装药结构。
实施三：针对拱顶围岩成水平状层理的地质因素，拱顶周边眼采用密眼隔孔装药，以减少爆破对围岩的扰动。由李勇负责在两个循环内调整好拱部光爆参数。
实施四：由于当地无专用光爆炸药，由物资部门马上采购光爆索。
5、效果检查
采取了定人、定岗的有效措施后，基坑开挖及支护的质量有了明显的改善，开挖点合格率大幅度提升。QC小组在该PDCA循环中达到了预期目标，使小组成员信心倍增。
（二）第二次PDCA循环
目标：控制开挖最大超挖现象，保证开挖轮廓线平顺，拱部平均线性超挖15cm，最大超挖值控制在25cm，边墙平均线性超挖10cm，最大超挖值控制在15cm，爆破后炮眼痕迹保留率大于85％。
时间：2004年10月15日至2004年11月5日
1、现场调查
通过第一次PDCA循环活动后， 2004年10月15日,对开挖光爆质量进行检查，重点检查开挖超欠挖情况和炮眼痕迹保存率。共检查了208个点，其中超出《铁路工程验标》的点有20个点，合格率为90.3％（根据要因绘制成表5、表6和图4）。






马鹿箐隧道洞身开挖质量统计表   表-5
序号        检查项目        质量标准        检查点数        合格点数        不合格点数
1        隧道超欠挖        最大超挖20cm，平均线性超挖《10cm        96        82        14
                不得欠挖                        
2        周边眼炮痕迹保存率        大于80％        74        70        4
3        两循环接茬台阶        小于15cm        38        36        2
合计                208        188        20
合格率                （188÷208）×100%＝90.3％


不合格点数、频率统计表  表-6
序号        检查项目        频点数        频 率（%）        累计频率（%）
1        隧道超欠挖        14        70        70
2        周边眼炮痕保存率        4        20        90
3        两循环接茬台阶        2        10        100
合计        53        100        100

根据上表，绘制开挖质量缺陷点排列图（见图-4）

2、要因分析
从图4看出，影响隧道开挖质量的主要因素是隧道超欠挖，从实际检查情况来看，隧道无欠挖，主要是超挖造成开挖轮廓不圆顺，影响了光爆效果。
   针对隧道超挖的问题，QC小组成员组织开挖施工工班、技术人员、监理进行专题研究，从人员、材料、方法、环境等方面找出未达到预
期目标的原因，详见因果分析图（见图-5）。




                                                  





        开挖质量缺陷排列图  图-4



3、制定对策        
根据对因果分析图中各个因素具体分析讨论后， QC小组成员确认出造成隧道超欠挖的原因（分析图中带★者），应制定相应对策予以重点解决，其他因素也应该及时整改和加强控制。
针对以上主要原因，QC小组经过讨论分析制定了相应对策，见
因果排列图      图5

                                        
                                        ★钻孔台架台阶设计不合理
            ★施工人员技术水平不高


                
★光爆层太薄
               周边眼外插角不一致                                                 ★ 围岩变化较大
★爆破技术不完善        



对策表（表-7），指定专人负责落实，并限期完成。由QC小组长期检查监督各负责人落实情况。

对 策 表   表-7
序号        主要因素        措施        负责人        落实时间
1        施工人员技术水平不高        加强对施工人员的光面爆破技术教育，熟悉施工方案，严格执行施工中各项措施        刘祖彬        全过程
2        施工方法不当        严格按照光面爆破工艺进行施工操作        李勇        全过程
3        钻孔台架台阶设计不合理        对台架不合理部分进行改进        陈有金        全过程
4        围岩变化较大        严格按技术人员调整后的爆破参数施工        陈有金        全过程
4、对策实施
实施一：，由于台架台阶高度不合理、造成拱腰下部2m范围内钻孔困难，炮眼角度难以掌握，外插角过大，且炮眼间距过大出现欠挖补炮而超挖。由陈有金负责落实台架的改进，在第二层与第三层间加设一层活动台架。
实施二：由李勇负责优化光面爆破施工工艺：①由于周边眼抵抗线过小，造成光爆层厚度太薄，内圈眼爆破时对周边围岩震动过大，破坏了围岩的完整性，排危后造成超挖，因此，调整光爆层厚度，确保周边眼间距与其抵抗线之比在0.8左右；②优化起爆网络，由于周边眼光爆素采用三孔一束用一个雷管连接，掘进眼爆破时易将光爆索炸断，造成个别周边眼拘爆，而补炮后就易造成超挖。因此，对起爆网络进行优化，采用每孔周边眼光爆索装至离孔口80cm，并用雷管在80cm处与光爆索连接，孔口80cm用机制炮泥堵塞密实。
实施三：进一步对施工人员光爆工艺的学习和教育，开展技能比武，提高操作水平。
实施四：由李勇军、唐天东跟班指导，掌握围岩变化情况，及时调整爆破参数。
5、效果检查
通过以上对策实施，小组成员对每个施工步骤进行细分，逐个落实，做到每个循环认真负责，采取了定人、定岗及先进的技术设备，开挖光爆的质量大幅度提高，2004年11月18日；我们对开挖点进行了再次检查，共检查了186仅出现了7超出验标要求的点，合格率达到96％，达到了预期的目标。
六、活动总效果：
1．通过两次PDCA循环活动之后，马鹿箐隧道出口段的洞身开挖质量有了更深层次的提高，为我部隧道开挖掘进方面积累了丰富的施工经验。
2．QC小组对开挖光爆过程中出现的种种难题进行攻关，不但技术水平有了很大层次的提高，同时也提高了开挖光爆质量和掘进进度，为施工马鹿箐隧道按期保质保量打下了坚实的基础
3、通过这次活动，保证了开挖掘进的质量及进度，同时减少了混凝土的回填，提高了项目的经济效益。
4、这次活动不但达到了预期的效果，而且为我部在宜万线树立了良好形象，在12月7日宜万总指检查中给予了高度评价。
七、巩固措施及标准化
1、施工作业标准化
根据工程的特点，我们成立了科技公关小组，对工程的关键技术进行研究，总结出《隧道水平岩层光面爆破施工技术》等技术成果。

2、管理标准化
（1）        制定了严格的施工管理标准和施工工艺标准。
（2）        开展劳动竞赛，制定奖罚制度
（3）        全员参与安全质量管理制度
八、活动体会、遗留问题及今后打算
1、  活动体会
进一步开展QC活动，不断总结新的施工经验，解决新的技术难题，同时，推广已取得的成果，与其他QC小组交流经验；深入开展全面质量管理（TQC）教育，提高自身队伍的业务水平和整体素质；将QC活动中取得的成功经验、管理方法、施工方案、施工措施等作进一步优化，并归纳成册。
2、遗留问题
（1）        光面爆破施工方法有待进一步提高，职工素质有待进一步加强；
（2）        部分职工未能充分认识QC活动的重要性；
3、今后打算
马鹿箐隧道是集团公司施工的线路最长、地质条件最为复杂的铁路隧道，搞好光面爆破是提高企业形象、节约工程成本的技术措施，因此，在今后的施工中必须长期坚持开展QC活动，解决各种技术难题，进一步提高隧道开挖质量，为企业树立良好的信誉。