降低矩形顶管施工过程中管节的扭转幅度.ppt

降低矩形顶管施工中管节的扭转幅度现场型广东省基础工程公司佛山矩形顶管QC小组 2011年10月1泥水平衡顶管机式工具头顶管施工形象示意图泥水平衡顶管机式工具头顶管施工形象示意图2工程概况 南桂路站市政过街通道，采用矩形顶管施工，长度为78m，穿越桂澜路。通道截面的截面尺寸6m（宽）4.3m（高）。3一、小组概况小小组组名称名称佛山矩形顶管QC小组课题类课题类型型现场型课题课题名称名称降低矩形顶管施工中管节的扭转幅度注册号1204成立成立时间时间2011-10-25小小组组人数人数12人接受接受QC教育教育全部成员接受QC教育120小时以上并获得合格证，其中两人获得诊断师合格证小组成员登记表姓名姓名性性别别年年龄龄文化程度文化程度职务职务或或职职称称组组内内职务职务林哲雄男37本科分公司副经理活动咨询黎东辉男42本科分公司主任工活动指导卢志男49本科分公司工程部活动指导余剑锋男34研究生技术负责组长张四忠男42本科项目经理活动总结郭荣观男48本科项目副经理调查实施魏祥文男40本科项目副经理数据处理张新化男26本科项目副经理数据处理罗俊华男25本科测量员收集资料张友林男23本科资料员现场调查高 明男24本科技术员现场调查陈运顺男40专科施工总管现场指导制表：张友林 2011年10月25日4二、QC小组活动计划日期项目周期10月11月选择课题2天10.25 10.26设定目标3天 10.27 10.29目标论证3天 10.3011.1分析原因4天 11.2 11.5确定要因3天 11.6 11.8制订对策2天 11.9 11.10对策实施10天 11.11 11.20巩固措施4天 11.25 11.28总结打算3天 11.29 11.31 11.21 11.24 4天效果检查2011年注：Tp=38 制表：高明 2011年10月25日5三、选题理由 1、据规范要求管节扭转角度为2.4，而我司施工的矩形顶管工程管节扭转度控制在1.5；2、管节扭转过大会引起地表变形和对周围环境的影响，应事先做出充分预测；3、先进顶管推进过程中挖进机及管道周围处于主动土压力与被动土压力之间，故对原土干扰极少，所以不会导致路面沉降以至产生裂纹，避免了路面重修。综上所述，选择“降低矩形顶管施工管节的 扭转幅度”作为本QC活动课题。6四、设定目标确保矩形顶管施工中管节扭转幅度从1.5降低到0.5以下。本课题小组的目标是：目前施工现状：1、制订目标绘图者：高明 时间：2011年10月29日0.5 现状现状目标值目标值1.5 71、提高顶管设备安装质量，预防管 道发生扭转。2、本工程刀盘运转速度4.5r/min,施工中若严格按照施工程序施工，减少纠偏造成的扭转。3、根据我司以往大直径圆形顶管施 工经验，在优良样板工程中，顶 管出现扭转幅度一般可控制在 0.5左右。综上可知：目标可行！五、目标论证8nQC小组对前期已完工的桂城站施工中的30节管片的管节扭转数据进行综合检测分析，得出了导致矩形顶管施工过程中管节扭转的主要因素见下表：表5 矩型顶管施工过程中管节扭转问题的统计序号序号项目项目频数（点）频数（点）频率（频率（%）累计频率（累计频率（%）1刀盘运转模式不合理刀盘运转模式不合理4270702安装精度不够安装精度不够915853洞口位置偏差洞口位置偏差610954人员操作失误人员操作失误23.3398.335局部土体扰动局部土体扰动11.671006合计合计60100制表人：高明 2011年11月1日9矩型顶管施工过程中管节扭转问题统计柱状图 图4 结论：从统计表中可以看出，刀盘运动模式不合理是矩型顶管施工工程中管节扭转的主要症结。累计频数（点数）累计百分比%10刀盘运转模式不合理人员操作失误 洞口位置偏差429150708504060局部土体扰动62206080 1004030安装精度不够 209598.33N=6010七、原因分析 小组成员运用头脑风暴法，按照人员、设备、材料、方法、环境、测量六个方面进行分类汇总绘制刀盘模式运动不合理的因果图，如下图5所示。绘图者：高明 时间：2011年11月05日图-5 刀盘运转模式不合理因果图11八、要因确定 要因确认计划表 （表四）制表人：张友林 日期：2011年11月08日序序号号末端原因末端原因确认方法确认方法确认内容确认内容确确 认认 标标 准准地点地点责任人责任人完成完成日期日期1交底不足查阅资料对施工作业人员进行考核，安全技术交底已对每个顶管作业工人进行防扭转技术交底，交底率100%，合格率100%项目部张友林2011-11-62膨润土达不到标准现场抽样送试验室检测检测现场抽样膨润土各项指标见下膨润土质量指标表6检测室罗俊华2011-11-63排浆泵流量过小现场检测查看现场排浆泵流量计情况管道泥浆泵流量要大于临界流量120m3/h。施工现场 高明2011-11-64进浆压力过大现场检测及查阅资料进浆压力控制在0.08MPa0.10MPa进浆压力在0.08MPa0.10MPa，未超过标准值施工现场余剑锋2011-11-75没有及时监控管节顶进速率现场检查千斤顶行进速度记录资料对顶进速度进行实时观测，行进速度在46mm/min施工现场 操控室郭荣观2011-11-76机头纠偏后产生纠偏反力查阅资料及现场验证自动纠偏系统显示的纠偏反力自动纠偏后自动纠偏系统所显示的数据是否在015mm施工现场陈运顺2011-11-77液压千斤顶左右行进速度不一致查阅施工记录及现场验证左右千斤顶行进速度千斤顶行进速度控制在1020mm/min区间内施工现场张新化2011-11-78泥浆配合比达不到设计要求现场检测及查阅施工记录泥浆的比重、粘度、胶体率泥浆比重应为1.251.3，粘度为25s，胶体率为95%。施工现场 高明2011-11-89覆土较浅现场验证覆土深度与设计施工图纸相符合为覆土4m施工区域魏祥文2011-11-810顶管机设备组装合格率低查阅资料查阅出厂合格证、检验验收单及现场验收有合格证，安装、验收人员是否均为专业技术人员，各项设备检测合格率达100%组装车间 施工现场张四忠2011-11-812理论知识和操作技能考核记录表理论知识和操作技能考核记录表 （表（表5 5）0 04 42626操作技能操作技能0 07 72323理理论论知知识识差差良良优优考核考核项项目目统计：张友林 制表：张友林 日期：2011年11月06日结 论：岗位考核优良率100%，达到标准，人员培训不到位不是要因。1 1、要因确认一：交底不足、要因确认一：交底不足确认方法：对施工作业人员进行考核，安全技术交底 标 准：交底率要达到100%，考核合格率要达到100%实 测：施工班组人员共30人，2011年11月6日对其进行岗位考核。成绩如下：132 2、要因确认二：膨润土达不到标准、要因确认二：膨润土达不到标准 确认方法：现场抽样送试验室检测标 准：各项指标见下膨润土质量指标表实 测：各项指标见下膨润土质量指标测试表。膨润土质量指标表 表6序号序号项目项目指标指标序号序号项目项目指标指标1细度（细度（100目）通过目）通过量量1005表观粘度表观粘度（MPas）72水分（水分（%）3.06动切力（动切力（Pa）13胶体率（胶体率（%）957滤失量（滤失量（ml）454塑性粘度（塑性粘度（MPas68制表：高明 日期：2011年11月6日膨润土质量指标测试表 表7序号序号项目项目指标指标序号序号项目项目指标指标1细度（细度（100目）通目）通过量过量1005表观粘度表观粘度（MPas）7.52水分（水分（%）26动切力（动切力（Pa）23胶体率（胶体率（%）977滤失量（滤失量（ml）394塑性粘度（塑性粘度（MPas88统计：张友林 制表：高明 日期：2011年11月6日结论：根据实验室测试结果得知，膨润土达不到标准确认为不是要因。14确认方法：查看现场排浆泵流量计情况。标 准：管道泥浆泵流量要大于临界流量120立方米/小时。实 测：对排浆泵的流量进行了检测试验，试验结果如下：（表8）统计：张四忠 制表：郭荣观 日期：2011年11月6日结 论：排浆泵流量过小是要因。排浆泵的流量记录 （表8）序序 号号时时 间间流量流量计读计读数数(m3/h)(m3/h)序序 号号时时 间间流量流量计读计读数数(m(m3 3/h)/h)1 18:308:301061069 916:3016:301151152 29:309:30108108101017:3017:301141143 310:3010:30115115111118:3018:301171174 411:3011:30120120121219:3019:301221225 512:3012:30116116131320:3020:301181186 613:3013:30109109141421:3021:301111117 714:3014:30113113151522:3022:301051058 815:3015:30118118161623:3023:30116116标标 准准(m(m3 3/h)/h)120120合合计计平均平均值值(m(m3 3/h)/h)120120以下以下3 3、要因确认三：排浆泵流量过小、要因确认三：排浆泵流量过小154 4、要因确认四：进浆压力过大、要因确认四：进浆压力过大 确认方法：进浆压力必须控制在0.08MPa0.10MPa标 准：进浆压力在0.08MPa0.10MPa，未超过标准值实 测：对进浆压力实时监控，进浆压力均为0.09 Mpa小 于 设计值，检测结果如下：（表9）进排浆压力记录表 表9时间时间管节管节 编号编号管节管节 刻刻度（度（m）进浆压力进浆压力排浆压力排浆压力（0.1Mpa）（0.1MPa）左左右右左左右右16:2018:102338.2239.320.090.090.0750.07518:1018:402439.3239.720.090.090.070.0718:4021:202439.7240.820.090.090.070.0721:2022:452540.8241.220.090.090.070.0722:4501:302541.2242.320.090.090.080.08统计：魏祥文 制表：余剑锋 2011年11月7日结 论：进浆压力过大非要因。165、要因确认五：没有及时监控管节顶进速率 巡视监控确认方法：现场巡视标 准：顶进速度是否均在46mm/min区间内一个固定值实 测：经过对施工现场进行巡视，操控室顶进期间均有人员进行实时观测记录，记录表见表10。管节行进状态（速度）记录 表10记录人：陈运顺 日期：2011年11月7日结 论：没有及时知监控节顶进速率非要因。176 6、要因确认六：机头纠偏后产生纠偏反力、要因确认六：机头纠偏后产生纠偏反力 确认方法：查阅资料及现场验证标 准：自动纠偏后自动纠偏系统所显示的数据是否变化实 测：通过对纠偏量的对比，发现就有纠偏后并为产生纠偏 反力，具体数据间表11 时间时间管节管节 编号编号倾斜表倾斜表纠偏千斤顶读数纠偏千斤顶读数（mm）纠偏方位纠偏方位（上、下、（上、下、纠偏量纠偏量上上下下左左右右左、右）左、右）15:5016:2023-1.7735103020下、右下、右10-2.3516:2018:1023-1.7735103020下、右下、右10-2.3618:1018:4024-1.7835103020下、右下、右10-2.3618:4021:2024-1.7835103020下、右下、右10-2.3621:2022:4525-1.7835103020下、右下、右10-1.8622:4501:3025-1.7835103020下、右下、右10-1.88统计：张新化 制表：罗俊华 日期：2011年11月7日纠偏数据统计表 表11结论：机头纠偏后产生纠偏反力非要因。187、要因确认七：液压千斤顶左右行进速度不一致确认方法：查阅资料及现场验证标 准：千斤顶左右行进速率一致 实 测：对千斤顶左右行进速度进行检测，发现存在偏差，具 体检测数据间下表12203022:4501:30303021:2022:45272518:4021:20283018:1018:40242516:2018:10203015:5016:20右右左左千斤顶读数（千斤顶读数（mm）时间时间记录：高明 日期：2011年11月7日液压千斤顶左右行进量纪录 表12 液 压站测速设备结论：“压液压千斤顶左右行进速度不一致“是主要因素。198、要因确认八：泥浆配合比达不到设计要求 确认方法：现场抽样泥浆的比重、粘度、胶体率标 准：泥浆比重应为1.251.3，粘度为25s，胶体 率为95%。实 测：见泥浆的关键性能指标检测表13.序号序号检验时间检验时间比重比重粘度（粘度（s）胶体率胶体率111月月4日日08:251.252088211月月4日日10:051.232685311月月4日日10:401.212490411月月4日日11:201.241894511月月4日日12:001.242287611月月4日日12:251.151993711月月4日日12:551.112090811月月4日日15:001.21790911月月4日日15:351.2619921011月月4日日18:051.122393合格率（合格率（%）201010统计：高明 制表：张友林 日期：2011年11月8日 泥浆关键性能指标检测 表13测 泥 浆 比重结 论：泥浆配合比达不到设计要求，是要因。209、要因确认九：覆土较浅 确认方法：施工现场验证覆土较浅标 准：覆土约4m实 测：顶管施工区域地质条件均为粉细砂 地层，地质较为单一，顶进施工过程 中严格控制好了进排浆压力、液压千 斤顶顶力大小、轴线偏差量等，均符 合要求。结论：覆土较浅不是主要因素2110、要因确认十：顶管机设备组装合格率低 结论：结论：顶管机设备组装合格率低不是主要因素。顶管机设备组装合格率低不是主要因素。确认方法：查阅出厂合格证及现场验收标 准：有合格证，安装、验收人员是否均为专业技术人员实 测：无任何组装精度问题，合格率均达到100%221 1、排浆泵流量过小、排浆泵流量过小2 2、液压千斤顶左右行进速度不一致；、液压千斤顶左右行进速度不一致；5 5、泥浆配合比达不到设计要求。、泥浆配合比达不到设计要求。要因确定：根据以上验证分析，造成“矩形顶管发生管节扭转”的主要原因是：23九、制定对策1 1、方案选择与试验分析、方案选择与试验分析排排浆浆泵泵流流量量过过小小购买新的排浆泵进行更换购买新的排浆泵进行更换排排浆浆泵泵检检测测后后对对受受损损零零部部件进行更换件进行更换重新布置拍浆系统管线重新布置拍浆系统管线 根据要因确认结果，QC小组成员针对：“排浆泵流量过小”、“液压千斤顶左右行进速度不一致”及“你将配合比到不到设计要求”这三个问题召开对策方案分析会议，会上分别对以上三个问题的几个方案进行分析比选，最终整理、归纳成系统图和分析表：制图人：高明制图人：高明 制图日期：制图日期：20112011年年1111月月9 9日日图图 6 6 要因要因1 1解决方案系统图解决方案系统图结论：通过上述对策分析，“排浆泵检测后对受损零部件进行更换”在解决排浆泵流量过小方面更占优势。为此我们将此方案定位可行的对策方案。24液液压压千千斤斤顶顶左左右右行行进进速速度度不不一一 致致检检测测液液压压千千斤斤顶顶配配套套设设备备的的性性能，对受损零部件进行更换能，对受损零部件进行更换更换液压千斤顶各配套设备更换液压千斤顶各配套设备泥泥浆浆配配比比达达不不到到设设计计要要求求使用现场泥浆按设计配比配制循环泥浆使用现场泥浆按设计配比配制循环泥浆购买纳基膨润土按设计配比配制循环泥浆购买纳基膨润土按设计配比配制循环泥浆制图人：高明 制图日期：2011年11月9日图图 7 7 要因要因2 2解决方案系统图解决方案系统图结论：通过上述对策分析，“检测液压千斤顶配套设备的性能后，对受损零部件进行更换”在保证液压站工作效率及确保千斤顶左右行进速度等方面更占优势，为此我们将此方案定为可行的对策方案。结论：通过上述对策分析，“购买钠基膨润土按设计配比配制循环泥浆”在配制循环泥浆的质量、配比浓度控制、排浆顺畅和润滑效果等方面更占优势，为此我们将此方案定为可行的对策方案。图 8 要因3解决方案系统图制表人：高明 制表日期：2011.11.10252 2、对策表、对策表对策措施表对策措施表 表14张四忠魏祥文陈运顺2011年11月11日11月20日施工现场1.重新对试验工进行质量技术交底；2.配比泥浆时，准确称量各原料的重量。3.专人负责对泥浆指标的检测泥浆配合比必须达到的指标值：膨润土:烧碱:CMC:水=(0.1-0.3):(0.2-0.35):(0.01-0.03):1。泥浆关键性能指标比重为1.251.3，粘度为25s，胶体率为95%。严格按照配合比进行配制泥浆，并经常测试泥浆关键性能指标泥浆配合比达不到设计要求3郭荣观张新化罗俊华2011年11月11日11月17日施工现场1、对现场工人进行交底2、合理控制液压站油泵流量压力以控制千斤顶行进速度 3、专人专项负责跟踪记录 保证液压千斤顶左右行进速度同步，控制在150.5mm/min安装测速仪，通过千斤顶液压站控制顶顶进速率液压千斤顶左右行进速度不一致2余剑锋 高 明张友林 2011年11月11日11月14日施工现场1计算管道临界流速；2.排浆泵功率由变频器控制将值调大到40Hz。使管道泥浆流速大于临界流速2.30m/min。增大排浆泵流量排浆泵流量过小1负责时间地点措施目标对策要因序号26实施一：增加排浆泵流量 本对策的实施由组长余剑锋，组员高明、张友林同志负责，由技术人员黎东辉同志通过计算，算出管道泥浆的临界流速：1、管内临界沉淀流速VLVL LFL其中：FL：与粒径和泥水浓度有关的调整系数，取1.35：固体颗粒比重 2.7 1：进水泥浆比重 11.15d：排泥管内径d106mm所以：VLFL 1.352.26m/min2、排泥泵流量 q2aVL1.2 m3/mina a：泥：泥浆浆管的内截面管的内截面a=3、进泥泵流量 q1q1q2q2e e1.20.0561.144 m3/min 十、实施对策考虑到推进速度及长距离矩形顶管以及泵的效率，可确定：排泥泵流量2 q22.4 m3/min144 m3/h 然后根据这个管道泥浆临界流速调节排浆泵变频器值为40Hz。再由高明、张友林在指导工人开机时，排浆泵的变频器应控制在40Hz。本项工作在2011年11月14日完成27（表15）实施效果检查：统计：余剑锋 制表：高明 日期：2011年11月14日通过以上对策实施后，经高明对现场排浆泵的流量进行检验并统计，结果如下：排浆泵的流量检测表 结论：排浆泵流量控制在1442m3/h，达到了对策目标。序号序号时间时间流量（流量（m3/h）序号序号时间时间流量（流量（m3/h）18:30144916:3014429:301461017:30143.5310:30145.51118:30143.5411:301421219:30143512:301461320:30144613:30145.51421:30144714:301441522:30146815:301431623:30143变频变频器控制器控制标标准准实测实测赫赫兹读兹读数表数表40Hz281、由张新化对现场施工人员重新进行质量技术交底，明确顶 管施工过程中主顶油泵流量控制的重点，逐一解析操作难 点，加强操作人员对主顶油泵流量控制重要性的认识，提 高顶管施工的科学性、合理性。由张新化计算主顶油泵站 的工作流量（也称流量标准值）V：实施二：保证液压千斤顶左右行进速度同步本对策的实施有组员张新化同志负责a、千斤顶内径d=32cm；b、主顶油泵站总流量V0=25L/min；c、顶进速度=5cm/min；每支千斤顶工作流量V1=d2=4L/min；顶进时由4支油千斤顶缸同时工作，即V4416 L/min。2、通过计算后在实际顶进过程中达到主顶油泵的流量要求，然后以此速度顶进，保证千斤顶左右行进速度一致。本项工作在2011年11月17日完成29实施效果检查：通过以上对策实施后，经张新化对现场主顶千斤顶行进速度进行检测统计，结果汇总如下如下表16：主顶千斤顶行进速度统计表 表16序号序号时间时间顶进速度顶进速度（cm/min)序号序号时间时间顶进速度顶进速度（cm/min)18:3014.5916:3015.529:30151017:3015310:3015.51118:3015411:3015.51219:3015.5512:30151320:3015613:3014.51421:3014.5714:3015.51522:3014.5815:3015.51623:3015顶进速度标准顶进速度标准150.5cm/min统计：张新化 制表人：罗俊华 日期：2011年11月17日结论：左右千斤顶行进速度控制在150.5cm/min，达到了对策目标 30 首先由魏祥文重新对试验工邓声捷进行质量技术交底，要求其应严格按照配合比膨润土:烧碱:CMC:水=(0.10.3):(0.20.35):(0.010.03):1进行配比泥浆。魏祥文全程跟踪邓声捷配比泥浆的过程。主要对配比原料的称量的准确性和搅拌的均一性进行监控，静置时间应在24小时以上。配比完后检测泥浆关键性能指标比重应1.251.3，粘度应25s，胶体率应95%。泥浆关键性能指标达到上述标准之后，通过进浆泵抽到顶管机泥水仓内，进行泥浆循环。实施三：严格按照泥浆的设计配合比进行配比，改善泥浆的性能 本对策的实施有组员由张四忠、魏祥文、陈运顺三位同志负责本项工作在2011年11月20日完成31实施效果检查：通过对策实施后，经现场对泥浆的配合比进行配比检验，结果如下表：泥浆的关键性能指标检测表 （表17）序号序号序号序号检验时间检验时间检验时间检验时间比重比重比重比重粘度（粘度（粘度（粘度（s s）胶体率胶体率胶体率胶体率(%)(%)12011年年11月月20日日08:251.32897.0022011年年11月月20日日10:101.262596.7232011年年11月月20日日10:451.252295.5042011年年11月月20日日13:051.272396.7552011年年11月月20日日15:251.292696.8362011年年11月月20日日16:101.282796.80合格率（合格率（%）100100100统计：张四忠 制表：魏祥文 日期：2011年11月20日结论：结论：泥浆的关键性能各项指标检测合格率百分之百，达到了对策目标。泥浆的关键性能各项指标检测合格率百分之百，达到了对策目标。32表15 实施对策后顶管顶进记录实施效果验证：经过张四忠同志对现场检查，顶管机在顶进过程中扭转幅度大大减小，降到每节管扭转小于0.5，确保了顶管机的顺利运行，达到了目的。33十一、效果检查：1、经QC小组活动，解决了矩形顶管施工中管节扭转的问题，达到了设计要求，超出了预期目标。在工程量大工期极紧，工艺、顶管设备受限的现实情况之下，不但解决了施工进度慢、工期短带来的压力问题（管节扭转由以前的1.5 降低到0.5），还为我司及业主创造了良好的经济效益。2、直接经济效益=创造的经济效益-投入的费用=79000-10400=68600元。项项目名称目名称培培训训费费用用试验试验费费用用材料材料费费小小计计/元元活活动发动发生生成本成本800800540540906090601040010400活活动节动节省省成本成本机械机械设备设备费费人工人工费费其他其他费费用用小小计计节约节约各各项项费费用用2300023000150150元元*100100工工41000410007900079000合合计计79000-10400=6860079000-10400=6860034十二、巩固措施1、巩固措施 （1）认真整理本次QC活动的有关技术资料及成果后，然后归档。（2）将本次QC活动的操作规程纳入矩形顶管施工指导书中，以便下次施工时采用。（3）将施工作业总结的数据、操作方法编辑成矩形顶管施工操作手册,便于实际施工操作时采用。35 与主管培训工作的部门合作，将本次活动的施工工艺作为顶管施工培训资料。完善本次活动的有关技术资料，纳入公司工程部的施工工艺及操作规程，并以上报公司技术部批准，同时申报矩形顶管省级工法。通过巩固后施工质量得到了大大的提高。我们在巩固期间跟踪了后期矩形顶管管节的扭转情况，在为期30天的巩固期内，每节管节顶进扭转幅度下降到0.5以下，达到了预定的目标，并能很好的维持，详见表16巩固后管节扭转情况记录（表16）。2、巩固效果检验0.5 现状现状目标值目标值1.5 巩固后值0.1巩固期内的管道偏差情况统计如下 表17 检检验验36十三、今后打算 通过本次QC小组活动，我们全体成员达成了“产品为人品”的品质理念，个人能力和质素都有了一个大的超越；不但掌握了新的QC知识，增强了解决问题的信心和团队合作精神，小组活动自我评价打分见表18。序序 号号 自我自我评评价（价（满满分分5分）分）活活动动前（分）前（分）活活动动后（分）后（分）责责任感任感24QC知知识识34解决解决问题问题的信心的信心45团队团队精神精神35质质量意量意识识34表18 小组活动自我评价打分表图-5 自我评价雷达图37十三、今后打算（续）针对顶管施工中的地面变形问题开展新一轮的PDCA循环。下一个QC小组活动课题为：3839