深圳地铁3号线老街站逆作法钢管柱精确定位QC成果报告

提高逆作法钢管柱安装精度提高逆作法钢管柱安装精度成果报告成果报告中铁隧道集团三处有限公司深圳地铁三号线老街站项目经理部QC小组 二二八年三月八年三月发表人：杨继东杨继东目目 录录一、工程概况一、工程概况二、小组简介二、小组简介三、选题理由三、选题理由四、现状调查四、现状调查五、确定目标值及可行性论证五、确定目标值及可行性论证 六、原因分析六、原因分析七、制定对策七、制定对策八、实施对策八、实施对策九、效果检查九、效果检查十、巩固措施及总结十、巩固措施及总结十一、今后打算十一、今后打算深圳市轨道交通二期3号线老街站换乘综合体工程位于深圳市东门繁华商业区，是既有1号线与3号线之间的平行换乘站。周边环境复杂，东连永新商业城、南接正在运营的地铁1号线老街站、西临广深铁路高架桥，总建筑面一、工程概况积为30427.22，地铁换乘综合体主体建筑面积28325.74。基坑面积约8100，基坑最深达25m，是国内平面换乘与地下与地上空间同步开发的是本工程的亮点。上盖16层物业地下四层换乘车站地下四层换乘车站一、工程概况 该站为地下三层重叠侧式站台车站（换乘综合体为地下四层结构），地上为16层高写字楼，上盖物业将与地下车站同步同场地施工。一、工程概况 由于车站所处区环境复杂、技术难度大、工期紧，为确保周边建（构）筑物、近8100,深25m大基坑自身的安全，同时实现地下与地上空间的同步开发，设计采用盖挖逆作法施工。钢管柱施工是逆作法施工中的关键工序，其单柱竖向承载力高达60821KN，其垂直精度要求高，是地铁地下4层结构和地面上16层高楼的承力柱，本工程采用一桩一柱（局部一桩两柱）的承载方式。本工程共设计有74根钢管柱，其中49根为1000mm、壁厚20mm（Z1型）钢管柱，25根为600mm、壁厚30mm（Z2或Z3型）钢管柱叠合柱，钢管柱内浇筑C80高性能混凝土，柱下基础为2000mm3000mm人工挖孔桩，孔深25.14m37.95m。一、工程概况二、小组简介 中铁隧道集团深圳地铁中铁隧道集团深圳地铁3 3号线老街站换乘综合体项目经理部号线老街站换乘综合体项目经理部QCQC小组于小组于20072007年年5 5月月7 7日成立，小组成日成立，小组成员由员由1010人组成。自成立后开展有记录的活动人组成。自成立后开展有记录的活动8 8次，小组成员均参加次，小组成员均参加TQCTQC教育及教育及深圳市轨道交通二期深圳市轨道交通二期三号线老街站换乘综合体土建工程三号线老街站换乘综合体土建工程-实施性施工组织设计实施性施工组织设计、钢结构工程施工质量验收规范钢结构工程施工质量验收规范、施工、施工图纸等资料图纸等资料6060小时以上学习，小组简介情况见下表。小时以上学习，小组简介情况见下表。小组名称：小组名称：中隧三处深圳地铁老街站项目经理部QC小组类型：类型：攻关型成立时间：成立时间：2007年5月7日注册号：注册号：3101-1/QC01课题：课题：逆作法钢管柱精确定位逆作法钢管柱精确定位活动时间：2007.72007.9 活动次数：两周一次 出勤率：100%QC小组成员概况一览表小组成员概况一览表序号序号姓名姓名性别性别年龄年龄学历学历职务职务职称职称小组职务小组职务1潘明亮男35本科项目经理高工顾问2刘秋雨男32大专总工程师工程师组长3李 辉男33大专工程部长工程师副组长4陈 瑜男35大专项目副经理工程师组员5杨继东男29大专工程部副部长助工组员6席 超男32中专测量主任技术员组员7赵伟彬男28本科现场技术助工组员8何茂周男28大专现场技术助工组员9汲广坤男28本科现场技术助工组员10韦远成男37高中工班长技师组员制表人：李辉 日期：2007年5月7日三、选题理由选选题题理理由由 1、本工程为地铁同站台平面换乘及上下空间同步开发的盖挖逆作车站，钢管柱施工是其关键工序之一，钢管柱安装精度及施工质量的好坏直接影响结构竖向承载力效果与结构的安全。2、由于钢管柱施工是在直径为2米、30多米深的孔桩中进行，在狭小空间内如何保证钢管柱的安装定位精度、柱身的垂直度等质量问题是我们QC小组活动的关键。3、钢管柱是盖挖逆作车站结构的主要承重构件，钢管柱施工质量直接决定着车站及上盖物业的整体的施工质量、施工安全，确保工程优质是我公司的质量目标。课题课题名称名称提高逆作法钢管柱安装精度提高逆作法钢管柱安装精度 1、检查标准CECS28：90钢管混凝土结构设计与施工规程。2、取样范围按照全数进行取样检测。3、检查方法及结果通过GPT-3002N全站仪、DSZ2水准仪、水平钢尺、3kg铅垂线、观察检查。2007年7月22日，小组对数据进行了汇总分析，详见下页表 小组共计检查测量小组共计检查测量3535个点，合格点数个点，合格点数2626个，一次安装合格率个，一次安装合格率74.3%74.3%。20072007年年7 7月月2020日，日，QCQC小组对已施工的小组对已施工的5 5根钢管柱施工质量进行了根钢管柱施工质量进行了现场调查。现场调查。三、选题理由三、选题理由序号序号检查项目检查项目检查数检查数频数频数频率（频率（%）累计频率（累计频率（%）1钢管柱孔口固定钢管柱孔口固定5333.433.42钢管柱顶中心位置钢管柱顶中心位置5222.255.63钢管柱垂直度钢管柱垂直度10222.277.84钢管柱顶面高程钢管柱顶面高程5111.188.95钢管柱焊接钢管柱焊接10111.1100合计合计W=35N=9检查合格率检查合格率=(W-N)/W=(35-9)/35100%=74.3%钢管柱施工质量调查分析表钢管柱施工质量调查分析表检查人：李辉、席超、赵伟彬、汲广坤检查人：李辉、席超、赵伟彬、汲广坤 统计人：杨继东统计人：杨继东 时间：时间：2007年年7月月20日日4、绘制排列图根据上述调查分析表，作如下质量问题排列图。制图人：杨继东制图人：杨继东 日期：日期：2007年年7月月20日日三、选题理由五、确定目标值及可行性论证1、目标确定总目标总目标一次安装精度合格率提高至一次安装精度合格率提高至95%95%立柱中心线和基础中心线误立柱中心线和基础中心线误差差5mm5mm目标值目标值钢管柱垂直度钢管柱垂直度H/1000H/1000，且，且15mm15mm项目领导重视，项目领导重视，对小组活动大力对小组活动大力支持，需用资金支持，需用资金得到保障，为活得到保障，为活动开展提供了良动开展提供了良好条件。好条件。公司 已 有 在 广公司 已 有 在 广州地 铁 一、二州地 铁 一、二号线 公 园 前 车号线 公 园 前 车站类 似 工 程 施站类 似 工 程 施工经 验，可 为工经 验，可 为本工 程 钢 管 柱本工 程 钢 管 柱施工提供借鉴施工提供借鉴。项目部安装工人项目部安装工人操作经验丰富，操作经验丰富，技术人员业务素技术人员业务素质强，有分析、质强，有分析、解决问题的能力解决问题的能力。根据统计结果，如果克服钢管柱孔根据统计结果，如果克服钢管柱孔口固定、中心线位置和垂直度三个口固定、中心线位置和垂直度三个质量问题，一次安装精度合格率可质量问题，一次安装精度合格率可提高至提高至94.3%94.3%，小组认为制定的预期，小组认为制定的预期目标符合实际情况，通过攻关可以目标符合实际情况，通过攻关可以完成。完成。2、实现目标的可行性论证检查人：李辉检查人：李辉 制图人：杨继东制图人：杨继东 时间：时间：20072007年年7 7月月2222日日五、确定目标值及可行性论证六、原因分析管顶中心位置管顶中心位置管柱垂直度管柱垂直度孔口固定孔口固定钢管柱自身钢管柱自身弯曲弯曲节段对接不节段对接不平顺平顺吊装过程吊装过程碰撞弯曲碰撞弯曲焊接人员不明焊接人员不明白要求白要求单人焊接单人焊接应力变形应力变形大大交底不到位交底不到位定位器安装定位器安装不合要求不合要求测量误差大测量误差大焊工责任心焊工责任心不强不强仪器误差仪器误差奖罚制度执奖罚制度执行不严行不严安装位置不安装位置不正确正确操作人员不清操作人员不清楚要求楚要求连接不牢固连接不牢固未进行岗未进行岗前培训前培训重型机械对孔重型机械对孔口挤压口挤压桩顶杯口砼桩顶杯口砼浇注不及时浇注不及时管柱圆度不管柱圆度不均匀均匀卷板机加卷板机加工精度低工精度低1、原因分析，绘制关联图经过我们QC小组全体成员认真调研分析，找出末端因素8条，绘制关联图如下：制图人：杨继东制图人：杨继东 日期：日期：20072007年年7 7月月2323日日六、原因分析2、要因确认针对关联图找出末端因素，进行要因确认。经过现场调查、验证、测量等多种手段确定主要原因4条。具体情况参见下表。要因确认表要因确认表序号序号末端因素末端因素确认方法确认方法确认情况确认情况负责人负责人是否要因是否要因1仪器误差仪器误差现场验证现场验证基础中心点定位原来采用基础中心点定位原来采用3kg垂球定位，精度低。垂球定位，精度低。席超席超2奖罚制度执行不严奖罚制度执行不严讨论分析讨论分析施工人员创优积极性不高施工人员创优积极性不高李辉李辉3未进行岗前培训调查分析经调查焊工岗前未进行技能培训，对焊工进行为期2天的技能培训，淘汰1名、保留4名，并设专职焊工，目前已解决陈瑜4桩顶杯口砼浇注不及时现场验证经验证，为了约束上部水平荷载对地下段钢管柱的位移影响，只有柱底复核加固后，可消除影响。汲广坤六、原因分析序号序号末端因素末端因素确认方法确认方法确认情况确认情况负责人负责人是否要因是否要因5卷板机加工精度低调查分析经实际调查，所用加工机械确实存在加工误差，无法消除。李辉6吊装过程碰撞弯曲现场验证吊放管柱地面不平整，杂物较多，管柱互相碰撞，发生弯曲变形。后平整场地清理杂物，管柱分开存放，消除该因素何茂周7单人焊接应力变形大单人焊接应力变形大现场测量现场测量经过对现场经过对现场3根钢管柱拼根钢管柱拼装过程中错缝、垂直度等装过程中错缝、垂直度等检测，发现单人围焊对检测，发现单人围焊对80%钢管柱垂直度影响钢管柱垂直度影响35mm杨继东杨继东8交底不到位交底不到位检查资料检查资料经资料检查，确实存在情经资料检查，确实存在情况。专门对安装人员及所况。专门对安装人员及所有焊工进行幻灯片交底。有焊工进行幻灯片交底。赵伟彬赵伟彬制表人：杨继东制表人：杨继东 日期：日期：20072007年年7 7月月2626日日要因确认表要因确认表七、对策表 针对影响钢管柱一次安装精度合格率的4个主要原因，我们QC小组成员按已定的目标值，针对不同原因采取相应的对策措施，具体情况参见对策措施表。对策措施表对策措施表序号序号主要原因主要原因对策对策目标目标措施措施地点地点时间时间负责人负责人1仪器误差仪器误差使用精度更使用精度更高的仪器高的仪器井下井下28m深度，深度，基础中心放样基础中心放样误差误差5mm购置一台购置一台D2J3-L1垂垂准仪进行基准仪进行基础中心放样础中心放样现场现场2007.7.28席超席超2奖罚制度奖罚制度执行不严执行不严严格执行奖严格执行奖罚措施罚措施增强施工人员增强施工人员责任心责任心在周日生产在周日生产会上选出每会上选出每周奖励或罚周奖励或罚款人员款人员项目部项目部现场现场2007.7.29刘秋雨刘秋雨李辉李辉3单人焊接单人焊接应力变形应力变形大大改进焊接方改进焊接方式式控制焊接应力控制焊接应力产生的变形产生的变形80%偏差在偏差在2mm内内钢管柱对接钢管柱对接焊缝采用两焊缝采用两人对称同时人对称同时进行焊接进行焊接现场现场每个对接每个对接焊缝焊接焊缝焊接时时韦远成韦远成4交底不到交底不到位位切实做好技切实做好技术交底术交底交底到每个操交底到每个操作工人作工人在项目部采在项目部采用幻灯片交用幻灯片交底底项目部项目部2007.7.27杨继东杨继东赵伟彬赵伟彬制表人：杨继东制表人：杨继东 日期：日期：20072007年年7 7月月2626日日八、对策实施1 1、实施过程一、实施过程一“使用精度更高的仪器使用精度更高的仪器”向公司报告购买一台激光垂准仪。经公司批准于2007年7月28日购买了一台D2J3-L1激光垂准仪，代替原来的线测量。经对施工中的4根钢管柱进行实地放样检测，25m左右深度的孔桩内基础中心放样误差控制在高难度5mm以内。放样内容见下表。根据制定出的对策，我们QC小组开展的各个实施过程如下：钢管柱基础中心放样检测表钢管柱基础中心放样检测表序号序号钢管柱型号钢管柱型号基础中心实测值基础中心实测值（mm）基础中心偏位基础中心偏位（mm）XY1Z32-33.62Z2-244.53Z2-3-34.34Z1-2-22.8检查人：席超、汲广坤、赵伟彬检查人：席超、汲广坤、赵伟彬 日期：日期：20072007年年8 8月月2 2日日八、对策实施2 2、实施过程二、实施过程二“严格执行奖罚制度严格执行奖罚制度”2007年7月29日周日生产会上总工程师刘秋雨宣读奖罚措施。对每周安装的钢管柱进行检测，对精度符合要求的管柱操作人员、值班技术人员每人奖励50元/根，对不符合要求的分析原因对责任人罚款50/根，对出现同样错误两次的人员罚款150元/人，出现同样错误两次以上者调离岗位。3 3、实施过程三、实施过程三“改进焊接方式改进焊接方式”在副经理陈瑜与韦远成商议后，在每节钢管接缝焊接时由焊工张建民和石兵两人对称同时操作进行焊接，焊接完毕后赵伟彬、汲广坤、何茂周负责对错边、弯曲矢高检测。对施工完毕的3根钢管柱共6道环向对接缝进行检测，最大对口错边2mm、弯曲矢高4mm。钢管柱型号钢管柱型号对口错边检测对口错边检测（mm）弯曲矢高检测弯曲矢高检测（mm）Z1021Z1241Z2131钢管柱现场环缝焊接检测表钢管柱现场环缝焊接检测表检查人：席超、汲广坤检查人：席超、汲广坤 日期：日期：20072007年年8 8月月2 2日日八、对策实施4 4、实施过程四、实施过程四“切实做好技术交底”2007年7月27日，在项目部会议室内由现场技术人员赵伟彬对现场技术员、测量人员、操作人员进行了施工技术交底。交底形式采用幻灯片交底。交底对钢管柱定位中容易出现问题的环节如基础中心放样、定位器安装、钢管柱环缝对接、钢管柱吊放入孔、管顶中心检测、孔口固定等进行了重点说明。九、效果检查20072007年年9 9月月4 4日换乘综合体基坑内日换乘综合体基坑内5555根钢管柱全部结束，我们根钢管柱全部结束，我们QCQC小组对钢管柱进行小组对钢管柱进行的全部检测数据进行归纳整理，共检测的全部检测数据进行归纳整理，共检测200200个点，合格点数个点，合格点数193193个，一次安装合格个，一次安装合格率达率达96.5%96.5%，与目标对比图见下图所示。，与目标对比图见下图所示。阶段合格率（%）9596.574.3QCQC小组活动效果图小组活动效果图检查人：李辉检查人：李辉 制图人：杨继东制图人：杨继东 日期：日期：20072007年年9 9月月2020日日九、效果检查两人对称焊接环向焊缝两人对称焊接环向焊缝焊接中的环向焊缝外观焊接中的环向焊缝外观焊接完成后的钢管柱焊接完成后的钢管柱钢管柱孔口定位钢管柱孔口定位九、效果检查主体结构施工中的钢管柱一主体结构施工中的钢管柱一主体结构施工中的钢管柱二主体结构施工中的钢管柱二对钢管柱焊缝进行超声波探伤检查一对钢管柱焊缝进行超声波探伤检查一对钢管柱焊缝进行超声波探伤检查一对钢管柱焊缝进行超声波探伤检查一九、效果检查平均每天安装约平均每天安装约1 1根。由于钢管柱一次安装精度提高，最大限根。由于钢管柱一次安装精度提高，最大限度地缩短了施工工期，对度地缩短了施工工期，对20072007年度各阶段目标顺利完成创造了有年度各阶段目标顺利完成创造了有利条件。至利条件。至9 9月月4 4日钢管柱全部施工完毕，比合同规定的节点工期日钢管柱全部施工完毕，比合同规定的节点工期“20072007年年1010月月2323日前完成换乘综合体内的桩、柱施工日前完成换乘综合体内的桩、柱施工”提前提前5050天。天。到年终完成到年终完成20072007年度投资计划年度投资计划120%120%以上，获得业主发放的进度奖以上，获得业主发放的进度奖8989万元人民币。因此工期缩短在管理费、机械费的节省上都是非常万元人民币。因此工期缩短在管理费、机械费的节省上都是非常客观的。客观的。1 1、经济效益、经济效益换乘综合体内55根钢管柱施工用时58天，经济效益计算：实际效益=产生的效益-投入的费用产生的效益：机械费节省（70t汽车吊）65000/3050=108333元，电费节省330000.96/3050=52800元，管理费节省420000/3050=700000元；投入的费用：垂准仪费用7600元，直流焊机增加5台费用38005=19000元；实际效益=产生的效益-投入的费用=108333+52800+700000-7600-19000=834533元。834533元九、效果检查2 2、技术效益、技术效益 QC QC小组在提高逆作法钢管柱安装精度的实施过程中，积累了丰富的同小组在提高逆作法钢管柱安装精度的实施过程中，积累了丰富的同类工艺施工技术处理经验，为以后工作的开展奠定了坚实基础。类工艺施工技术处理经验，为以后工作的开展奠定了坚实基础。工程部先后获得集团公司和三处有限公司先进班组奖。工程部先后获得集团公司和三处有限公司先进班组奖。九、效果检查3 3、社会效益、社会效益 本工程的逆作法钢管柱定位安装，在难度大、工期紧、质量要求高的情本工程的逆作法钢管柱定位安装，在难度大、工期紧、质量要求高的情况下，经过况下，经过QCQC小组全体成员共同努力，安装精度大幅提高。由于本工程是小组全体成员共同努力，安装精度大幅提高。由于本工程是深圳市的重点工程之一，同时属于公司的重点项目，因此深圳市政府、轨道深圳市的重点工程之一，同时属于公司的重点项目，因此深圳市政府、轨道办、市政协多位领导及深圳市地铁办、市政协多位领导及深圳市地铁3 3号线、号线、5 5号线、号线、2 2号线等相当多的施工兄号线等相当多的施工兄弟单位到本工程进行检查、参观和交流。并获得深圳市政府颁发的弟单位到本工程进行检查、参观和交流。并获得深圳市政府颁发的“建大运建大运专线突出贡献单位奖专线突出贡献单位奖”、集团公司颁发的、集团公司颁发的“先进集体先进集体”奖等多项荣誉，树立奖等多项荣誉，树立了中铁隧道集团在深圳市的良好企业形象，取得了很大的社会效益了中铁隧道集团在深圳市的良好企业形象，取得了很大的社会效益。项目项目自我评价自我评价活动前（分）活动前（分）活动后（分）活动后（分）团队精神团队精神7080质量意识质量意识7590解决问题能力解决问题能力7085管理水平管理水平5075QC知识知识4090无形效益评价表无形效益评价表制表人：杨继东 日期：2008年3月5日综合素质评价雷达图综合素质评价雷达图九、效果检查十、巩固措施 通过本次活动，我们将取得的成果编制成通过本次活动，我们将取得的成果编制成地铁车站盖挖逆作法钢管柱精地铁车站盖挖逆作法钢管柱精确安装定位作业指导书确安装定位作业指导书，将取得的经验成果进一步补充完善，在后续施工，将取得的经验成果进一步补充完善，在后续施工中不断探索总结，用于指导类似工程的施工。为本工程科研成果提供有力的中不断探索总结，用于指导类似工程的施工。为本工程科研成果提供有力的基础技术资料，并下一步申报深圳市优秀基础技术资料，并下一步申报深圳市优秀QCQC小组及深圳市优、省部优做准小组及深圳市优、省部优做准备。备。通过本次通过本次QCQC小组活动，总结出一套钢管柱安装定位的宝贵经验，有效的小组活动，总结出一套钢管柱安装定位的宝贵经验，有效的提高了钢管柱安装精度，确保了换乘体主体结构的施工质量和结构安全，达提高了钢管柱安装精度，确保了换乘体主体结构的施工质量和结构安全，达到了预期的效果，取得了显著的经济效益和社会效益；提高了小组成员的团到了预期的效果，取得了显著的经济效益和社会效益；提高了小组成员的团队精神和质量意识、问题意识、改进意识、参与意识等无形效益，同时提高队精神和质量意识、问题意识、改进意识、参与意识等无形效益，同时提高了成员的解决问题能力和管理水平。下一步我们将把了成员的解决问题能力和管理水平。下一步我们将把改进工艺，确保改进工艺，确保C80C80钢管混凝土灌注密实度钢管混凝土灌注密实度作为作为QCQC活动课题。活动课题。十一、总结及下一步打算