提高地铁隧道钻孔成功率.docx

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提高地铁隧道钻孔成功率

提高地铁隧道钻孔成功率

企业全称：

中铁电气化局集团第三工程有限公司

小组名称：

拓进QC小组

一、小组简介

我们小组之所以取名为拓进QC小组，是希望小组成员在进行课题研究时，能始终保持开拓进取的精神，以此来做出最好的成果。

小组具体情况详见下表：

小组名称

拓进QC小组

注册登记号

SGSD6XMFGS-01

课题类型

现场型

组长

张博

姓名

性别

出勤率

责任分工

组内职务

张博

男

80%

牵头组织

组长

贾韬烈

男

70%

总体协调

副组长

谢刚

男

65%

技术负责

组员

樊雨

女

40%

资料整理

组员

李月娇

女

30%

资料整理

组员

丁一

男

50%

技术支持

顾问

二、选题理由

根据接触网技术要求，预埋锚栓安装完成后，必须满足整组锚栓垂直于水平面。

但根据2016年1月份的统计，锚栓预埋孔一次性不合格次数达到120次，不合格占比25%左右。

如下表所示：

地点

上行不合格次数

下行不合格次数

总次数

不合格占比

龙子湖站

20

20

164

24.4%

文苑北路站

22

21

164

26.2%

河南大学新区站

18

19

164

22.6%

如果使用不合格的钻孔进行锚栓埋设，就会造成下图中所示情况：

由图中我们可以看出，使用不合格预埋孔进行锚栓埋设，埋设后的锚栓与水平面不垂直，如图中红色区域所示，这违背了接触网技术要求。

因此，我们根据技术要求及现场情况，将课题确定为提高地铁隧道钻孔成功率。

三、现状调查

确认课题后，小组利用分层法根据站点和上下行同时进行分层，并制作出统计表及柱状图，如下所示：

锚栓预埋孔一次成功率

地点

上行

下行

龙子湖站

75%

75%

文苑北路站

73%

74%

河南大学新区站

77%

76%

根据图表可以看出，此种分层法各个数据间差异不明显，并不能找出课题的症结。

于是小组转换思路，继续利用分层法根据不合格类型进行分层，做出排列表。

序号

不合格类型

频数

累计频数

累计频率

A

开孔不垂直

94

94

78.3%

B

孔深不达标

8

102

85.0%

C

孔径超差

7

109

90.8%

D

位置偏差

6

115

95.8%

E

孔内积灰

2

117

97.5%

F

其他

3

120

100%

根据排列表我们做出了排列图：

由图中我们可以看到，开孔不垂直问题站问题总数的78.3%，为本课题的结症。

如果能够将此问题解决，就能大幅提高钻孔成功率

四、目标设定

小组认为通过本次活动可以解决孔径不垂直问题的90%，如果顺利完成的话锚栓预埋孔一次成功率便可达到74%+26%*0.783*0.9=92.32%。

同时，小组查阅了过去3年全分公司打孔合格率记录发现，郑州地铁1号线项目2014年8月、10月钻孔合格率都曾达到过90.3%和90.7%的合格率，因此小组为了挑战自我将目标值定为91%。

如下图所示：

五、要因确认

小组根据开孔不垂直的诸多原因进行分析，最终确定了7个末端因素，如下图所示：

根据确认的末端因素，小组制定了要因确认计划表，并将责任明确到人，限时完成确认，如下表所示：

要因确认计划表

序号

末端因素

确认方法

负责人

完成日期

1

钻头强度低

查看钻头数据，调查工人反馈

张博

2016.2.7

2

工人瘦弱

对人员体质进行调查

贾韬烈

2016.2.6

3

梯车太小

测量梯车尺寸

贾韬烈

2016.2.12

4

工机具笨重

现场进行工具使用测试

谢刚

2016.2.10

5

照明不够

调查现场照明情况

张博

2016.2.13

6

开孔处遇到钢筋

现场调查遇到钢筋情况

张博

2016.2.16

7

隧道顶为弧形

观察钻孔过程

谢刚

2016.2.18

末端因素分析：

末端因素1：

钻头强度低。

经调查，现场所用钻头为隧道专用钻头，满足使用条件，并且在使用过程中严格按照使用寿命更换。

钻头强度满足钻孔需求，不会降低钻孔成功率。

因此，此末端因素为非要因。

末端因素2：

工人瘦弱。

小组对作业人员的身高体重进行了抽查，并跟踪抽查人员的钻孔成功率并制作出统计图表：

身高、体重数据表

刘耀东

郑济州

林盛昌

左斌

雍成龙

赵鹏辉

于非歌

身高cm

体重kg

身高cm

体重kg

身高cm

体重kg

身高cm

体重kg

身高cm

体重kg

身高cm

体重kg

身高cm

体重kg

184

88

174

62

168

79

172

86

172

71

170

78

171

63

由图表中可以发现，身高、体重差异会导致成功率变动，但影响非常小，可以忽略。

因此，此末端因素为非要因。

末端因素3：

梯车太小。

根据现场测量，梯车作业平台尺寸为900mm*800mm，两人配合作业时，不会因为梯车作业平台太小而影响操作，梯车尺寸符合作业要求。

因此，此末端因素为非要因。

末端因素4：

工机具笨重。

施工中选用的是8kg的电锤，属于小型电锤。

操作者对钻孔工具运用自如，不会因为工机具过于笨重而影响操作。

因此，此末端因素为非要因。

末端因素5：

照明不够。

小组对施工区域进行了调查，发现目前使用的是普通头灯，光照效果较差。

且在钻孔时会产生大量粉尘，普通头灯不能应对。

现场照明情况如右图所示：

这样的照明条件不但会影响施工进度，还会严重影响钻孔精度及其合格率。

因此，此末端因素为要因

由于遇到钢筋导致的情况

频数

累计频数

累计频率

避开钢筋钻孔歪斜

16

16

50%

钢筋无法避开需重新钻孔

7

23

71.9%

钢筋导致孔径超差开孔作废

9

32

100%

末端因素6：

打孔中遇到钢筋。

在隧道区间打孔时，经常遇到钢筋，导致钻孔作业不能正常进行。

小组统计钻孔时遇到钢筋后会导致的情况，如右表所示：

由此表可以看出，在遇到钢筋后，不论导致何种情况，最终都会导致钻孔不可用。

因此，钻孔过程中遇到钢筋会降低钻孔成功率，此末端因素为要因

末端因素7：

隧道顶为弧形。

由于隧道顶为弧形，工人很难把控电锤的植入方向，造成钻孔不合格。

如右图所示，正确开孔方向应该是蓝色钻头方向，是垂直于轨面的方向，但是在钻孔过程中，会受到隧道

壁施加的红色箭头方向的力，最终可能导致实际开孔方向如图中红色箭头所示，造成钻孔不合格。

我们在弧形隧道顶处抽查了100个点，发现合格的只有33个，如下表所示：

锚段号

悬挂编号

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

1

3°

7°

1°

5°

2°

4°

5°

4°

7°

9°

2

3°

5°

4°

4°

3°

5°

2°

5°

2°

5°

3

4°

5°

3°

6°

4°

4°

5°

3°

2°

3°

4

6°

4°

6°

0°

1°

4°

6°

7°

4°

5°

5

7°

6°

8°

9°

4°

7°

4°

4°

3°

6°

6

4°

5°

3°

4°

6°

8°

6°

2°

5°

5°

7

1°

6°

3°

5°

6°

5°

4°

5°

8°

6°

8

7°

2°

5°

8°

5°

3°

3°

7°

5°

5°

9

4°

6°

3°

6°

4°

7°

6°

6°

5°

4°

10

5°

7°

5°

4°

4°

2°

8°

7°

4°

5°

根据上表我们制作出了弧形隧道顶钻孔误差图：

25

20

15

10

5

0

由图中可以看出，红色方框内均为不合格钻孔，隧道顶为弧形时，合格率较低，单靠人的能力已经不能满足，考虑引入机械提高可控性。

因此，此末端因素为要因。

六、制定对策

在完成要因确认后，小组利用5w1h的方法针对要因制作对策表，明确每个要因的对策、目标及措施等，并且责任到人，限期完成。

对策表如下表所示：

序号

要因

对策

目标

措施

地点

完成时间

负责人

1

照明不够

增加光照强度

能清楚看清作业区

作业组配备强光头灯及小型探照灯

施工现场

2016.2.25

贾韬烈

2

打孔中遇到钢筋

避开钢筋

打孔时遇到钢筋数为零

利用钢筋探测仪确定开孔位置

施工现场

2016.2.27

张博

3

隧道顶为弧形

引入紧固装置

打孔过程中电锤姿态稳定

在原有的电锤上添加垂直升降托架

施工现场

2016.2.26

谢刚

七、对策实施

对策1，增加光照强度

小组为作业组配备强光头灯，为梯车配备小型探照灯，如下图所示：

效果确认，在配备强光头灯及探照灯后，作业区域清晰可见，达到能看清作业区域的既定目标。

如右图所示：

对策2，避开钢筋

利用钢筋探测仪确定开孔位置。

购买钢筋探测仪辅助施工作业，该仪器能够探测出钢筋的分布及深度，并对设定范围内的钢筋发出报警，可以有效避开钢筋。

钢筋探测仪如下图所示：

同时，小组利用pdpc法制作过程决策控制图，以明确作业流程，如下图所示：

在遭遇钢筋时，利用A0-A1-B1-B2-B3-B4-A3-Z的流程进行开孔作业。

小组对使用钢筋探测仪后的钻孔情况进行了统计，制作出统计表：

统计日期

地点

钻孔遇到钢筋次数

3月10日

龙子湖站

0

3月10日

文苑北路站

0

3月10日

河南大学新区站

0

3月15日

龙子湖站

0

3月15日

文苑北路站

0

3月15日

河南大学新区站

0

3月20日

龙子湖站

0

3月20日

文苑北路站

0

3月20日

河南大学新区站

0

由统计表可以看到，在利用钢筋探测仪确定开孔位置后，钻孔时未发生打到钢筋的情况，达到钻孔时遇到钢筋数量为零的既定目标。

对策3，引入紧固装置

通过托架将电锤进行固定，确保钻孔时钻头垂直于水平面，提高钻孔成功率。

紧固装置如右图所示：

请各位评委查看文件夹中的现场实施视频。

小组对使用紧固装置后打钻孔情况进行了统计，如此表所示：

开孔编号

垂直误差

开孔编号

垂直误差

开孔编号

垂直误差

开孔编号

垂直误差

开孔编号

垂直误差

开孔编号

垂直误差

开孔编号

垂直误差

开孔编号

垂直误差

G1

1°

G13

4°

G25

1°

G37

1°

G49

1°

G61

1°

G73

1°

G85

1°

G2

0°

G14

1°

G26

1°

G38

1°

G50

2°

G62

1°

G74

2°

G86

2°

G3

1°

G15

1°

G27

2°

G39

2°

G51

1°

G63

2°

G75

2°

G87

1°

G4

2°

G16

2°

G28

2°

G40

2°

G52

1°

G64

1°

G76

1°

G88

1°

G5

1°

G17

1°

G29

1°

G41

1°

G53

2°

G65

0°

G77

2°

G89

2°

G6

1°

G18

1°

G30

2°

G42

0°

G54

1°

G66

1°

G78

1°

G90

1°

G7

2°

G19

0°

G31

4°

G43

1°

G55

0°

G67

2°

G79

2°

G91

4°

G8

1°

G20

4°

G32

1°

G44

2°

G56

1°

G68

1°

G80

2°

G92

1°

G9

0°

G21

1°

G33

2°

G45

1°

G57

2°

G69

4°

G81

1°

G93

1°

G10

1°

G22

2°

G34

1°

G46

2°

G58

1°

G70

1°

G82

0°

G94

0°

G11

1°

G23

1°

G35

2°

G47

4°

G59

1°

G71

2°

G83

2°

G95

1°

G12

2°

G24

2°

G36

2°

G48

1°

G60

2°

G72

1°

G84

1°

G96

1°

结合视频可以看到，利用垂直升降托架进行隧道钻孔，达到了打孔过程中电锤姿态稳定的既定目标，钻孔合格率显著提高。

八、效果检查

通过一系列对策实施后，2016年3月28日，小组对对策实施后的钻孔合格率进行调查，共检查286个点，不合格19个，合格率93.4%。

统计表如下表所示：

锚段号

悬挂编号

M1

M2

M3

M4

M5

M6

M7

M8

M9

M10

M11

M12

M13

M14

M15

M16

M17

M18

M19

M20

M21

M22

1

1°

0°

1°

0°

1°

4°

1°

0°

1°

2°

0°

2°

0°

2°

1°

1°

0°

1°

2°

2°

2°

1°

2

0°

2°

1°

0°

2°

0°

2°

1°

2°

1°

2°

1°

2°

1°

2°

4°

1°

0°

2°

1°

2°

2°

3

1°

1°

3°

1°

1°

1°

1°

3°

2°

3°

1°

3°

3°

3°

1°

2°

1°

3°

3°

1°

2°

3°

4

3°

4°

3°

0°

1°

4°

2°

1°

4°

0°

2°

1°

0°

1°

1°

2°

1°

1°

2°

4°

1°

1°

5

1°

1°

1°

1°

4°

1°

1°

4°

2°

1°

4°

1°

2°

2°

2°

2°

2°

2°

0°

2°

2°

2°

6

0°

0°

2°

4°

1°

2°

3°

2°

1°

0°

1°

4°

3°

0°

1°

2°

1°

3°

3°

1°

3°

1°

7

1°

1°

3°

1°

3°

1°

1°

0°

2°

1°

2°

1°

1°

3°

2°

1°

2°

0°

2°

2°

2°

2°

8

1°

2°

1°

1°

1°

2°

2°

1°

1°

2°

1°

0°

3°

0°

2°

3°

4°

1°

2°

2°

2°

2°

9

0°

1°

3°

1°

0°

1°

1°

3°

1°

1°

2°

1°

3°

1°

2°

1°

2°

1°

4°

1°

2°

1°

10

0°

1°

1°

4°

1°

2°

3°

2°

1°

2°

1°

2°

0°

4°

1°

3°

1°

3°

1°

3°

1°

0°

11

1°

0°

0°

4°

1°

2°

1°

1°

4°

1°

0°

1°

2°

0°

1°

4°

1°

0°

1°

3°

1°

2°

13

2°

1°

4°

0°

3°

1°

3°

2°

3°

1°

2°

2°

3°

1°

0°

3°

1°

2°

3°

1°

2°

3°

通过此次活动，有效控制和改善了地铁隧道钻孔成功率低的问题，钻孔一次合格率，活动前为74%，活动后上升到93.4%，实现了预期目标。

经过小组活动，减少返工共919处，减少人工48工日。

节省材料72元*919=66168元，节省人工费48*200=9600元。

购买钢筋探测仪花费6600元，增配头灯及探照灯花费600元，制作紧固装置花费300元。

经计算，共为项目部节省开支68268元。

通过增加照明设备，选用钢筋探测仪，加装电锤托架等方式，有效的提高了生产效率，使工人在作业时的体力消耗减小，同时降低了施工过程中的安全风险。

九、

巩固措施

通过本次活动，项目部将本次成果中的，使用钢筋探测仪及引入紧固装置写入接触网作业指导书，以便后续工程能够吸收到本次成功的经验，为后续施工提高效率。

小组在后续的施工中，继续跟踪观察钻孔成功率情况，发现后续成功率浮动较小，均保持在91%的预定目标之上。

此次活动中，小组成员积极发现问题并及时的处理问题，使我们QC团队有了很高的凝聚力和很强的影响力，使成员更好的发挥了开拓进取的拓进QC小组精神。

同时，此次活动也暴露出一些经验及技术欠缺的问题，在以后的工作过程中还需加强。

我们的下一课题暂定为，改进回流电缆保护工艺。