汶马QC提高高原高寒钢管桩钻孔施工效率.docx
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汶马QC提高高原高寒钢管桩钻孔施工效率
组长:
钟彬
组长:
刘宗奎
副组长:
林代和
发表人:
曾劲凯
小组所在单位:
中铁二局四公司汶马高速鹧鸪山隧道项目部
小组名称:
钢管桩钻孔施工QC小组
提高高原、高寒钢管桩钻孔施工效率
一、工程概况
本项目为汶马高速公路鹧鸪山隧道,是汶川至马尔康高速公路穿越鹧鸪山的深埋长大隧道,汶马高速公路的控制性工程之一。
隧道长8835m,最大埋深约1400m。
该项目同时具备高原(海拔3100~3300m)、高寒(年平均温度为6.3℃,年均无霜期120天,年均17m/s以上大风雪40次)的超长公路隧道。
鹧鸪山隧道纵断面设计图
鹧鸪山隧道出口(马尔康端)斜坡地形较陡峭,自然坡多在30°~45°间,呈折线型,斜坡未见基岩裸露。
洞口被崩坡积层覆盖,其中包括粉质粘土:
棕黄色,软塑状为主,厚约1.5~3.0m;碎石:
以紫灰色,灰色,碎石石质以细砂岩为主,少量板岩,次棱角状~棱角状,强风化~中风化,其粒组组成为:
φ>200mm约占5%,φ200mm~φ60mm约占25%,φ60mm~φ20mm约占35%,φ20mm~φ2mm约占2%,余为粉、粘粒,结构不均,松散~稍密,潮湿,透水性好。
此层厚约8.0~12.0m,局部稍厚。
块石:
深灰色,块石石质以细砂岩、板岩为主,中风化,次棱角状,其粒组组成为φ>200mm约占50%,φ200mm~φ60mm约占10%,φ60mm~φ20mm约占5%,φ20mm~φ2mm约占5%,余为粉质粘土,结构极其不均,松散~稍密,透水性差。
厚约8.0~15.0m。
二、小组简介
汶马高速鹧鸪山隧道项目部于2013年4月9日成立了钢管桩钻孔施工QC小组,小组成员共计9人,平均年龄30岁,平均接受QC教育时间为55小时,并在小组内部进行了详细分工,详见下表:
小组名称
钢管桩钻孔施工QC小组
注册时间
2013年4月9日
活动时间
2013.4.9~2013.5.2
小组类型
现场型
小组人数
9
序号
姓名
年龄
学历
职务
组内职务
组内分工
接受QC
教育时间
1
林代和
39
本科
总工程师
组长
全面负责
60h
2
刘宗奎
37
本科
项目经理
副组长
统计分析
60h
3
李学文
31
本科
副总工兼
工程部长
组员
对策实施
60h
4
李家君
26
本科
安质部长
组员
检查验收
60h
5
曾劲凯
26
本科
质检工程师
组员
现场质检
资料收集
52h
6
陈伟
26
本科
专业工程师
组员
现场技术
52h
7
郑笑春
24
本科
专业工程师
组员
机电技术
52h
8
李雄
22
专科
测量工程师
组员
测量工作
48h
9
赵洪锦
35
中专
领工员
组员
现场施工作业
52h
图示
表2-1QC小组人员基本情况一览表
表2-2QC人员姓名表
左起
曾劲凯
李雄
赵洪锦
李学文
刘宗奎
林代和
李家君
郑笑春
陈伟
本QC小组成员合影
为更好的开展活动,小组成员制定了详细的活动进度表,如下:
表2-3小组活动时间进度表
项目
活动时间(日)
4月
5月
8
10
12
14
16
18
20
22
24
26
28
30
2
P
选定课题
现状调查
目标设定
原因分析
要因确定
制定对策
D
对策实施
C
效果确认
A
巩固措施
活动总结
下步打算
计划实施
三、选题理由
必须提高钢管桩钻孔施工效率
严格控制隧道超欠挖
四、现状调查
左洞隧道洞口施工时,边坡与仰坡交界处发生松散的坡积体溜塌,夹杂着树根、草根等,孔隙率非常大。
对坍塌体坡口线附近采用5m加长砂浆锚杆锁口,管棚由30m调整为40m,施工完毕后。
进行暗洞预留核心土开挖,管棚套拱拱顶出现明显小裂纹,并向洞内延伸。
连续降雨后左右线间坡积体出现溜塌。
根据监控量测资料左线套拱拱顶出现8cm沉降量,随后稳定,3日后再次出现7.7cm沉降量。
此后停止施工对拱架进行了临时支护。
右洞位于靠山侧影响相对较小,加强监控量测继续施工。
监控量测套拱顶沉降图
对洞口开挖后变形进行紧急加固照
会议照片
各方人员就后一步钢管桩加固方案进行深入讨论,经过专家组及四方会议意见确立了以钢管桩联系梁+钢花管挂网喷浆的施工工艺对隧道洞口进行加固处治。
(见下图)
洞口加固钢管桩设计图
表4-1洞口钢管桩加固施工钻孔工程量表
单位
钢管桩类型
共计
桩长
m
20
24
28
孔径
mm
168
168
168
根数
根
37
28
11
76
总长
m
740
672
308
1720
本项目洞口钢管桩加固施工于2013年3月21日开始施工,预计总工期40日;经过小组人员现场确认,截止2013年4月9日累计施工20日,累计完成钢管桩钻孔20m7根、28m1根,共计完成168m钻孔施工。
完成工程量与工期关系图
小组人员于2013年4月9日召开了针对造成钢管桩钻孔施工进度缓慢的各种原因的分析会议。
会上各成员踊跃发言、各抒己见,确定了各种原因的影响比例,并用统计计分的方法统计出钻孔效率低下的问题统计表。
表4-2造成钻孔效率低下的问题原因统计表
序号
影响原因
频数(个)
频率
累计频率
1
机具配置不当,
钻孔方法不实用(A)
40
80%
80%
2
物资采购远(B)
3
6%
86%
3
工序安排不合理(C)
1
2%
88%
4
现场执行力差(D)
2
4%
92%
5
其他(F)
4
8%
100%
合计
50
100%
-
影响钻孔效率因素排列图
五、活动目标及可行性分析
(一)活动目标
实际工天和目标工天对比图
(二)可行性分析
六、原因分析
对影响钢管桩钻孔施工效率主要因素讨论分析,影响施工效率的主要因素是机械、环境、人员、方法四方面的。
主要问题找出来后,认真分析导致钻孔效率低的原因,从中找出效率与各个因素之间的相互关系。
2013年4月10日,我QC小组在项目部会议室召开了全体成员会议,小组成员集思广益,针对存在的问题进行了认真分析讨论并进一步认证,确定了导致钻孔效率低的许多原因,详见下图。
因果分析图
七、要因确认
从因果分析图上各个因素的仔细分析比对,小组成员确定要因确认计划表,详见下表:
表7-1要因确认计划表
序号
末端因素
确认内容
确认方法
标准
确认人
确认时间
1
人员
工人对工艺理解不透,熟练程度差
检查上岗证及技术交底情况
调查分析
持证上岗率达100%,技术交底落实到每个人
李家君
2013/4/10
2
施工人员数量偏少,搭配不合理
调查施工人员数量及分工情况
现场确认调查分析
施工人员数量足够,搭配合理
陈伟
2013/4/10
3
现场管理人员服务意识差,责任心不够强
了解管理人员的工作意识
调查分析
现场管理人员服务意识强,责任心强
林代和
2013/4/11
4
人员积极性不高
调查各管理人员的想法
调查分析
人员施工积极性高
刘宗奎
2013/4/11
5
机具
空压机功率偏小,风量、风压均不能满足需要
检查空压机实际工作情况
现场调查
空压机功率足够,风量、风压均满足要求
郑笑春
2013/4/10
6
机械陈旧故障频发
调查钻孔机械
现场调查
机械故障少发生
郑笑春
2013/4/11
7
钻机定位不牢固,晃动厉害
检查钻孔机械工作情况
现场检查
钻机定位牢固,运转不晃动
陈伟
2013/4/10
8
垂直钻孔太深,不能有效提起钻头
了解机械提钻情况
现场调查
钻孔完毕后,能快速有效的提起钻头
林代和
2013/4/10
9
未采用跟管钻进,成孔易被松土回填
统计记录成孔塌孔情况,分析跟管钻进可行性
现场调查
咨询分析
解决成孔的塌孔问题
李学文
2013/4/11
10
环境
笨重机械转运依靠人工,费时效率低
分析机械取代人工转运的可行性
现场调查
咨询分析
采用机械转运
曾劲凯
2013/4/10
11
未采用吹孔技术
分析采用吹孔技术的可行性
现场调查
咨询分析
采用吹孔技术
李学文
2013/4/11
12
施工钻孔位置顺序不合理
调查分析合理施工顺序
现场调查
、分析
钻孔顺序调整为最合理
李雄
2013/4/10
13
施工现场照明差,影响人员施工效率
了解施工现场照明情况
现场确认
照明能满足施工需要
赵洪锦
2013/4/11
14
施工场地陡峭
了解施工现场地势情况
现场确认
人行通道便捷、工作平台规范
赵洪锦
2013/4/10
15
高原(缺氧)、高寒(低温)、大雪、大风气候影响施工
了解施工现场气候情况
现场确认
恶劣条件下的施工保障措施齐全
李家君
2013/4/10
1、末端因素确认一
末端因素
工人对工艺理解不透,熟练程度差
确认方法
调查分析
确认标准
持证上岗率达100%,技术交底落实到每个人
确认时间
2013年4月10日
确认人
李家君
确认内容
经检查工人部分有上岗证,但具备很有限的理论知识和施工经验,对钢管桩钻孔工艺不能很好地理解与掌握,熟练程度较差。
技术交底未落实到一线工人。
结论
工人对工艺理解不透,熟练程度差是要因。
2、末端因素确认二
末端因素
施工人员数量偏少,搭配不合理
确认方法
调查分析
确认标准
施工人员数量足够,搭配合理
确认时间
2013年4月10日
确认人
陈伟
确认内容
经过调查施工人员数量及分工情况,现场施工及管理人员共计13人。
技术工7人,普通工5人,管理人员1人,就施工人员现状平均3个人操作一台钻机,人员数量和人员搭配上是没问题的。
结论
施工人员数量偏少,搭配不合理不是要因
3、末端因素确认三
末端因素
现场管理人员服务意识差,责任心不够强
确认方法
调查分析
确认标准
现场管理人员服务意识强,责任心强
确认时间
2013年4月11日
确认人
林代和
确认内容
经过调查了解到现场管理人员服务于施工人员的意识比较高,很多具体的问题都能第一时间得到解决,也体现出责任心较强的一面。
结论
现场管理人员服务意识差,责任心不够强不是要因。
4、末端因素确认四
末端因素
人员积极性不高
确认方法
调查分析
确认标准
人员施工积极性高
确认时间
2013年4月11日
确认人
刘宗奎
确认内容
分别调查各位管理人员,了解施工人员的想法,工人按照计工天的劳务标准而不是按劳计工,但项目管理力度比较强,工人能按时上下班,并都能较抓紧工作。
结论
人员积极性不高不是要因。
5、末端因素确认五
末端因素
空压机功率偏小,风量、风压均不能满足需要
确认方法
现场调查
确认标准
空压机功率足够,风量风压均满足要求
确认时间
2013年4月10日
确认人
郑笑春
确认内容
空压机现场选用的参数为21立方风量,10Mpa风压的。
将两台此规格的空压机同时接入钢风管,风量充足但风压不足,同样未能有效地吹出深孔中的石块,导致钻孔效率低。
结论
空压机功率偏小,风量、风压均不能满足需要是要因。
6、末端因素确认六
末端因素
机械陈旧故障频发
确认方法
现场调查
确认标准
机械故障少发生
确认时间
2013年4月11日
确认人
郑笑春
确认内容
调查后得知钻孔机械较陈旧,保养工作欠缺,时常出现修理机械的情况,现场施工钢管桩的钻孔机械共计4台,基本能保障3台正常运转,若3台正常运转就能完全满足工期需要。
结论
机械陈旧故障频发不是要因。
7、末端因素确认七
末端因素
钻机定位不牢固,运转晃动厉害
确认方法
现场检查
确认标准
钻机定位牢固,运转不晃动
确认时间
2013年4月10日
确认人
陈伟
确认内容
经检查发现钻孔机械工作时钻机定位不牢固,在钻孔施工过程中晃动厉害,影响成孔垂直度和钻孔效率,但经跟踪观察发现定位牢固的钻机钻孔效率提高很微小。
结论
钻机定位不牢固,运转晃动厉害不是要因。
8、末端因素确认八
末端因素
垂直钻孔太深,不能有效提起钻头
确认方法
现场调查
确认标准
钻孔完毕后,能快速有效的提起钻头
确认时间
2013年4月10日
确认人
林代和
确认内容
钢管桩施工钻孔垂直深度在20~28m之间,钻孔深度较深,钻杆偏长。
经过现场调查在钻孔施工过程中易出现卡钻现象,经常出现提钻困难,经统计提钻困难耽搁时间占施工时间的50%~60%。
结论
垂直钻孔太深,不能有效提起钻头是要因。
9、末端因素确认九
末端因素
未采用跟管钻进,成孔易被松土回填
确认方法
现场调查、咨询分析
确认标准
解决成孔的塌孔问题
确认时间
2013年4月11日
确认人
李学文
确认内容
由于地质为崩坡积层(松散堆积体),在钻孔过程中极易出现塌孔现象,据统计塌孔率达75%以上,是导致卡钻的主要原因,同时也造成了钢管桩不能顺利放入孔内等诸多不利施工情况。
经过调查咨询,采用跟管施工对此类问题有很好的解决可行性。
结论
未采用跟管钻进,成孔易被松土回填是要因。
10、末端因素确认十
末端因素
笨重机械转运依靠人工,费时效率低
确认方法
现场调查、咨询分析
确认标准
采用机械转运
确认时间
2013年4月10日
确认人
曾劲凯
确认内容
现场调查可知笨重机械完全依靠人工转运。
但在跟踪机械转运过程中统计出机械换孔转运一次需要花费2小时时间,但相比钻一个孔时间来讲只占3.3%。
结论
笨重机械转运依靠人工,费时效率低不是要因。
11、末端因素确认十一
末端因素
未采用吹孔技术
确认方法
现场调查、咨询分析
确认标准
采用吹孔技术
确认时间
2013年4月11日
确认人
李学文
确认内容
根据实战经验,在钻孔施工过程中采用吹孔技术,即钻孔过程中时常提起钻杆后向孔内放入风管通风,但岩层中孔隙率较大,吹孔效果很有限。
结论
未采用吹孔技术不是要因。
12、末端因素确认十二
末端因素
施工钻孔位置顺序不合理
确认方法
现场调查、分析
确认标准
钻孔顺序调整为最合理
确认时间
2013年4月10日
确认人
李雄
确认内容
根据现场调查分析,施工场地较为陡峭,施工机械下而上施工,增加了机械二次转运难度,但转运一次机械相比钻一个孔时间来讲只占3.3%。
结论
施工钻孔位置顺序不合理不是要因。
13、末端因素确认十三
末端因素
施工现场照明差,未能实现24小时作业
确认方法
现场确认
确认标准
照明能满足施工需要,照明能实现24小时作业
确认时间
2013年4月11日
确认人
赵洪锦
确认内容
了解施工现场照明情况后,发现施工现场照明设备有缺乏,作业人员在早晚的施工效率有一定影响,但对于钻孔效率低下影响很微弱不起决定作用。
结论
施工现场照明差不是要因。
14、末端因素确认十四
末端因素
施工场地陡峭
确认方法
现场确认
确认标准
便捷的人行通道、规范的工作平台
确认时间
2013年4月10日
确认人
赵洪锦
确认内容
了解施工现场地势情况,施工场地陡峭,施工人员未设置较为方便的人行通道,搭设的工作平台较简易,对机械的架设、人员的通行和施工有很小影响,对于钻孔效率的影响不起决定作用。
结论
施工场地陡峭不是要因。
15、末端因素确认十五
末端因素
高原(缺氧)、高寒(低温)、大雪、大风气候影响施工
确认方法
现场确认
确认标准
恶劣条件下的施工保障措施齐全
确认时间
2013年4月10日
确认人
李家君
确认内容
了解施工现场气候情况,施工场地地处高原(海拔3100~3300m)、高寒(年平均温度为6.3℃,年均无霜期120天,年均17m/s以上大风雪40次)地区,施工工期正处于该地区气候最恶劣的冬春季节,时常会因为太冷、覆盖风雪和生病等因素停工。
结论
高原(缺氧)、高寒(低温)、
大雪、大风气候影响施工是要因。
通过调查对以上因素逐条确认,找出了影响影响钢管桩钻孔施工效率的主要原因:
1、工人对工艺理解不透,熟练程度差;
2、空压机功率偏小,风量、风压均不能满足需要;
3、垂直钻孔太深,不能有效提起钻头;
4、未采用跟管钻进,成孔易被松土回填;
5、高原(缺氧)、高寒(低温)、大雪、大风气候影响施工。
八、制定对策
针对影响钢管桩钻孔施工效率的主要因素,特制定如下对策表:
表8-1要因对策表
序号
影响因素
对策
目标
措施
地点
负责人
时间
1
工人对工艺理解不透,熟练程度差
加强对工人的培训工作。
把施工人员及管理人员建设成人人懂工艺的高质、高效队伍。
培训施工人员,与熟练工人交流,采纳提出的好的意见和建议。
现场
值班室
李家君
4月11日
前
2
空压机功率偏小,不能满足需要
配置功率合适的空压机。
提高钻孔过程中吹孔效率。
加配一台48立方,21Mpa的空压机。
施工
现场
郑笑春
4月11日前
3
垂直钻孔太深,不能有效提起钻头
换用液压潜孔钻。
能很大程度上解决“提钻难”的问题。
新增的两台潜孔钻机为液压式潜孔钻机。
施工
现场
林代和
4月11日前
4
未采用跟管钻进,成孔易被松土回填
采用跟管钻进。
有效的解决因为地质原因造成的塌孔卡钻问题。
更换钻头为偏心钻头,采用跟管钻进,同时进场拔管机。
施工
现场
李学文
4月11日前
5
高原(缺氧)、高寒(低温)、大雪、大风气候影响施工
做好后勤保障。
保障高原应急情况的输氧措施,和人员的抗寒工作,树立安全就是效率的意识。
配备制氧机、氧气袋、医药箱、保暖衣物、防滑鞋。
现场
值班室
刘宗奎
4月11日前
九、对策实施
十、效果检查
(一)目标实现情况
在后续进行的钢管桩钻孔施工中,小组成员分工明确,认真落实针对提高钢管桩钻孔效率的各项对策,以设计为指导、以施工规范为标准,进行了之后的施工。
2013年4月25日,小组组织对钢管桩现场施工工程量进行验收,截止4月24日,累计施工35日。
累计完成20m钻孔21根、24m钻孔28根、28m钻孔11根,累计完成1400m。
QC小组对策实施前后对比见下图:
通过QC小组活动和PDCA循环,该项国家级重点工程项目的钢管桩钻孔施工任务在前期进度极度滞后的情况下,提前1日工期完工,保障了鹧鸪山隧道左线进洞施工,同时积累了很多施工管理经验和施工方法,培养了一批就诸如此类施工工艺的技术人才和专业队伍。
(二)社会效益
钢管桩钻孔施工计划施工工期为:
2013年3月21日~2013年4月29日,共计40天。
通过本QC小组活动后,在前期工期消耗50%(20天)而工程进度只完成了9%(168m)的前提下,钢管桩钻孔施工于2013年4月28日如期完工,共计用时39天,比原计划工期提前了1天。
我QC小组经过了前期艰难的探索过程,在一方面顶住了业主、监理方面给予工期的压力;一方面变压力为动力,在施工中开拓进取,勇于跨越,积极进取,如期完工,以实际行动重新赢得了业主和地方政府部门的信任。
对于我QC小组在此施工中做出的贡献,业主及监理单位给予了极高的评价,增强了企业的信誉度。
(三)经济效益
表10-3-1QC活动前预计完成该项钻孔施工花费表
备注
钻孔每米花费(元)
共计(元)
人工费
计日工124元/天
高原补贴100元/天
施工人员13人
(124+100)×13×20/168=346.7
346.7×1720=596267
机械费
空压机30000元/月
普通钻机消耗160元/天
2台空压机、4台普通潜孔钻机
(30000×2/30+160×4)×20/168=314.3
314.3×1720=540637
项目
管理费
以1/3管理费投入左洞钻孔。
管理人员56人,加高原补贴、5险1金,人均工资9286元/月
9286×56×20/30.5/168/3=687.1
687.1×1720=
1181812
总计
-
596267+540637+1181812=2318716
注:
活动前施工时间共计20天。
表10-3-2QC活动后实际完成该项钻孔施工花费表
备注
钻孔每米花费(元)
共计(元)
人工费
活动前花费346.7×168=58246元
按照145元/米计工
[58246+145×(1720-168)]/1720=164.7
164.7×1720=283284
机械费
活动前花费(30000×2/30+160×4)×20=52800元
液压钻机消耗435元/天
48m3空压机56000元/月
1台空压机、2台液压潜孔钻机(含偏心钻头)
拔管机5000元/月
跟管300元/米跟管60米
(52800+435×2×19+56000/30×19+5000/30×19+300×60)/1720=73.2
73.2×1720=125904
项目
管理费
活动前花费9286×56×20/30.5/3=113
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- 汶马 QC 提高 高原 高寒 钢管 钻孔 施工 效率