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

中铁隧道集团2008年度QC小组成果发表会资料提高逆作法钢管柱安装精度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○○八年三月发表人：杨继东目录一、工程概况二、小组简介三、选题理由四、现状调查五、确定目标值及可行性论证六、原因分析七、制定对策八、实施对策九、效果检查十、巩固措施及总结十一、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φ1000mm、壁厚20mm（Z1型）钢管柱，25根为φ600mm、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φ2000mm～3000mm人工挖孔桩，孔深25.14m～37.95m。一、工程概况二、小组简介中铁隧道集团深圳地铁3号线老街站换乘综合体项目经理部QC小组于2007年5月7日成立，小组成员由10人组成。自成立后开展有记录的活动8次，小组成员均参加TQC教育及《深圳市轨道交通二期三号线老街站换乘综合体土建工程-实施性施工组织设计》、《钢结构工程施工质量验收规范》、施工图纸等资料60小时以上学习，小组简介情况见下表。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：攻关型成立时间：2007年5月7日注册号：3101-1/QC01课题：逆作法钢管柱精确定位活动时间：2007.7～2007.9活动次数：两周一次出勤率：100%QC小组成员概况一览表序号姓名性别年龄学历职务职称小组职务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、选题理由选题理由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。课题名称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35个点，合格点数26个，一次安装合格率74.3%。2007年7月20日，QC小组对已施工的5根钢管柱施工质量进行了现场调查。三、选题理由三、选题理由序号检查项目检查数频数频率（%）累计频率（%）1钢管柱孔口固定5333.433.42钢管柱顶中心位置5222.255.63钢管柱垂直度10222.277.84钢管柱顶面高程5111.188.95钢管柱焊接10111.1100合计W=35N=9检查合格率=(W-N)/W=(35-9)/35×100%=74.3%钢管柱施工质量调查分析表检查人：李辉、席超、赵伟彬、汲广坤统计人：杨继东时间：2007年7月20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：杨继东日期：2007年7月20日三、选题理由五、确定目标值及可行性论证1、目标确定总目标一次安装精度合格率提高至95%立柱中心线和基础中心线误差±5mm目标值钢管柱垂直度＜H/1000，且≯15mm项目领导重视，对小组活动大力支持，需用资金得到保障，为活动开展提供了良好条件。公司已有在广州地铁一、二号线公园前车站类似工程施工经验，可为本工程钢管柱施工提供借鉴。项目部安装工人操作经验丰富，技术人员业务素质强，有分析、解决问题的能力。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质量问题，一次安装精度合格率可提高至94.3%，小组认为制定的预期目标符合实际情况，通过攻关可以完成。2、实现目标的可行性论证检查人：李辉制图人：杨继东时间：2007年7月22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柱垂直度孔口固定钢管柱自身弯曲节段对接不平顺吊装过程碰撞弯曲焊接人员不明白要求单人焊接应力变形大交底不到位定位器安装不合要求测量误差大焊工责任心不强仪器误差奖罚制度执行不严安装位置不正确操作人员不清楚要求连接不牢固未进行岗前培训重型机械对孔口挤压桩顶杯口砼浇注不及时管柱圆度不均匀卷板机加工精度低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：杨继东日期：2007年7月23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。要因确认表序号末端因素确认方法确认情况负责人是否要因1仪器误差现场验证基础中心点定位原来采用3kg垂球定位，精度低。席超√2奖罚制度执行不严讨论分析施工人员创优积极性不高李辉√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、原因分析序号末端因素确认方法确认情况负责人是否要因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现场测量经过对现场3根钢管柱拼装过程中错缝、垂直度等检测，发现单人围焊对80%钢管柱垂直度影响3~5mm杨继东√8交底不到位检查资料经资料检查，确实存在情况。专门对安装人员及所有焊工进行幻灯片交底。赵伟彬√制表人：杨继东日期：2007年7月26日要因确认表七、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。对策措施表序号主要原因对策目标措施地点时间负责人1仪器误差使用精度更高的仪器井下28m深度，基础中心放样误差±5mm购置一台D2J3-L1垂准仪进行基础中心放样现场2007.7.28席超2奖罚制度执行不严严格执行奖罚措施增强施工人员责任心在周日生产会上选出每周奖励或罚款人员项目部现场2007.7.29刘秋雨李辉3单人焊接应力变形大改进焊接方式控制焊接应力产生的变形80%偏差在2mm内钢管柱对接焊缝采用两人对称同时进行焊接现场每个对接焊缝焊接时韦远成4交底不到位切实做好技术交底交底到每个操作工人在项目部采用幻灯片交底项目部2007.7.27杨继东赵伟彬制表人：杨继东日期：2007年7月26日八、对策实施1、实施过程一“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序号钢管柱型号基础中心实测值（mm）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、赵伟彬日期：2007年8月2日八、对策实施2、实施过程二“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、实施过程三“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。钢管柱型号对口错边检测（mm）弯曲矢高检测（mm）Z1021Z1241Z2131钢管柱现场环缝焊接检测表检查人：席超、汲广坤日期：2007年8月2日八、对策实施4、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2007年9月4日换乘综合体基坑内55根钢管柱全部结束，我们QC小组对钢管柱进行的全部检测数据进行归纳整理，共检测200个点，合格点数193个，一次安装合格率达96.5%，与目标对比图见下图所示。阶段合格率（%）020406080100活动前预期目标活动后效果对比9596.574.3QC小组活动效果图检查人：李辉制图人：杨继东日期：2007年9月20日九、效果检查两人对称焊接环向焊缝焊接中的环向焊缝外观焊接完成后的钢管柱钢管柱孔口定位九、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一九、效果检查平均每天安装约1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2007年度各阶段目标顺利完成创造了有利条件。至9月4日钢管柱全部施工完毕，比合同规定的节点工期“2007年10月23日前完成换乘综合体内的桩、柱施工”提前50天。到年终完成2007年度投资计划120%以上，获得业主发放的进度奖89万元人民币。因此工期缩短在管理费、机械费的节省上都是非常客观的。1、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）65000/30×50=108333元，电费节省33000×0.96/30×50=52800元，管理费节省420000/30×50=700000元；投入的费用：垂准仪费用7600元，直流焊机增加5台费用3800×5=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、技术效益QC小组在提高逆作法钢管柱安