超大面积深基坑土方机械配合水力机械泵送开挖方法研究2019.5.6

单击此处编辑母版标题样式•编辑母版文本样式•第二级•第三级•第四级•第五级发布单位：中国建筑第八工程局有限公司总承包公司小组名称：杭州奥体中心项目QC小组发布人：杨鸿玉发布时间：2019年7月超大面积深基坑土方机械配合水力机械开挖方法研究汇报内容CONTENTS目录一工程概况二QC小组简介三选题理由四选题理由设定目标五方案比选六制定对策七对策实施八效果检查九选题理由巩固措施十体会与打算工程建成后将成为世界上最大的非线性造型两馆连接体。一、工程概况基础形式：桩笩基础主体结构：框剪结构屋盖：双层网壳结构结构体系总建筑面积：39.69万m2建筑最高点：45m工程规模制图人：张林制图时间：2018年3月3日基坑开挖面积约15万m2，土方量约200万m3，基坑东西长560m，南北宽320m，开挖深度9～14m。基坑两面环河，围护大部分采用放坡+土钉支护，与其他项目临近处采用SMW工法桩+混凝土角撑。一、工程概况现场航拍图基坑周边环境图制图人：杨鸿玉制图时间：2018年3月5日二、小组简介课题名称超大面积深基坑土方机械配合水力机械开挖方法研究单位中国建筑第八工程局有限公司总承包公司小组名称杭州奥体中心项目QC小组课题类型创新型成立时间2018年3月小组成员人数10人活动时间2018.3—2018.10活动频次4次/月QC教育时间人均60小时小组注册号2018XZ-ZCB-021课题注册号2018QC-ZCB-008小组成员序号类别姓名职务职称组内分工1组长柴干飞项目经理高级工程师总体协调、指挥2副组长青长江项目副经理高级工程师全面负责、牵头实施3副组长危鼎项目总工高级工程师技术负责、牵头实施4副组长王国君地块经理高级工程师现场负责、牵头实施5组员闫涛地块经理中级工程师方案编制、现场实施6组员张林技术经理中级工程师方案编制、现场实施7组员王崴技术经理中级工程师方案编制、现场实施8组员顾卫设计经理高级工程师设计指导9组员杨鸿玉技术员助理工程师活动实施10组员王庚庚技术员助理工程师活动实施制表人：张林制表时间：2018年3月10日二、小组简介制图人：杨鸿玉制图时间：2019年5月5日本小组有一定的QC活动经验、质量管理和创新能力，曾荣获“2019年上海市工程建设优秀QC成果一等奖”称号。二、小组简介制表人：王崴制表时间：2018年3月10日3月上旬3月下旬4月上旬4月下旬5月上旬5月下旬6月上旬6月下旬7月上旬7月下旬8月上旬8月下旬9月上旬9月下旬10月上旬10月下旬选定课题设定目标方案选择制定对策实施阶段（Do）对策实施检查阶段（Check）效果检查巩固阶段（Action）总结计划阶段(Plan）活动计划与实施进度阶段时间活动时间2018年3月——2018年10月通过QC活动前期策划，确定活动进度计划。绿色施工要求工程为亚运项目，对场地扬尘、周边道路保洁要求高，传统土方开挖方法难以满足绿色施工要求。工期要求（1）工期紧，日出土量需≥1万m3；（2）车辆运载量、出行道路及时间受限，出土速度慢；（3）现场只有一个出土口，出土组织难度大。0102成本要求土方为亏损项，且为总价包干。03三、选题理由因此采用传统方法无法满足绿色施工、工期、成本要求，必需采用新的出土工艺。制图人：杨鸿玉制图时间：2018年3月15日基坑开挖深度范围内均为粉土或砂质粉土，易于冲成泥浆。ABCD可行性分析三、选题理由周边河道密集具备铺设输运管道、进行远程泵送运输的条件。与政府各部门沟通良好，各项手续办理畅通。QC小组成员具有类似工程经验。因此项目决定对“超大面积深基坑土方机械配合水力机械开挖方法”进行研究。制图人：杨鸿玉制图时间：2018年3月15日85.0%[值]0.0%10.0%20.0%30.0%40.0%50.0%60.0%70.0%80.0%90.0%100.0%成本相对值工期相对值活动目标设定传统挖机配合土方车出土方法超大面积深基坑挖机配合水力机械泵送出土开挖方法四、设定目标本次活动的目标设定为：研制“超大面积深基坑土方机械配合水力机械开挖方法”，比传统方法节约成本15%，节约工期约15%，降低场地与道路扬尘，有效提高绿色施工水平，实现更大的社会效益。制表人：王庚庚制表时间：2018年3月18日五、提出方案确定最佳方案5.1提出预选方案方案一：传统土方机械开挖方法采用“环岛式”开挖，配备20台挖机，161辆土方车，总工期11个月。制图人：顾卫制图时间：2018年3月25日土方开挖施工部署传统土方机械开挖方法示意图底板面以上1m±0m160KW清水泵φ100mmPPC清水支管法兰扣φ315mm清水主管带挖区泥浆坑22KW泥浆泵280KW1#泥浆增压泵φ150mmPPC泥浆支管法兰扣φ400mm泥浆主管280KW2#泥浆增压泵280KW3#泥浆增压泵280KW4#泥浆增压泵河道埋管围堰堆场五、提出方案确定最佳方案5.1提出预选方案方案二：单一水力机械开挖方法使用清水泵、高压水枪将土体冲成泥浆，再用泥浆泵泵送至场外。单一水力机械开挖方法示意图制图人：杨鸿玉制图时间：2018年3月25日五、提出方案确定最佳方案5.1提出预选方案方案三：土方机械配合水力机械开挖方法使用土方机械配合水力机械进行基坑开挖。土方机械配合水力机械开挖方法示意图制图人：杨鸿玉制图时间：2018年3月25日五、提出方案确定最佳方案5.2选定最优方案QC小组成员从多角度、多方位考虑，对以上3种方案进行对比分析，具体见下表：项目技术特点与工程适应性优点缺点方案一传统土方机械开挖方法工艺成熟，简单；1.运输距离远，需要大量的运输车辆；2.扬尘不受控制，不绿色、污染环境；3.受天气、周边交通影响大，雨季、早晚交通高峰及管制时间无法运输。不符合项目工期、成本、绿色施工要求方案二单一水力机械开挖方法1.不受天气、周边交通运输影响，可24小时连续施工；2.绿色环保、节能；1.泥浆比重小，出土效率低；2.无法保证基坑周边土开挖安全及基底土开挖质量。不符合项目工期要求，局部冲土有安全及质量隐患。方案三土方机械配合水力机械开挖方法1.具有方案二的优点；2.大幅提高泥浆比重，保证出土效率；3.施工组织灵活，可保证整个基坑开挖的质量与安全；4.适用于超大面积深基坑工程；需加强现场组织管理力度。符合工期、成本、绿色施工要求，可实现超大面积深基坑开挖目标。制表人：杨鸿玉制表时间：2018年4月8日方案三在技术可行性、操作难易程度、经济合理性等方面具有优势，可以充分实现既定目标。五、提出方案确定最佳方案5.3方案实施的关键问题编辑标题编辑标题编辑标题编辑标题编辑标题texttexttext2开挖方式研究场地外水力机械配置研究其它工序流水施工4点击文本框即可进行编辑输入相关内容点击文本框即可进行编辑输入相关内容场地内水力机械配置研究开挖方法研究135制图人：杨鸿玉制图时间：2018年4月15日六、制定对策序号关键问题采取措施负责人完成地点完成时间1开挖方法研究根据土方机械与水力机械的特点，研究基坑各区域土体的开挖方法、开挖次序。杨鸿玉施工现场2018年4月2开挖方式研究研究土方机械与水力机械的配合方式，实现最大出土效率。张林王崴施工现场2018年4月3场地内水力机械配置研究根据工期与设备功效，确定场地内水力机械的最优配置。王庚庚施工现场2018年5月4场地外水力机械配置研究根据运输量与运输距离，确定场地外水力机械的最优配置。顾卫施工现场2018年5月5其他工序流水施工根据水力机械出土特点，研究各道工序的施工组织方法。杨鸿玉施工现场2018年5月制表人：杨鸿玉制表时间：2018年4月18日7.1开挖方法研究七、对策实施创新性的提出了“一点到底，一线到端，以线带面”的土方机械配合水力机械“汇流式”开挖施工方法。1、“一点到底”是指基坑开挖时在开挖起始点就直接挖到基坑底标高，而不是传统的分层开挖；2、“一线到端”是指在基坑开挖过程中以最大开挖深度，沿着一条直线开挖槽，从基坑的一端直接开挖到另一端，而不是传统的分块开挖；3、“汇流式”开挖是指在基坑开挖的过程中，以若干条直线开挖槽为主干，直线开挖槽周边土，以土方车短驳的形式汇入直线主干槽中，形成“以线带面”的总体开挖布局。“一点到底，一线到端，以线带面”现场照片制图人：王崴制图时间：2018年4月22日最大挖深基坑水利机械泵送泥浆水利机械泵送泥浆直线主干槽直线主干槽围护挖机挖机挖机挖机推土机挖机土方车短驳推土机挖机土方车短驳土方车短驳土方车短驳挖机土方车短驳推土机挖机土方车短驳推土机标高1地面标高标高3坑底标高标高3坑底标高标高2平台标高标高3坑底标高标高3坑底标高标高3坑底标高标高2平台标高最大挖深挖土方向挖土方向底板施工区清底破桩头区降水施工区挖土区7.2开挖方式研究深基坑土体一般为没有挠动过的固结土，若只单纯使用高压水枪冲土则效果差，往往一冲一个孔，泥浆很稀，出土效率低。制图人：张林制图时间：2018年4月24日水力机械冲土方式提出了在场地不同位置、开挖深度上布置推土机、挖机与水力机械，在整个现场形成土方短驳、待冲土区翻土、冲土区冲土等工序立体组合工作面，加快整个现场出土效率。制图人：张林制图时间：2018年4月24日土方机械配合水力机械冲土方式7.2开挖方式研究预留土体规定：1）距离边坡20m的范围及槽底标高以上0.5m的土为预留土；2）预留土采用常规挖机配合土方车短驳形式开挖，短驳至冲土主干槽内，边出土边修理成为设计的边坡。基坑边预留土体现场照片制图人：王崴制图时间：2018年4月24日7.2开挖方式研究土方短驳现场照片冲土标高控制：1）在桩身用红油漆涂刷控制线；2）涂刷完油漆后，用反光带缠绕并固定；3）每间隔20m，设置标识牌，注明区域位置、轴线、标高。冲土标高控制现场照片制图人：王崴制图时间：2018年4月24日7.2开挖方式研究测定在本工程地质条件及开挖工况下的泥浆比重为1.25～1.35，即每立方米泥浆中含有0.3～0.45m3的土。根据日出土1万m3的要求，选择流量为486m3/h的泥浆大泵3台，理论出土量为10497m3/d；根据水与土的比例选择清水泵流量。泥浆的比重确定泥浆泵泵房现场泥浆泵管道制图人：杨鸿玉制图时间：2018年5月5日7.3场地内水力机械配置研究1）泥浆比重测定及泥浆泵功率选择1台清水泵可接6～9个水枪，3个水枪为一组在一个冲土地点进行冲土施工；每个冲土点配1台泥浆小泵，再抽至与泥浆大泵相连的泵管中，1台泥浆大泵配3台泥浆小泵。清水泵管上接出高压水枪（带阀门）泥浆小泵接入泥浆大泵泵管接头（不带阀门）三个水枪现场冲土制图人：杨鸿玉制图时间：2018年5月5日7.3场地内水力机械配置研究2）水枪与水泵配置泵管采用聚乙烯压力管，经检测在20℃时14Mpa静液压强作用100h可不裂不渗；法兰采用10个φ16mm高强螺丝相连，可保证接头不漏不渗。泵管材料与接头泵管材料检测制图人：顾卫制图时间：2018年5月12日7.4场地外水力机械配置研究1）泵管防渗防爆根据现场周边河道密集的特点，把运输管道全部布置在河道中，选定56m扬程的增压泵，10Km的运输管道需要设两次增加泵。河道中的运输管沿途增加泵制图人：顾卫制图时间：2018年5月18日7.4场地外水力机械配置研究2）泵管线路布置泥浆运到指定地点围堰进行处理，让泥浆沉淀，沉淀后的粉砂与清水做其它相关用途。河道中的运输管泥浆运至围堰制图人：顾卫制图时间：2018年5月18日7.4场地外水力机械配置研究3）围堰布置冲土范围向前推进约40m后即可进行降水施工，随后进行桩头破除施工，一般5天左右即可进行承台基底清理施工，其他工序亦可依次推进，形成流水施工。各工序流水施工制图人：杨鸿玉制图时间：2018年5月20日7.5其它工序流水施工八、效果检查8.1目标完成情况1）QC小组严格执行对策措施表中的各项措施，实现了“超大面积深基坑土方机械配合水力机械开挖方法”研究，达到了小组活动目标。2）受理发明专利2项，实用新型专利1项，录用论文1篇。3）研究意义巨大，提高了绿色施工水平，节约工期，节约成本，受到业主