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地源热泵系统的地埋管施工质量管理控制中铁四局机电公司上海动车段项目部地源热泵施工质量控制QC小组发表人陈强二〇一〇年二月十日地源热泵系统的地埋管施工质量管理控制成果发布内容一、工程概况七、要因确定二、QC小组情况八、制定对策三、选题理由九、实施对策四、现状调查十、效果检查五、设定目标值十一、制定巩固措施六、原因分析十二、总结和今后打算一、工程概况新建铁路上海动车段位于上海南翔编组站以南，紧邻沪杭既有线，距上海站约13km，为全国四大动车组检修基地之一，主要承担华东地区、部分华中地区、部分沿海通道动车组的检修任务，服务于京沪、沪汉蓉、浙赣客运专线和杭州-宁波-深圳间的沿海客运通道以及长江三角洲城际铁路网。地源热泵系统的地埋管施工概况上海动车段工程的办公、生活区集中在运用检查场、高级修场两大场区，均采用地源热泵管路及主机系统进行集中供暖，建筑面积分别为6712㎡和9829㎡。本工程集中空调主要通过地源热泵地埋管的换热系统，利用地下浅层地热资源来作为冷热源的空调系统，是一项具有显著节能、舒适环保、零空气污染的新兴工艺和技术。整个上海动车段工程的地埋管换热器共设置208个地热空调管井，其中运用检查场为88孔，高级修场为120孔。单井深度为102m，井孔直径为150mm，井间的距离为4m×4m，成菱形均匀布置在动力机房（即空调机组房间）周围；埋管采用垂直钻孔埋管的方式，垂直埋管为单U型管。水平干支管采用直埋敷设，共设24条水平管沟槽，其管道标高为-2.6m，地埋管共设置34个环路，环路根据现场条件由5个、6个、7个或8个等竖井连成地热空调管井组成。地源热泵的竖向管道示意图二、QC小组情况QC小组类型组长张国明课题名称循环时间姓名性别职称组内职务张国明男高级工程师组长陈华强男工程师副组长张涛男技术员副组长陈强男助理工程师组员周建峰男组员王洪雷男组员董磊男技术员组员杨国选男组员中铁四局机电公司上海动车段地源热泵施工质量控制QC小组TQC教育人均48小时现场型建组时间2009年1月8日地源热泵系统的地埋管施工质量管理控制2009年1月10日至2009年11月10日年龄文化程度职务40本科项目经理34大专项目总工30中专项目副经理24本科技术主管36职高施工队长35职高施工队长25大专实验员51职高材料员制表人：陈强制表时间：2009年11月25日三、选题理由本工程的设计与施工特点：垂直地埋管井深度深达到102m，地处污水处理场，管网错综复杂，水平管下有重力排水，上面有给水管和电缆，且30%处于新建食堂的地基和钢筋混凝土路面以下，施工困难质量要求高：新建铁路上海动车段工程的质量目标是“建设一流的动车段工程，确保部优、争创国优”。能、环保型技术：地源热泵空调技术是近年来国家重点推广应用的新技术，在铁路建设范围内将逐步地开展，且我公司第一次施工该项目，施工难度非常大。提高地源热泵地埋管系统施工质量四、现状调查（1）在地埋管施工前，项目部派专人到杭州、南京和上海市区对正在施工的三个地源热泵施工项目进行观摩，从中学习地源热泵空调施工的经验，并与施工队伍交流意见，学习相关施工操作要点、注意事项和质量控制要点，汲取经验教训。（2）同时，为提高地埋管施工质量，特聘请地源热泵空调方面的专家，共同参加设计、监理和施工单位相关专业工程的设计交底会，并针对本工程的地源热泵空调地埋管系统的施工重点进行讲解，并进行现场的技术指导。（3）根据上述情况，并结合对运用检查场已经施工完毕的40处竖向孔井的施工质量，进行了一次全面的分析，在项目QC小组成员的共同努力下，找出如下的因素。问题调查表调查点合格不合格合格率(点)(点)（点）（%）1垂直地埋管与水平干管、支管连接403010752U型管深度和垂直度控制40346853回填土密实度控制40364904U型管立管间距控制40382955竖井间距控制4038295合计2001762488序号调查部位制表人：陈强制表时间：2009年1月14日质量问题频数统计表频率（%）1垂直地埋管与水平干管、支管连接101042422U型管深度和垂直度控制61625673回填土密实度控制42017844U型管立管间距控制2228925竖井间距控制2248100合计20累计频率序号调查部位频数累计频数(点)制表人：陈强制表时间：2009年1月14日数据统计排列图管道施工质量缺陷排列图从排列图中可以看出，“垂直地埋管、水平干管、支管的连接问题”与“垂直地埋管垂直度、深度等问题”是造成地热空调地埋管系统施工质量问题的两大主要原因。制图人：陈强制图时间：2009年1月14日106422812162024回填土的密实度U型管立管间距控制累计频率(%)010203060504080901007040频数(点）垂直地埋管与水平干管、直管连接垂直地埋管深度垂直度控制竖井间距控制42%92%N=2467%84%五、设定目标值活动总目标和目标值：小组成员经过详细的分析，确定本小组的活动目标是：确保地源热泵空调地埋管系统施工质量满足施工验收规范要求，并且地源热泵空调地埋管系统施工质量合格率控制在95%以上。确定本小组的活动目标是：确保地源热泵空调地埋管施工质量满足施工验收规范要求。地源热泵空调地埋管施工质量合格率控制在95%以上。2、可行性分析框图目标可行性分析公司领导和各相关部门以及甲方、监理和项目部全方位的重视和大力支持，为本次活动创造了良好的环境和条件在选择课题中分析两大质量问题后，在施工管理方面QC小组成员具有多年的施工管理经验，完全能胜任目前的管理要求，并且项目部有健全的质量保证体系，人员职责明确，责任到人；经过调查分析现场存在质量的施工总体合格率为88%，通过小组讨论，可以将合格率提高到95%，这个目标可以实现。目标可以实现六、原因分析QC小组全体人员，通过头脑风暴法从人、机、料、法和环等五个方面分析了对两个质量问题有可能造成的各种要因，绘制关联图如下：地埋管与垂直、水平干支管连接问题关联图制图人：陈强制图时间：2009年1月20日下管回填不及时、回填土不密实交底不明确，未对工人面授交底内容下管速度不均匀遇到障碍物未查明原因处理下管过程造成管破坏建筑物不均匀沉降地埋管上浮气温低影响管热熔连接效果连接部位质量不合格连接部位断裂缩孔、塌孔钻孔泥浆比重不合格U形管间未设置橡胶管卡垂直地埋管的深度和垂直度不够垂直地埋管与水平干、支管连接存在质量问题下管不到位连接件材料质量不合格未按照程序对管道进行验收、试压U形管长度不符合要求材料进场手续不严格工序验收不严格冬季施工影响连接部位施工工人未按要求操作工人未按要求操作七、要因确定序号末端原因确认方法确认情况是否要因负责人时间1下管、回填不及时、回填土不密实现场调查经查验，回填材料、回填方法、管井回填量均已落实，但管井成孔后有下管不及时、水平沟槽回填夯实有不到位情况，且分析考虑到管井深102m回填质量难保证是周建峰2009.2.62交底不明确，未对工人面授交底内容核查资料经查现场工程技术资料，项目质量管理部门在施工前已做了有针对性的专项技术交底(有接受确认记录)但追溯到操作工人，工人对交底理解不透，有的违反相关规定操作要求是陈强、许彪2009.2.63工序验收不严格核查资料项目部已制定细化工序验收，由于须对每根地埋管进行试压，每次管连接完成后都需进行试压，工程量大，工序繁琐。经讨论确定工序验收是影响地埋管连接质量的关键因素。是陈强2009.2.74冬季施工影响查工程技术资料、现场调查本工程地埋管连接施工正好在冬季，经查验有针对性的冬季施工技术方案，现场施工已按方案要求采取相应冬季措施。否陈强2009.2.65材料进场验收手续不严格现场调查地埋管施工过程中，进场地埋管进行水压试验时发现有试压不合格的情况；地埋管与水平干、支管连接件存在不配套情况。否杨国选2009.2.66钻孔泥浆比重不合格现场测量经过现场测量，发现钻机队伍中有未配备泥浆比重测定仪，且每个钻机的泥浆比重各不相同是陈华强2009.2.67U形管间未设置橡胶管卡现场调查经查验，U形管在下管时，每隔2-3米必须增设橡胶管卡，避免下管时管道缠绕在一起否王洪雷2009.2.7制表人：陈强制表时间：2009年2月5日八、制定对策序号要因对策目标措施地点责任人时间1、完善技术交底制度；2、在现场对操作要钱挂牌明示；3、加大现场管理力度；4、设立奖惩制度；1、回填材料保证；2、回填方法、措施保证；1、通过对本地区的土壤进行测试，并用不同的泥浆比重钻孔，从中选出最优泥浆比重，将其应用到其他的钻机中。施工现场周建峰2009.1.104钻孔泥浆比重不合格严格测量泥浆比重采用泥浆比重计测量，保证各钻机的泥浆比重符合规范要求。施工现场杨国选2009.1.93下管、回填不及时，以及回填土不密实确保地埋管井和水平沟槽回填质量打好井后马上组织施工下管、回填料和回填土取样试验一次性合格施工现场陈强、许彪加强现场的施工管理，交底层层组织落实到位确保一次性验收合格率达到100%1、按照设计和相关规范要求制定检验标准；2、实行样板引路、制定验收程序；2009.1.92工序验收严格严格按照工序要求验收每到工序100%验收，严格“三检”制度施工现场陈强2009.1.101交底不明确，未对工人面授交底内容QC小组根据确认的要因，组织小组全体人员集思广益，经综合讨论分析研究，针对每条主要原因制定了以下对策，目标及措施如下：制表人：陈强制表时间：2009年2月10日九、实施对策根据对策表中的措施，小组派专人负责，保证每一项措施落实到位，在规定的时间内完成，由QC小组的组长负责人负责指挥和监督。实施对策一：加强现场的施工管理，交底层层组织落实到位1、由小组成员陈强负责完善技术交底制度，明确技术交底责任人。项目总工程师及专职技术人员对现场相关施工队长进行书面技术交底。做到交底内容详细全面，对施工有针对性、指导性，交底书各级签字齐全。2、明示操作控制要点：地埋管系统采用热熔对接的方法连接，采用专用热熔机；热熔连接后的直管段的外观纵向要一直，不允许出现角度或偏斜。实施效果：通过加强技术交底，层层落实到位，并严格按照交底要求实施，且通过加强现场管理的施工管理，明示操作控制要点，工人操作更熟练、规范。通过试压检验，地埋管、地埋管与水平干、支管连接质量均已切实得到有效控制，对提高地埋管系统的施工质量起到了显著的效果。水平管与分集水器连接水平管布置图实施对策二：严格按照工序要求验收由小组成员王洪雷负责落实工序验收，严格每到工序验收质量，做好相关记录和施工资料。1、严格“三检”制度，每道工序完工后施工班组自检合格后，填写自检记录表，并及时上交施工队长，再由施工队长组织各工序的施工班组长并报专职质检员检查，经检查符合分项质量验收标准后，双方签署完成自检（交接检）记录，方可进行下道工序施工。2、地埋管进场后首先对每根单U型管进行严密性试验，然后进行水压试验，试验压力位1.6mpa；下管前管道压力卸到0.6Mpa，保压下管，一直保压到水平管连接；垂直地埋管与水平管热熔连接，每个地埋管井的垂直埋管形成环路后进行水压试验；各环路集水器与分集水器连接形成系统后进行水压试验。实施效果：施工操作人员质量意识得到提高，施工更加程序化、规范化；地埋管系统各工序施工质量可控性得到加强，减少了施工质量隐患，提高了地埋管系统施工质量；施工资料真实性强、便于追溯检查分析。材料进场自检打压管道回填后再检补压实施对策三：确保地埋管管井和水平沟槽回填质量由小组成员周建峰负责地埋管管井和水平沟槽回填质量，严格按如下控制措施，加强过程监控，确保回填质量：1、钻孔完毕后，应尽快将地埋管放入孔内，避免可能出现管孔局部的缩孔，孔底沉沙过厚导致下管困难。下管采用人工配合机械下管的方法，即利用回转钻机钻杆顶进的方式，且使U形管内充满水并保持静压增加自重，可以克服水的浮力并加快下管的速度。下管完毕用细砂和膨润土（4：1）的混合浆，通过回填泵泵入钻杆随着钻杆的提升而灌入孔底，自下而上回填完毕后方可提升钻杆。成孔下管回填前先让孔里泥浆沉积半小时靠沉