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中铁三局桥隧分公司张艳文QC小组发表人：薛磊盖挖逆作法地铁车站垂直出土方式的创新工程概况QC小组简介P阶段D阶段C阶段A阶段选题理由目标设定可行性分析提出方案问题的假象预测制定对策对策实施社会效益直接效益总结及打算巩固措施中铁三局桥隧分公司知行合一永争第一杭州地铁一号线武林广场站总建筑面：24235.63m2为地下三层和四层多跨框架结构采用盖挖逆作法施工，基坑内土方约15万m3中铁三局桥隧分公司知行合一永争第一中铁三局桥隧分公司盖挖逆作法示意图知行合一永争第一小组名称中铁三局桥隧分公司张艳文QC小组成立时间2008年10月15日课题名称盖挖逆作法地铁车站垂直出土方式的创新课题类型创新型组长张艳文活动时间2011年5月至2011年12月注册日期2011年1月15日小组成员15人注册编号ZTSJQS-WLGCZ-110115活动次数15次接受TQC教育情况48小时以上序号姓名性别年龄学历职务备注8李鹏飞男26大专助理工程师组员9公正男27大专物资主任组员10邢俊峰男25大专技术员组员11王晓燕女25大专技术员组员12侯艳玲女29专科技术员组员13王波男26专科技术员组员14宋海滨男30硕士业主代表顾问15沈进男37本科质检监督员顾问QC小组基本情况表序号姓名性别年龄学历职务备注1张艳文男35本科项目经理组长2温元平男38专科常务副经理副组长3李刚柱男32专科总工程师组员4许月辉男34中专生产副经理组员5刘建卫男30本科副总工程师组员6薛磊男25本科安质主任组员7殷刘帅男26本科工程部长组员中铁三局桥隧分公司知行合一永争第一中铁三局桥隧分公司P阶段：知行合一永争第一垂直出土新工艺的创新盖挖逆作法地铁车站传统出土方式不能满足业主下达的工期要求：武林广场站是杭州地铁1号线最后一批开工站点中规模最大的车站，是制约全线通车的关键节点，工期压力巨大；本车站基坑内土方约计15万方，按照业主下达的节点工期计算，每段出土时间不得超过12天，传统起重机械加出土容器的方式需用时约为20～25天，不能满足工期要求。施工安全风险大：武林广场站开挖深度约27米，如采用汽车吊加出土容器的方式进行垂直出土，则需人员在开挖面进行配合吊装，此时人员将暴露在出土口正下方，易造成落物伤人事故，安全风险极大。中铁三局桥隧分公司传统出土方式的工艺流程注：红色为人工下至基坑底部作业工序知行合一永争第一下放出土容器挖掘机配合装土人工配合挂钩垂直提升人工配合卸土下放出土容器盖挖逆作法地铁车站垂直出土一般采用汽车吊加出土容器的方式进行，这是一种人工操作配合机械出土的传统工艺，工艺较成熟，可控性较高。若我项目采用此工艺进行施工，则流程如下：一、工期分析中铁三局桥隧分公司传统出土方式存在的问题每段出土的平均用时为25天效率太低了！按照业主下达的工期计划推算，每段的出土用时不得大于12天。结论不能满足要求知行合一永争第一出土容器每次吊装土方约2方每完成一次吊装循环的时间为约15分钟每天出土约280方每段结构内土方约7000方计算得出传统出土所需时间为25天中铁三局桥隧分公司本车站开挖深度达到了27米，若采用汽车吊加出土容器进行垂直提升，势必将配合进行挂钩的作业人员暴露在出土口的正下方，且基坑内环境非常复杂，人员作业存在极大的安全风险：1、人工需下至27米深基坑底部进行配合起重机械进行出土作业，存在落物伤人、物体打击、窒息等风险；2、由于起重机械频繁在结构顶板穿行、停留，易与其他大型机械造成碰撞等机械伤害。二、安全性分析知行合一永争第一中铁三局桥隧分公司安全目标工期目标012人工作业工序（个）现状目标值消除25120102030时间（天）现状目标值安全目标：消除2个人工地下作业工序，降低安全风险工期目标：每段垂直出土时间从25天降低到12天知行合一永争第一小组成员的类似施工经验丰富，其中3人曾经在南京地铁从事盖挖逆作法地铁车站的施工，有基坑开挖相关的施工经验。集团公司领导高度重视，将本项目盖挖逆作法地铁车站列为科研攻关课题，划拨了科研经费，大力支持盖挖逆作法施工工艺的探索研究。矿山及其他领域中能够实现24小时不间断运输，且运输量较大，通过学习和改进现有的施工工艺，能够缓解出土工期压力。结论目标可以实现小组成员结构合理，由技术、安质、机械、造价等专业工程师组成，为本课题的研究提供了全方位的保证。中铁三局桥隧分公司可行性分析知行合一永争第一提出以下三种机械出土方案：第一种是皮带输送机斜向提升，第二种是液压抓斗垂直提升，第三种是机械抓斗垂直提升，下面我们对这三种方法进行对比。中铁三局桥隧分公司机械施工提出方案知行合一永争第一方案一机械选择：以煤矿斜井皮带提升为思路，取皮带输送机运输距离长、运量大、连续输送的优点，选用皮带输送机将基坑内土方斜向提升。皮带输送机斜向提升施工原理：利用挖掘机在基坑内水平运输至出土口位置，另设置一台挖掘机将土方运至皮带输送机上，通过皮带将基坑内土方运至地面，避免了传统出土方式的人工基底配合作业的环节。中铁三局桥隧分公司知行合一永争第一中铁三局桥隧分公司一、安全方面人员基底作业风险大型机械危险源传统出土方法有汽车吊、挖掘机皮带输送机斜向出土无挖掘机二、工期方面满足要求皮带输送机斜向提升---优缺点分析知行合一永争第一选用滚筒直径为1000mm的皮带输送机，能够实现每日出土约600方。通过计算，每段土方约12天中铁三局桥隧分公司三、成本方面知行合一永争第一皮带输送机斜向提升传统出土方式中铁三局桥隧分公司方案二液压抓斗垂直提升机械选择：选取液压抓斗出土速度较快、机械稳定性好，不易出现因故障而发生的停工情况，影响出土速度。施工原理：通过为液压油缸提供动力，从而驱动多个颚板的开合抓取土方，取消了人工作业环节。知行合一永争第一液压抓斗垂直提升---优缺点分析中铁三局桥隧分公司满足要求人工孔底作业风险大型机械危险源人工安装法有汽车吊、挖掘机液压抓斗垂直提升无液压抓斗、履带吊一、安全方面二、工期方面知行合一永争第一液压抓斗的工作速度较快，通过市场调查，可选用能够实现每日出土约700方的液压抓斗。通过计算，每段土方约11天。中铁三局桥隧分公司三、成本方面知行合一永争第一液压抓斗提升传统出土方式中铁三局桥隧分公司方案三机械抓斗垂直出土机械选择：以传统龙门吊为载体，搭载机械抓斗，并将传统的龙门吊改装为能够实现机械抓斗同步升降和移动的多功能门式起重机，能够达到垂直提升土方的作用。施工原理：当抓斗下放时，靠下横梁的自重将抓斗打开，然后收拢钢丝绳，将抓斗回复原位，抓取土方。知行合一永争第一龙门吊配机械抓斗垂直出土---优缺点分析中铁三局桥隧分公司满足要求人工孔底作业风险大型机械危险源传统出土方法有汽车吊、挖掘机龙门吊加机械抓斗无龙门吊、机械抓斗一、安全方面二、工期方面知行合一永争第一机械抓斗容量较大，能够满足日出土量为700~1000方。通过计算，每段出土完成时间约为8天。中铁三局桥隧分公司三、成本方面知行合一永争第一龙门吊垂直提升传统出土方式中铁三局桥隧分公司四种方案的优缺点分析知行合一永争第一QC小组将三种机械出土方案与传统人工配合出土方案对比进行打分，具体内容如下：通过对比分析，龙门吊加机械抓斗垂直出土评定为最佳方案，因此我们以此方案编制了主体结构土方开挖施工方案。中铁三局桥隧分公司知行合一永争第一方案可控制性经济性安全性施工周期技术成熟性平均得分传统出土858570709578皮带输送机出土658590907581液压抓斗出土759095907585龙门吊出土859095958590在确定施工方案后立即组织技术人员对龙门吊加抓斗垂直出土过程进行分析完善，确定影响出土速度、施工安全的要因，在完善过程中与传统工艺进行对比，集思广益，找出类似及不同的地方，充分考虑施工过程中可能出现的问题。中铁三局桥隧分公司抓土提升卸土抓土知行合一永争第一中铁三局桥隧分公司知行合一永争第一序号要求对策目标措施地点时间负责人1龙门吊控制机械抓斗持续出土，保证出土效率1、保障操作人员工作环境。2、缩短操作人员工作时间确保龙门吊能够持续作业，缩短机械抓斗操作时间，保证龙门吊垂直出土每日700~1000方1、门吊主梁上部安装两台小车，一台小车挂抓斗一台小车上装一台电动葫芦；2、两台小车可以同时及单独使用，抓斗小车主要用于盖挖垂直出土；电动葫芦小车主要用于提取材料。技术室2011．6．15温元平薛磊公政2龙门吊额定起重量及跨度满足现场使用要求计算开挖土方，编制节点计划，选择满足现场提升能力的龙门吊确保每日出土量在1000方左右，保证工期计划1、计算基坑开挖深度及渣土方量。2、对抓斗的容量进行验算，在保证渣土提升安全的前提下，将出土效率最大化。技术室2011．6．10许月辉公政中铁三局桥隧分公司实施对策【实施一】在龙门吊上，分别配有两组双排绳卷筒，每组卷筒引出两组钢丝绳，其中一组两根钢丝绳分别捆扎在平衡架两端的斜壳或（吊绳环与捆绳轮）上，作支持绳用。另一组两根作开闭钢丝绳用，它们分别经过档绳轮和头部滑轮，下横梁滑轮形成滑轮组，起着抓斗打开关闭作用。1、龙门吊控制机械抓斗持续出土，保证出土效率【实施二】工作开始时，支持钢丝绳将抓斗起吊在适当的位置上，然后放下开闭钢丝绳，这时靠下横梁的自重迫使斗部打开。将已开的斗部落在要抓取的土方上面再收拢开闭钢丝绳，将上横梁滑轮和下横梁下横梁滑轮中心距恢复到原来位置，这样就完成了抓取物料的过程。D阶段：知行合一永争第一抓斗示意图根据基坑开挖深度及土方量后，确定龙门吊跨度、提升高度、额定起重量等各项参数，满足现场实际需求。具体参数如下：起重量：10；抓斗小车：24m/min；起升高度：轨上7m，轨下28m；跨度：18m悬臂长度：6.5m中铁三局桥隧分公司知行合一永争第一龙门吊剖面图2、龙门吊额定起重量及跨度满足现场使用要求改装后龙门吊改装前后对比图效益评价中铁三局桥隧分公司安全方面：运用本工艺进行基坑内垂直出土，取消了人员在基坑内配合起重机械进行出土的危险工序，避免了人工地下作业的安全风险，大大缓解了现场安全管理的压力。C阶段：知行合一永争第一工期方面：本方法大大节约了施工工期，由传统出土方法的每段（20米）垂直出土20～25天缩短至每段7天左右。方案实施后出土时间如下：负一层位置第三段第四段第五段第六段第七段第八段出土时间（d）7877810中铁三局桥隧分公司备注：负一层第八段为四层结构，基坑内土方较多，故出土时间较长。开挖负一层龙门吊的提升高度为13米。效益评价知行合一永争第一中铁三局桥隧分公司成本方面：本工艺研发是在建立在改装现有机械的基础上，提高了机械的使用率；龙门吊加机械抓斗的配置不仅能在开挖期间进行渣土提升作用，且在结构施工期间能够进行材料吊装，减少了起重机械的使用费用，且能够循环使用。经过专业造价工程师的核算，传统出土方法与龙门吊加机械抓斗的成本对比如下（详细计算书见成果文本附表）：传统出土每方成本40元龙门吊出土每方成本25元每方节约15元本车站主体结构内土方约15万方本次QC活动可为项目节省成本225万元×效益评价知行合一永争第一中铁三局桥隧分公司20001122人工作业工序（个）对策实施前目标值对策实施后消除0510152025时间（d）对策实施前目标值对策实施后25128安全方面：消除了2个人工地下作业工序，降低了安全风险工期方面：每段基坑出土时间从25天降低至8天知行合一永争第一本次活动成功地解决了盖挖逆作法地铁车站垂直出土难的问题，为地铁车站土方开挖过程中的施工安全提供了保障，节约了施工成本，缩短了施工周期，得到了业主、监理及兄弟单位的一致好评，为公司在今后的施工中积累了经验，真正提高了公司的竞争实力。通过本次活动，小组成员的问题意识、改进意识、参与意识都有了明显的提高，增强了小组成员的个人能力，提高了解决问题的信心，团队精神也得到了很大的增强，同时给项目部其他成员起到了模范作用。序号评价内容活动前（分）活动后（分）1团队精神65802质量意识75953进取精神85904QC工具运用技巧65905工作热情和干劲80856改进意识7080