汽车平硐70度斜溜井施工技术研究与应用QC成果报告.doc

汽车平硐70度斜溜井施工技术研究与应用

河北省第四建筑工程公司
二0一二年三月

目　　录

一 小组概况----------------------------------------------------------------------------------第3页
二　选择课题 ------------------------------------------------------------------------------- 第4页
三 目标确定------------------------------------------------------------------------------- 第5页
四 提出各种方案并确定最佳方案 -----------------------------------------------------第6页
五 确定对策--------------------------------------------------------------------------------- 第9页
六 对策实施---------------------------------------------------------------------------------第10页
七 确认效果---------------------------------------------------------------------------------第17页
八 标准化------------------------------------------------------------------------------------第18页
九 总结及今后打算------------------------------------------------------------------------第18页

一、 小组概况
1、小组概况表
表1 小组概况表
小组名称
河北四建一分公司QC小组
小组类型
创新型
成立时间
1995年
注册编号
JSJYF11-01
活动课题
汽车平硐70度斜溜井施工技术研究与应用
活动时间
2011.4.12-2011.9.30
本课题活动次数
75人次
本小组共循环次数
1次
历次成果情况
序号
课题名称
时间
所获奖历
备注
1
消防喷淋管道安装
1995年
河北省优秀QC小组

2
不锈钢工艺管道安装
1998年
全国工程建设优秀QC小组

3
提高组合法兰工艺风管安装质量
2000年
国家质量评定委员会优秀

4
确保CO2高压管道连接质量
2001年
全国工程建设优秀QC小组

5
提高火灾自动报警系统布线质量
2002年
全国工程建设优秀QC小组

6
薄壁不锈钢管道氩电联焊质量控制
2004年
全国工程建设优秀QC小组

7
压型钢板施工质量控制
2006年
全国工程建设优秀QC小组

8
混凝土泵管修复机械研制
2008年
全国优秀质量管理小组

9
纤维增强硅酸盐板风管施工质量控制
2009年
全国工程建设优秀QC小组

10
高型仓直形墙一体化滑升施工技术研究与应用
2010年
全国工程建设优秀QC小组

11
提高超大直径变截面筒仓施工质量
2010年
全国工程建设优秀QC小组

12
双全站单向测量施工技术研究与应用
2011年
全国工程建设优秀QC小组

本次课题简况
石湖矿业工程为采矿570水平—618水平段施工，包括570汽车平硐、装载硐室、操作硐室、斜溜井、618m卸矿硐室等部位的施工。汽车平硐总长度61.000m，断面为拱顶，平硐顶最高处为7.200m；装载硐室、操作硐室与汽车平硐相连，也为拱顶结构；斜溜井与地面呈70角，内径4.0m，井壁厚400mm，连接618m卸矿硐室与570m汽车平硐。

斜溜井部分计划工期：2011年5月25日至2011年7月28日，工期日历天数65天。
采矿运输中的斜溜井施工时，连接卸矿硐室与汽车平硐间的溜井轴线定位往往不易控制，因此小组围绕斜溜井施工技术研究开展活动。
制表：王丽霄 日期：2011年4月12日
2、 小组成员表：
表2 小组成员表

序号
姓 名
组内分工
文化程度
职称
职务
TQC教育
1
王丽霄
组长
本科
高级工程师
技术负责人
90h
2
刘瑞彩
组员
本科
高级工程师
项目副经理
80h
3
张哲
组员
本科
高级工程师
项目经理
80h
4
李艳涛
组员
本科
高级工程师
工长
80h
5
耿洪波
组员
专科
工程师
质检员
80h
6
郭云松
组员
专科
助理工程师
技术员
60h
7
李辉平
组员
专科
工程师
资料员
60h
8
李卫锋
组员
专科
助理工程师
安全员
60h
9
唐志强
组员
本科
助理工程师
技术员
60h
10
刘云芳
组员
中专
技术员
班组长
40h
11
郝文辉
组员
中专
技术员
副班组长
40h
制表：王丽霄 日期：2011年4月12日
二、 选择课题
采矿运输中的斜溜井施工时，连接卸矿硐室与汽车平硐间的溜井轴线定位往往不易控制，其工程的主要特点和难点包括：

本工程的主要特点和难点

工程难点
环境特点

2、斜溜井高差大，与地面呈70°倾角，卸矿硐室为溜井上口，爆破后洞口及内壁形状不规则，洞内阴暗潮湿，施工场地狭小。
1、斜溜井底板中心仅留有2.170m×1.730m的预留洞，斜溜井底板以上所有材料、工具均需从预留洞通过，垂直运输难度较大。
2、由于施工工程场地狭小，汽车平硐门口紧靠上山道路，周转工具进入硐室内均需人工倒运，且场地有限，容易造成道路不畅。
1、由于矿井地处山体内部，斜溜井施工工程为山洞内作业，施工用道路狭窄崎岖，坡度大，弯度大，同时施工中存在着坠石等安全隐患。

图1： 课题特点分析图 制图：刘瑞彩 日期：2011年4月12日

由以上工程的特点和难点分析可知，本课题需要解决的问题包括：

首要问题
必须解决的问题
1.施工工期保证
优质高效施工与技术难题之间的矛盾
2. 汽车平硐70度斜溜井一次交验合格100%

图2：设定目标树状图 制图：耿洪波 日期：2011年4月15日
三、设定目标
（一）目标：确保工期，保证汽车平硐70度斜溜井一次交验合格100%。
（二）目标值：
1．施工总日历天数≤65天，确保2011年7月28日工程交验一次合格。
2.通过汽车平硐70度斜溜井施工，结合规范确定质量控制标准，实现:
表3 目标设定表
项　　　　目
允　许　偏　差
轴线位置
15㎜
标高
全高
+30㎜
圆形筒体结构
半径≤6ｍ
+10㎜
轴线角度
3º
制表：张哲 日期：2011年4月15日
3．杜绝安全质量事故。

（三）可行性论证：
本工程是灵寿石湖矿业扩建改造项目的关键施工部位，施工难度较大，业主对其施工质量及能否顺利实现矿硐室与汽车平硐联通十分关心，对施工工艺创新和改进给予支持，态度积极，课题实施有良好的外部条件。

有
利
条
件

该工程为我公司新开拓的施工领域，是公司技术研究与技术积累的关注焦点，在资金、技术力量等方面能首先获得公司支持，具备成功实施的资源条件

本QC小组技术力量强，有公司技术骨干和高等级技术工人，小组成员施工经验丰富，理论基础好，创新能力强，小组成员能熟练运用QC工具解决工程问题。

不
利
条
件

施工环境恶劣，斜溜井在山体内部施工，施工场子地狭小，工艺创新研究项目实施压力大，工作任务紧张。

没有可借鉴施工经验，具有一定的施工安全风险和工期不可预见风险因素存在。

图3：可行性论证树状图 制图：李艳涛 日期：2011年4月20日
四、提出各种方案并确定最佳方案
（一）、提出方案
QC小组围绕本工程迫切需要解决的问题，明确活动方向。运用头脑风暴法，提出多条解决方案，整理形成几类解决方案：
表4 方案备选表
序号
备选方案
内容
施工工艺
备注
1
方案一
采用定形自加固弧形模板
首先在斜溜井及硐室内壁喷浆，然后施工底板竖直墙壁，溜井内组装第一步定形自加固弧形模板，浇筑混凝土，再沿定形弧形模板上支设第二步，调整轴线偏差，浇筑混凝土，直至混凝土浇筑至斜溜井上口。

2
方案二
采用组合钢模板
喷浆防护后，直接采用定型组合钢模板施工底板及第一步斜圆溜井壁，定形钢模板采用单排Φ20钢筋加固。

3
方案三
采用木模板
喷浆防护后，采用木模板施工底板及第一步斜圆溜井壁，采用双排Φ20钢筋加固。

制表：郭云松 日期：2011年4月25日
（二）、方案论证并确定最佳方案
1、方案的分析、论证
小组成员将三种方案按照工期、质量、施工安全、成本、技术复杂程度等方面进行了综合、全面的分析。
（1）、工期分析
爆破、喷浆防护及溜井底部柱及底板施工工序相同，工期不做比较，仅就溜井施工进行进度计划比较。
图4：工期分析网络图 制图：王丽霄 日期：2011年4月30日

由以上工期分析可知，工期对比情况如下：
表5 工期对比表
序号
备选方案
工期天数
备注
1
方案一
30天

2
方案二
42天

3
方案三
50天

制表：李辉平 日期：2011年4月30日

（2）、综合分析、论证

表6 综合分析、论证表
解决方案类型
优缺点分析论证
结论
工期
安全性
质量保证
施工成本
可实施性
（1）采用定形自加固弧形模板
用时30天
施工搭设双排脚手架,高空作业,安全隐患多。
定型模板带自加固，钢性较好，弧度易控制，砼表面平整度较好。
定模钢模板制作需要投入一定成本。

技术上有一定难度。
技术上有一定难度，质量有保证，成本投入适宜。选择
（2）采用组合钢模板
用时 42天
施工搭设双排脚手架,高空作业,安全隐患多。
组合钢模板需拼成弧形，U形卡不能满足要求，需用Φ20钢筋进行加固。钢模拼缝较明显，观感质量差。
成本基本符合经济性要求。
实施难度小。
质量难以保证。
不选
（3）采用木模板
用时 50天
施工搭设双排脚手架,高空作业,安全隐患多。
木模板需拼成弧形，需用双排Φ20钢筋进行加固，弧度度不易控制，砼表面平整度好。
木模板相对成本投入大
木模板钢度小，实施难度大。
工期风险大，成本高。
不选

制表：李卫锋 日期：2011年5月5日
（三）方案的确定：
通过课题综合分析，小组成员认为：方案（2）（3）分别在工期保证、质量控制、安全与成本等方面存在较大风险，不能满足本工程要求。方案（1）在项目部没有先例，没有可参考的经验数据，具有挑战性，但技术上可行，质量有保证，而且成本投入适宜。
同时，因为本工程地处山体内部，环境较复杂，爆破后碎石有掉落现象，而且井壁施工属高处作业，三个方案必须把安全性放在施工的第一位，因此，安全性三个方案不具备可比性。
QC小组成员得出结论：方案一采用自加固定形弧形模板施工，为优选方案。
主要施工方法为：
步骤a
步骤a
步骤d
步骤c
步骤b

步骤
内容
a.
首先在爆破后的斜溜井及硐室内壁进行喷浆；
b.
然后在斜溜井底部进行底板和与底板相连的竖直墙壁的浇筑施工；
c.
根据斜溜井径向尺寸，沿底板中心点在斜溜井内支设弧形模板，调整弧形模板的轴线与底板间夹角为70°±2°，调整弧形模板的圆心与底板中心点偏差≯2mm，然后浇筑混凝土；
d.
沿上述支设的弧形模板上再支设弧形模板，然后再次调整弧形模板的轴线与底板间夹角和弧形模板圆心与底板中心点偏差后，浇筑混凝土；
e
重复以上c～d步骤的工艺过程，直至混凝土浇筑至斜溜井上口。

小组成员对该总体方案进行细化，编制工程技术方案，将本方案施工工艺划分防护、设计、组装、纠偏、施工五个阶段。

70º斜溜井施工工艺流程
爆破、喷浆防护

防护阶段

作业面区域布密目安全网防护防护

定形模板体系设计

斜溜井井壁模板体系支设及加固设计
设计阶段

弧度及轴线角度偏差控制设计

定形模板体系组装

斜溜井井壁第一步模板体系支设及加固
组装阶段

调整弧度及轴线角度偏差

纠偏阶段
支设第二步定形模板

调整弧度及轴线角度偏差

浇筑混凝土

重复组装及纠偏阶段

施工阶段
施工至溜井井壁上口

竣工验收

图5：施工工艺流程图 制图：王丽霄 日期：2011年5月10日
五、确定对策
通过选定方案在安全、工期、质量、成本存在风险，结合定形模板施工技术的流程图和施工方案，制定对策实施如下表所示。

表7 对策实施表
项目
对 策
目 标
措 施
地
点
时 间
负责人
防护
阶段
1.实施爆破后进行喷浆防护。
2.作业面区域布密目安全网防护。
保证施工出入通道、作业环境安全，防止落石伤人，保证安全施工。
1、 由技术负责人制定安全防护专项方案，并进
行逐级交底，签字接收，留存记录。
2、 进行防护后由技术负责人带领工长、质检
员、安全员进行联合验收，验收合格后方可进行下一步施工。
3、 由工长对施工班组作业人员进行现场交底，
识别危险源并做警示标志，每天进行班前十分钟安全教育。
4、 配备安全可靠的安全防护用品，施工过程中
安全员进行旁站式管理，确保安全无事故。
项目部及现场
2011年5月13日
郝文辉
、耿洪波

设计
阶段
1、定形模板体系设计。
2、斜溜井井壁第一步模板体系支设及加固。
3、弧度及轴线角度偏差控制设计。
1、 通过定形模
板的设计，实现优质高效组装的目的。
2、 通过弧度及
轴线偏差控制措施的合理设计，实现偏差控制目标。
1、由技术负责人、工长负责，结合设计图纸，根据现场实际情况，对模板进行定型详细设计，制定设计方案。
2、由技术负责人、工长负责，根据现场环境狭小，施工场地有限的实际情况，设计模板加固体系。
3、对溜井模板支设弧度及角度控制体系进行设计。

项目部

2011年6月1日

唐志强

组装
阶段
1、定形模板体系组装。
2、斜溜井井壁第一步模板体系支设及加固。
根据定形模板及自加固系统设计方案，实现高效支设模板、并通过自加固系统保证工程质量。
1、优选施工队伍，施工前进行作业交底，按方案确定的组装方法进行施工。
2. 定模模板加肋，采用Φ16螺栓进行模板之间拼接、加固。

现
场

2011年7月1日

郭云松
纠偏
阶段
1、调整第一步弧度及轴线角度偏差。
2、支设第二步模板。
3、调整整体弧度及轴线角度偏差。

1、调整弧形模板的轴线与底板间夹角为70°±2°。
2、调整弧形模板的圆心与底板中心点偏差≯2mm。
1. 将斜溜井中心轴线控制转移至底板定位线，结合全站仪复核的方法，实现溜井角度控制由不易实现空间轴线到实物定位线的转移。
2、根据溜井为70度倾斜角形式，采用检测尺实现检测模板圆度及对轴线70度角的定位及核验，从而实现了混凝土浇筑前控制斜溜井圆度及轴线角度，避免了二次返工的损失。
现场

2011年7月2日

李艳涛
施工
阶段
1、 浇筑混凝土。
2、重复组装及纠偏阶段。
3、重复上述步骤至溜井壁出口。
1、 按规范要求控
制砼浇筑、振捣及养护，保证砼质量。
2、 控制偏差值在
允许范围内。
1、 严格执行交底制度，严格执行《混凝土施工质
量验收规范》的要求，制定砼施工质量。
2、 根据纠偏阶段的控制，确保偏差值符合要求。
3、 质检员严格控制施工质量，认真执行三检制。
现场
2011年7月3日
刘云芳
制表：王丽霄 日期：2011年5月11日

六、对策实施
【实施一】：防护阶段
1、 由技术负责人制定安全防护专项方案，并进行逐级交底，签字接收，留存记录。
2、 进行防护后由技术负责人带领工长、质检员、安全员进行联合验收，验收合格后方可进行
下一步施工。
喷浆防护效果如下图所示：

3、 由工长对施工班组作业人员进行现场交底，识别危险源并做警示标志，每天进行班前十分
钟安全教育。
班前现场安全交底教育现场如下图所示：

4、 配备安全可靠的安全防护用品，施工过程中安全员进行旁站式管理，确保安全无事故。
实施效果：严格按照防护方案进行实施，能保证作业环境安全可靠。
【实施二】：设计阶段
1、 由技术负责人、工长负责，结合设计图纸，根据现场实际情况，对模板进行定型弧形模
板详细设计，制定设计方案。
2、由技术负责人、工长负责，根据现场环境狭小，施工场地有限的实际情况，设计模板加固体系。
相关设计方案如下：

说明：1、模板高度1.5米一节；
2、模板形式有SJ-01、SJ-02、SJ-03三种，如下表所示，具体结构形式见图7、8、9。
序号
代号
名称
数量（件）
重量（kg）
单件
总计
1
SJ-01
模板1
18
113.6
2044.8
2
SJ-02
模板2
4
113.2
452.8
3
SJ-03
模板3
2
114
228.0

3．图中1代表竖肋，2代表面板，3代表弧板，详细特征见图7、8、9所示。
4.拼装合格后方可出厂。

图6：溜井模板拼装形式
制图：王丽霄 日期：2011年5月10日

编号
名称
材料
数量(块)
重量（kg）
单件
总计
1
竖肋
-8*80
4
7.65
30.6
2
面板
δ5
1
61.8
61.8
3
弧板
-8*80
4
5.4
21.6

说明：1、图中尺寸以毫米为单位。
2、未注孔为Φ18，孔距面板45。
3、加工2件。

图7：SJ-01模板详图
制图：刘瑞彩 日期：2011年5月11日

编号
名称
材料
数量(块)
重量（kg）
单件
总计
1
竖肋
-8*80
4
7.65
30.6
2
面板
δ5
1
61.8
61.8
3
弧板
-8*80
4
5.2
20.8

说明：1、图中尺寸以毫米为单位。
2、未注孔为Φ18，孔距面板45。
3、加工4件，对称各2件。

图8：SJ-02模板详图
制图：张哲 日期：2011年5月11日

编号
名称
材料
数量(块)
重量（kg）
单件
总计
1
竖肋
-8*80
4
7.65
30.6
2
面板
δ5
1
61.8
61.8
3
弧板
-8*80
4
5.4
21.6

说明：1、图中尺寸以毫米为单位。
2、未注孔为Φ18，孔距面板45。
3、加工2件。

图9：SJ-03模板详图
制图：王丽霄 日期：2011年5月11日
3、对溜井模板支设弧度及角度控制体系进行设计。

说明: 1、图中尺寸以毫米为单位；。
2、编号1为定型检测尺本体，选用
δ=2mm的铝合金材料，为内外卡槽伸缩式，外卡尺宽度5cm，内卡尺4cm；
3、编号2为普通线坠；
4、编号3为卡锁，线坠固定于卡锁端部。
5、编号4为定型检测尺角度控制线。

图10：定位检测尺详图详图
制图：王丽霄 日期：2011年5月12日
实施效果：对溜井模板、加固及弧度、角度控制方法进行详细设计，设计阶段顺利完成。
【实施三】：组装阶段
1、对加工完成的定型模板进行预拼，核验尺寸偏差。
预拼及尺寸偏差检查相关图片如下：

2、优选施工队伍，施工前进行作业交底，按方案确定的组装方法进行施工。
3、定模模板加肋，采用Φ16螺栓进行模板之间拼接、加固。

实施效果：根据设计方案进行组装后，实测直径偏差6mm，满足要求。
【实施四】：纠偏阶段
步骤
内容
1
将斜溜井中心轴线控制转移至底板定位线，具体方法是：根据斜溜井径向尺寸，沿
底板中心点在斜溜井内支设拼装好的弧形模板，弧形模板圆弧半径为2000mm，用RTS-822R全站仪支设于底板中心点，用全站仪定位底板径向水平定位线，用墨斗在底板上弹出径向定位线，再用全站仪垂直向上旋转70度定位溜井中心轴线，调整弧形模板的轴线与底板间夹角为70°±2°。
2
在GL618m卸矿硐室壁上设置定位控制点，用于校核斜溜井中心轴线，调整弧形模板的圆心与底板中心点偏差≯2mm，弧形模板肋高安装后高度偏差不大于1mm。
3
沿上述支设的弧形模板上再支设弧形模板，用检测尺径向量测，检验组拼好的模板的弧度，同时检测尺上的角度控制线校核弧形定型模板的轴线角度为70°±2°，保证此时线坠落于底板径向水平定位线上，如线坠未落在定位线上，调整模板，直至落点在水平定位线上为止，即再次调整弧形模板的轴线与底板间夹角和弧形模板圆心与底板中心点偏差后，浇筑混凝土。

实施效果：对组装完成的定型模板进行纠偏措施实施后，弧形模板的轴线与底板间夹角为70°±2°，圆心与底板中心点偏差≯2mm，弧形模板肋高安装后高度偏差不大于1mm，经实测偏差符合要求。
【实施五】：施工阶段
1、严格执行交底制度，严格执行《混凝土施工质量验收规范》的要求，制定砼施工质量。

2、根据纠偏阶段的控制，确保偏差值符合要求。

施工阶段

3、质检员严格控制施工质量，认真执行三检制。

实施效果：严格执行工艺流程，施工至溜井壁出口，经实测偏差每步轴线与底板夹角70°±2，圆心与底板中心点偏差≯2mm，弧形模板肋高安装后高度偏差不大于1mm，符合要求。

七、确认效果
1、效果
施工阶段未发生任何质量安全事故。
（1）工程质量一次验收通过，合格率100%。
（2）实现山体斜溜井安全生产、优质高效施工。
（3）施工过程中允许偏差值在规范允许范围内内，详见下表8。

1、工程质量

比计划提前12天完成，提前了建设单位下一步设备安装的总工期控制点，为确保业主按期投入生产创造了条件。

2、进度工期
3、施工安全
4、经济效益
比常规施工方法减少设备、人工投入，节约工程直接成本8.9万元，计算经济效益详细分析。

图11：效果对比图 制图：刘瑞彩 日期：2011年9月30日
2、目标值对比：

表8 目标对比表
项　　　　目
目标值（允许偏差）（mm）
实现值（mm）
轴线位置
15
14
标高
全高
+30
+8
圆形筒体结构
半径≤6ｍ
+10
+3
轴线角度
3º
2º
制图：王丽霄 日期：2011年9月30日
3、经济效益详细分析：
采用定形弧形自加固模板施工斜溜井的方法相对于传统组合钢模板的工期较短，可实现节约工期12天。
经过初步测算节约费用如下：
表9 经济效益分析表
序号
名目
节约费用
备注
1
管理费用、临建摊销费
2.5万元

2
三大工具租赁费
1万元

3
人工费
300元/人.天×15人×12天=5.4万元

4
合计
2.5+1+5.4=8.9万元

制表：李卫锋 日期：2011年9月30日
4、本工程顺利一次交付，得到了建设、监理单位的一致好评。

八、标准化
1、我们QC小组对所应用的施工技术认真总结后，已将该工艺标准化形成企业工法《70度斜溜井施工工法》（QB/JSJ012-2011），在公司内部推广应用，并已申报省级工法。

2、该施工技术填补带角度的斜溜井采用定形模板施工技术的空白，通过总结，形成发明专利，并已完成申报，受理后正在审批，受理申请号2.6。

九、总结与今后打算
1、小组成员自我评价：
通过这次QC活动，小组成员依靠集体智慧实现了活动目标，达到了预期效果，进一步增强了小组成员创新能力与信心，促进了团队合作精神，并使QC小组知名度进一步提高。本工程安全、快速、高质量的顺利完成，向用户展示了河北四建的良好形象。
2、本次活动PDCA循环总结：

Plan计划阶段
Action处理阶段
Do执行阶段
Check检查阶段
PDCA
结合工程难点，根据生产需要确定活动课题，提出多类方案进行分析比较
制定了相应的效果巩固措施，效果显著
认真执行对策，采取有效措施，对实施效果进行逐一检查。
对课题目标完成情况及效果进行了一一对比检查。

3、今后打算：
今后，我们小组积极响应公司科技兴企的战略布署，继续结合施工现场中施工技术的创新应用，广泛开展质量管理小组活动。
根据公司生产任务承接情况，我们小组将结合总承包项目开展活动，下一个活动课题初步定为《大型网架结构施工二次优化设计》。