旋挖钻机钻头打捞钩研制

1、1 第五直属项目部旋挖钻机钻头打捞钩的研制攻坚铸新攻坚铸新QCQC小组小组2 Contents Page目录页 1. 1.QCQC小组简介小组简介 2 l QC小组简介l 小组及成员信息1 1、QCQC小组简介小组简介3 西南交建第五直属瑞丽至陇川高速公路第一合同项目部攻坚铸新QC小组成立于2014年5月1日，成员涵盖了项目管理、公路建设、市政建设、机械设计、建筑工程设计、施工、焊接技术等方面的专业技术人员。人员结构合理，知识全面，有多年的相关工作经验，为小组活动的开展提供了重要保障。小组成员曾获得过国家级专利、企业级工法、省部级工法等多项科技成果。2014年小组成员再接再厉以“旋挖钻机钻头打

2、捞钩的研制”为课题开始第一次QC小组活动。QC小组简介4 表1 小组及成员信息表5 Contents Page目录页 2 2工程概况工程概况 5 l 工程概况2 2工程概况工程概况6 瑞丽至陇川高速公路第一合同段位于云南省德宏州瑞丽市境内，是国家高速公路杭瑞高速的延长线。合同段内包含立交区（瑞丽立交）一处，该立交桥位于瑞丽盆地西北侧。地层岩性为冲洪积有机质土、粉质粘土、粉土、细砂、粗砂、圆砾土、卵石，钻探未揭示下伏基岩。立交桥有摩擦桩基110棵，桩径1.6米，桩长38米。根据工期、成本、地质条件，适合选用一台福田雷沃FR639D旋挖钻机进行桩基成孔。地质资料中显示含1.5米厚粗砂、卵石层，易坍

3、孔，钻孔过程中选用比重1.2泥浆进行护壁。钻孔施工过程中因设备老化、卡钻、坍孔等不确定因素，导致钻头底座断裂、钻杆与钻头脱落，钻头打捞困难，对工程质量、进度、影响甚大。2014年9月至2014年11月就发生过此类事故两起。图图1 1 福田雷沃福田雷沃FR639DFR639D旋挖钻机旋挖钻机工程概况7 Contents Page目录页 3 课题选择 7 l 提出要求l 课题选择3 课题选择8 课题选择 提出问题： 在成孔过程中，使用泥浆护壁，主要是维护孔壁的稳定,由于泥浆比重大于水的比重,能维持钻孔与地层间力的平衡,使孔壁不容易坍塌。而工程钻孔施工中，钻头一旦在孔里脱落，由于泥浆的浑浊及沉淀使普

4、通的打捞钩难以对钻头找到合适的着力挂点，抽空孔内泥浆又会加大坍孔的风险，对工程质量难以保证，因此必须研制一个高效、实用、简单的钻头打捞器具，来应对旋挖钻施工过程中发生的突发性钻头脱落事故。9 钻头在孔内脱落，严重影响旋挖钻机整体设备的安全，增加了桩基础的质量风险，必须快速打捞出施工钻头。对于旋挖钻机这种快速成孔设备，时间分秒必争，正常情况下成孔速度8米/小时。2014年9月10日立交区K0+740桥右幅1-2号桩基成孔过程中由于钻头脱落，普通打捞器具打捞了5天，严重影响施工进度。课题选择安全要求：工期要求：如发生钻头脱落，旋挖钻机配套设备，人员的误工费大幅幅度增加，需快速处理。成本要求：10

5、综上所述综上所述, ,小组认为：小组认为：发生钻头脱落事故后，必须做到有法可依，有规可寻，制定快速、正确的打捞方案。避免长时间耽误工期或发生桩基质量事故。经过资料查询，小组发现没有可直接采用的打捞方案，因此小组一致确定以“旋挖钻机钻头打捞钩研制”为课题进行小组活动。课题选择11 Contents Page目录页 4 目标确认 11 l 目标一l 目标二4 目标确认l 目标三12 目标一：在孔内装满泥浆，钻头脱落到孔底的情况下也能顺利钩住钻头。目标三：打捞时打捞钩能迫使钻头转动，减小钻头在孔内的阻力，因此硬打捞勾最好。目标确认目标二：打捞尽量不增加辅助设备，充分利用旋挖钻的钻杆效能。13 Con

6、tents Page目录页 5 方案优选 13 l 对策方案的提出l 初拟三种方案5 方案优选14 图图2 2 亲和图亲和图对策方案的提出:小组成员集思广益,运用头脑风暴法,讨论出制作打捞钩的个种思路,利用亲和图对各讨论方案进行了综合归纳:方案优选15 5.2小组将亲和图中所提出的方案、观点加以整理，初拟出以下三种方案方案优选图图3 3 打捞钩制作方案图打捞钩制作方案图16 5.3方案分解：针对以上三种方案，小组分别从设计原理、特点分析、生产成本估算等方面逐一进行分析对比。方案优选17 方案优选18 方案优选19 综上所述三种方案,小组成员从时效性、可靠性、经济性、成功率四个方面进行打分。根据

7、价值工程理论：价值V=功能F/成本C，计算出得分最高的就是最优方案，总结成下表：5.4方案比选:方案优选20 方案优选问题假想问题假想选用直径多大的钻头？如何保证钩与钻头成为一个刚性体？钩的安装长度与焊接角度是多少？工字钢钩怎样切割与制作？5.55.5打捞钩制作问题假想：打捞钩制作问题假想：21 方案分解： 针对打捞钩制作问题的假想，对方案上哪进行了分解，分解图如下：图图4 4 方案三分解图方案三分解图方案优选22 Contents Page目录页 6 方案优化 13 l 选用钻头大小l 工字钢与钻头焊接6 方案优化l 工字钢钩制作l 工字钢钩制作l 确定最佳方案23 为了有效达到目的，小组针

8、对方案三分局图进行了进一步优化：为了有效达到目的，小组针对方案三分局图进行了进一步优化：6.16.1选用钻头大小选用钻头大小6.26.2工字钢与钻头焊接工字钢与钻头焊接目录页方案优化24 6.36.3工字钢钩制作工字钢钩制作6.46.4工字钢钩制作工字钢钩制作方案优化25 6.5确定最佳方案 根据最优烦啊细化分析的结果，得出最佳实现方案如下图所示：图图5 5 最终解决方案树图最终解决方案树图方案优化26 Contents Page目录页 7 制定对策7 制定对策l制定对策27 制定对策根据最佳方案，小组成员按照“5W1H” 的原则制定了对策表，如下所示：28 Contents Page目录页

9、8 对策实施8 对策实施l 制定对策29 对策实施实施一、选用比孔径小实施一、选用比孔径小400mm400mm的小号钻头的小号钻头在工地范围或旋挖群体内联系相应尺寸的旋挖钻头，必须保证钻头与钻杆连接部分完好。在工地范围或旋挖群体内联系相应尺寸的旋挖钻头，必须保证钻头与钻杆连接部分完好。20142014年年9 9月月1515日在昆明联系到了本案所需型号钻头，日在昆明联系到了本案所需型号钻头，20142014年年9 9月月1616日晚通过物流发到工地。日晚通过物流发到工地。实施效果：实施效果：进过检查，是小组需要的型号，达到了预期目的。进过检查，是小组需要的型号，达到了预期目的。实施二、在工字钢腹

10、板上焊钩实施二、在工字钢腹板上焊钩小组按照预先设计好的方案，采用接榫法，利用小组按照预先设计好的方案，采用接榫法，利用乙炔割刀将工字钢钩子焊接位置切去翼缘，让两片工乙炔割刀将工字钢钩子焊接位置切去翼缘，让两片工字钢的腹板充分相接，采用字钢的腹板充分相接，采用CHE506CHE506电焊条进行焊接，电焊条进行焊接，并保证焊缝的饱满度，并保证焊缝的饱满度，实施效果：实施效果：工字钢钩整体性完好，连接牢固，达工字钢钩整体性完好，连接牢固，达到了预期目的。到了预期目的。30 图图7 7 打捞出的施工钻头顶面打捞出的施工钻头顶面实施三、工字钢内侧加强焊接实施三、工字钢内侧加强焊接 将加工好的钩子焊接于钻

11、头内壁上，定好长度后，为将加工好的钩子焊接于钻头内壁上，定好长度后，为了保证工字钢翼缘充分与钻头焊接良好，小组研究决定在了保证工字钢翼缘充分与钻头焊接良好，小组研究决定在工字钢翼缘内侧加适当岑条，加大焊接面积，采用工字钢翼缘内侧加适当岑条，加大焊接面积，采用CHE506CHE506电焊条进行焊接，并保证焊缝的饱满度，电焊条进行焊接，并保证焊缝的饱满度，实施效果：工字钢钩与钻头连接牢固，达到了方案要求。实施效果：工字钢钩与钻头连接牢固，达到了方案要求。实施四、工字钢钩安装长度实施四、工字钢钩安装长度工字钢钩安装长度小于钻杆与钻头底座高度，钩子无法伸进工字钢钩安装长度小于钻杆与钻头底座高度，钩子无

12、法伸进施工钻头顶孔里，工字钢钩安装长度大余施工钻头高度与底施工钻头顶孔里，工字钢钩安装长度大余施工钻头高度与底座高度之和，钩子的灵活性与驱动力受限制，因此小组将钩座高度之和，钩子的灵活性与驱动力受限制，因此小组将钩子的长度定位在上两者之间较为合适。子的长度定位在上两者之间较为合适。实施效果：打捞钩刚体机构完美，使用灵活，一次打捞成功，实施效果：打捞钩刚体机构完美，使用灵活，一次打捞成功，成功率为成功率为100%100%对策实施31 Contents Page目录页 9 效果检验9 效果检验l 现场使用效果检验及产生的社会效益l 经济效益分析32 效果检验9.19.1现场使用效果检验及产生的社工

13、效益：现场使用效果检验及产生的社工效益：截止瑞陇一合同立交区截止瑞陇一合同立交区110110棵水下桩棵水下桩基施工完毕为止，我项目已使用小号钻基施工完毕为止，我项目已使用小号钻头加工字钢方案打捞钻头两次。在此期头加工字钢方案打捞钻头两次。在此期间打捞钩除第一次制作耗时间打捞钩除第一次制作耗时4848小时外，小时外，打捞时间大大降低，达到了课题预期目打捞时间大大降低，达到了课题预期目的。避免了因钻头无法打捞或打捞时间的。避免了因钻头无法打捞或打捞时间过长造成的桩基次生质量事故及进度滞过长造成的桩基次生质量事故及进度滞后。受到业主及监理工程部的好评。后。受到业主及监理工程部的好评。20142014

14、年年9 9月月1717日小号钻头加工字钢改进型日小号钻头加工字钢改进型打捞钩开始使用，之前使用冲击钻打捞打捞钩开始使用，之前使用冲击钻打捞钩实施打捞共耗时钩实施打捞共耗时5 5天，未打捞成功。使天，未打捞成功。使用改进型打捞钩后从昆明发货到打捞成用改进型打捞钩后从昆明发货到打捞成功共耗时功共耗时2 2天。天。表表5 5 单价表单价表如打捞不成功，该桩基所产生的处理成本无法如打捞不成功，该桩基所产生的处理成本无法估量。估量。以立交区以立交区K0+740K0+740桥右幅桥右幅1-21-2号桩基为例，如事故号桩基为例，如事故发生后打捞方案首先得到实施，成本将节约发生后打捞方案首先得到实施，成本将节

15、约400040005+15005+15005+8005+8002 25-40005-40002-700-2-700-800=22000800=22000元，本案发生类似事故元，本案发生类似事故2 2起，成本节约起，成本节约22000220002=440002=44000元元使用该打捞钩可节约工期：使用该打捞钩可节约工期：5 52-2=82-2=8天天9.29.2经济效益分析经济效益分析33 效果检验综上所述： 小号钻头加工字钢打捞钩小号钻头加工字钢打捞钩实现实现了了课题设定的课题设定的目标目标，节约节约了施工了施工成本成本，取得了良好的经济效益！取得了良好的经济效益！34 Contents Page目录页 10 标化建设10 标化建设l 现场使用效果检验及产生的社工效益l 经济效益分析35 此次QC的成果受到了西南交通建设集团瑞陇高速一合同项目部的高度评价和肯定，在上级领导的支持下，打捞全面使用到工程建设当中。标化建设36 Contents Page目录页 11 课题总结及下一步打算11 课题总结及下一步打算l 总结l 下一步打算 37 总结通过本次小组活动总结出以下几点: 提高创新意识，深