QC成果新型坡比监控仪的研制

1、 新型坡比监监控仪的的研制中国新兴保保信建设设总公司司奠基石QCC小组2014年年12月30日目录TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc417415383一、工程概概况 PAGEREF _Toc417415383 h 1 HYPERLINK l _Toc417415384二、小组简简介 PAGEREF _Toc417415384 h 1 HYPERLINK l _Toc417415385三、选择课课题 PAGEREF _Toc417415385 h 3 HYPERLINK l _Toc417415386四、目标设设定 PAGEREF _Toc417415386 h 5

2、 HYPERLINK l _Toc417415387五、提出方方案并确确定最佳佳 PAGEREF _Toc417415387 h 5 HYPERLINK l _Toc417415388六、制定对对策表 PAGEREF _Toc417415388 h 9 HYPERLINK l _Toc417415389七、按对策策表实施施 PAGEREF _Toc417415389 h 9 HYPERLINK l _Toc417415390八、确认效效果 PAGEREF _Toc417415390 h 12 HYPERLINK l _Toc417415391九、标准化化 PAGEREF _Toc4174153

3、91 h 13 HYPERLINK l _Toc417415392十、总结及及今后打打算 PAGEREF _Toc417415392 h 13新型坡比监监控仪的的研制中国新兴保保信建设设总公司司奠基石石QC小组一、工程概概况工程场地位位于北京京市大兴兴区西红红门，地地铁4号线西西红门站站西南侧侧，拟建建基坑包包含八个个楼座及及一个地地库，基基坑深度度12m，总占占地面积积369900平方米米，开工工时间为为20114年8月10日，竣竣工时间间20115年1月15日。该工程采用用土钉墙墙进行支支护，由由于场地地较大，开开挖线距距红线较较近，需需要严格格控制坡坡比，因因此我小小组将“新型坡坡比监控

4、控仪的研研制”作为我我小组技技术攻关关课题。 二、小组简简介2.1 小组概概况小组名称奠基石QCC小组课题名称新型坡比监监控仪的的研制课题类型创新型小组成立时时间2012.5.110TQC教育育72学时/年注册编号BX-QCC-277课题编号BX-20014-28活动时间2014年年9月- 220155年12月活动频次1次/日出勤率100%小组成员概概况表姓名性别年龄职务职称学历小组职务承担工作李明亮男28项目技术主主任助工本科组长策划及成果果发布兰亮男31技术总工工程师本科副组长小组活动总总部署戴连双男44总公司总工工教高硕士副组长技术总顾问问房连生男41质量部部长长高工本科副组长技术顾问董

5、枳君女23责任工程师师助工本科组员成果发布人人殷抒建男26责任工程师师助工本科组员小组活动实实施魏文康男27责任工程师师助工硕士组员小组活动实实施 制表人人：李明明亮 制表日日期：20114年09月15日小组由诊断断师兰亮亮负责活活动总部部署，下下面是由由中国建建筑业协协会颁发发的资格格证书： 2.2 小组获获奖情况况1）20113、20114、20115年连续续三年获获中国新新保总工工程建设设优秀质质量管理理小组一一等奖2）20113、20114年连续两两年获北北京市工工程建设设优秀质质量管理理小组一一等奖3）20113、20114年连续两两年获中中建协全全国工程程建设优优秀QC小组一一等奖

6、 2.3 小组活活动日程程安排小组活动日日程安排排表制表人：李李明亮 制表日日期：20114年09月15日 三、选择课课题3.1 课题名名称新型坡比比监控仪仪的研制制3.2 选择理理由 选题理由包包括以下下4个方面面： 1）选题理理由一 作为基坑最最常用的的支护手手段，土土钉墙已已经成为为基建不不可缺少少的一部部分，然然而对于于土钉墙墙来说，坡坡比是边边坡安全全性能的的一项重重要的指指标；而而且涉及及土方的的回填量量，所以以坡比的的精准测测量成为为必要。 （下图图是常见见的土钉钉墙工程程图片）2）选题理理由二现今土钉墙墙设计最最常用的的工具为为“理正深深基坑7.0”，作为为设计的的数据，坡坡比

7、、土土钉长度度、土钉钉间距以以及坡顶顶荷载的的取值是是相互牵牵制的，换换言之在在土钉参参数不变变的情况况下坡比比的改变变会影响响边坡的的安全性性能和使使用性能能，因此此保证坡坡比贴合合设计变变得极其其重要。（下图是计算软件和计算模型）3）选题理理由三在施工中是是最容易易被忽略略的，往往往有以以下几种种情况：1、土方开开挖无法法配合，开开挖线挖挖掉后无无参照物物；2、夜间间挖坡施施工，无无法看管管测量，出出于安全全考虑，人人员须远远离开挖挖区域；3、没有有好的设设备进行行测量，测测量误差差太大，且且是事后后测量，若若挖亏也也无法弥弥补。（下下图是常常见的挖挖坡情况况，很混混乱。）4）选题理理由四

8、传统的测量量方法是是用一个个塔尺，一一个线坠坠组成的的：把线坠坠缠绕在在塔尺的的顶端，将将塔尺垂垂直于上上口线水水平横放放，旋转转塔尺杆杆，使得得线坠的的底端正正好在坑坑底，读读出塔尺尺在上口口线处的的度数L，然后后测量线线坠距离离下口线线的长度度D以及线线坠的长长度H，H/(L-DD)=坡比。传统控制测测量方法法存在弊弊端：（1）事后后控制，无无法改变变。（2）受风风、人为为测量等等的影响响太大，根根本无法法比较准准确的测测量。（3）基坑坑越深，测测量带来来的安全全隐患越越大。（4）塔尺尺的水平平度，线线坠的长长度等都都不能较较好的控控制，实实际操作作中误差差太大。 3.3 课题题选定基于上

9、述工工程情况况及选题题理由，目目前市场场上没有有一种可可以精准准控制坡坡比的仪仪器，所所以我们们迫切需需要找到到一种新新的监控控仪器才才能满足足坡比精精准控制制的要求求，因此此我小组组将新新型坡比比监控仪仪的研制制定为为本次小小组活动动的课题题。 四、目标设设定4.1 目标设设定 小组针对本本工程后后续坡比比监控标标准，我我们量化化并制定定了以下下目标：坡角=arrctaan（坡比比），减减小坡比比偏差只只需减小小坡角偏偏差，按按照现阶阶段行业业普遍的的坡角控控制情况况，坡角角偏差5左右，根根据理论论经验我我小组制制定了将将坡角偏偏差缩小小到1的目标标。 制表人：李李明亮 制表日日期：2011

10、4年09月15日4.2 目标分分析 1）偏差控控制精度度可行性性： 根据仪器角角度盘精精度，结结合土钉钉墙开挖挖的工序序，“新仪器”预计能能将坡角角偏差控控制在1以内。 2）技术支支撑QC小组多多位成员员具有机机械和仪仪器的制制作经验验，研发发力量强强大，在在活动前前制定了了详细的的活动计计划，成成员分工工合理，能能各司其其职，保保证活动动的有序序进行。小组曾在220133年、20114年连续续两年获获得北京京市及全全国质量量管理小小组一等等奖，并并荣获过过市级及及国家级级工法、专专利等。4.3 通过以以上分析析，我小小组有信信心实现现本次QQC活动动研究课课题目标标 五、提出方方案并确确定最

11、佳佳 5.1 初步构构想QC小组经经过多次次讨论，形形成了仪仪器的概概念设计计。仪器的初步步构想形形如一个个机器人人，分为为机顶、机机身、机机座。机顶负责边边坡的监监测工作作，机身身负责配配合机顶顶的调整整，机座座负责定定位整个个仪器的的位置。就就像下面面的机器器人一样样：5.2 方案提提出 机顶机身机座2014年年9月本QC小组成成员围绕绕“研制新新型坡比比监控仪仪”结合性性能要求求，运用用头脑风风暴法展展开专题题讨论，集集思广益益提出了了21种想法及及意见，并并将结果果用亲和和图整理理如下：机顶机身机座 制图人：李明亮亮 制图日期：20114年10月01日 从亲和图中中小组成成员归纳纳出三

12、类方案案： 1）调平装装置的选选用方案案 2）定位装装置的选选用方案案3）监控装装置的选选用方案案5.3 方案比比选 1）调平装装置的选选用方案案： 调平装置的的选用 精确度 操作性能 经济耐用 综合比较 有水平仪角角度盘 不选 自动调平角角度盘 选用 机箱设水平平旋钮 不选 机箱无水平平旋钮 不选 轨道设水平平旋钮 不选轨道无水平平旋钮 不选制表人：李李明亮 制图日期：20114年10月06日综上分析，在在满足机机身调平平功能的的前提下下简化设设计，调调平装置置最终选选用：自自动调平平角度盘盘。 2）定位装装置的选选用方案案： 控制装置的的选用 精确度 操作性能 经济耐用 综合比较 齿轮角度

13、控控制 选用 链条角度控控制 不选 轴同步指针针 选用 独立指针 不选 钢制滑动轨轨道 选用 三角固定支支架 不选 轨道对准旋旋钮 选用 机箱对准旋旋钮 不选 制表人：李李明亮 制图日期：20114年10月06日综上分析，根根据仪器器使用性性能所需需的控制制要求，定定位最终终选用：齿轮角角度控制制、轴同同步指针针、滑动动钢制轨轨道、轨轨道对准准旋钮。3）监控装装置的选选用方案案：定位装置的的选用 精确度 操作性能 经济耐用 综合比较 一字激光束束头 不选 多点激光束束头 不选 旋转激光束束头 选用 光学观察镜镜头 不选 制表人：李李明亮 制图日期：20114年10月06日综上分析，根根据仪器器

14、监控时时的工作作状态要要求，监监控装置置最终选选用：旋旋转激光光束头。5.4 选择最最佳方案案通过一系列列比较，小小组成员员确定了了最佳方方案为： 1）调平装装置的选选用方案案：自动动调平角角度盘。（以以下是绘绘制的3D效果图图）2）定位装装置的选选用方案案：齿轮轮角度控控制、轴轴同步指指针、滑滑动钢制制轨道、轨轨道对准准旋钮。 （以下是绘绘制的3D效果图图）3）监控装装置的选选用方案案：旋转转激光束束头。 （以下下是绘制制的3D效果图图）六、制定对对策表对策表序号方案 对策 目标 措施 地点 负责人 完成时间 1 调平装置的的选用方方案自动调平角角度盘满足仪器的的水平度度控制 1、购置圆圆形

15、角度度盘、轴轴承、配配重等。2、将角度盘、轴承等组装，保证角度盘90度自由下垂。 1、机电城城 2、工作室室 李明亮、 魏文康2014.11.08 2 定位装置的的选用方方案齿轮角度控控制 、轴同同步指针针 、钢制制滑动轨轨道、轨轨道对准准旋钮满足仪器位位置和角角度的定定位控制制 1、购置220cmm直径齿齿轮、同同步轴、钢钢制轨道道、螺杆杆轴和轴轴承。22、焊制制机身支支架并安安装上述述部件，实实现定位位服务。 1、机电城城 2、工作室室 兰亮、 李明亮 2014.11.09 3 监控装置的的选用方方案旋转激光束束头 满足产生清清晰监控控线的效效果1、购置电电机和激激光头等等。2、将电电机和

16、激激光头连连接到一一起，保保证通电电后旋转转发光且且产生清清晰监控控线效果果。 1、机电城城 2、工作室室 李明亮、殷殷抒建 2014.11.10 制表人：李李明亮 制表日日期：20114年10月15日七、按对策策表实施7.1 实施一一 1）由李明明亮、魏魏文康负负责去机机电城购购置圆形形角度盘盘、轴承承、配重重等相关关零部件件。 购置过程中中要求全全部按照照国家标标准的部部件，便便于以后后的批量量生产和和制作过过程中的的配套零零件的安安装。 2）由李明明亮将角角度盘、轴轴承等组组装，保保证角度度盘90度自由由下垂。 连接好后需需保证角角度盘无无论在任任何地形形条件下下，始终终保持90竖直朝朝

17、下。（以以下是实实施后的的实物图图）7.2 实施二二 1）由李明明亮、兰兰亮负责责购置20ccm直径齿齿轮、同同步轴、钢钢制轨道道、螺杆杆轴和轴轴承等相相关零部部件。 购置过程中中要求全全部按照照国家标标准的部部件，便便于以后后的批量量生产和和制作过过程中的的配套零零件的安安装。 2)由李明明亮焊制制机身支支架及轨轨道支架架，并安安装上述述部件，实实现定位位服务。 连接好后需需保证可可以精确确控制仪仪器位置置及角度度控制，实实现仪器器定位服服务。（以以下是实实施后的的实物图图）7.3 实施三三 1）由李明明亮、殷殷抒建去去机电城城购置电电机和激激光头等等零部件件。 购置过程中中要求全全部按照照

18、国家标标准的部部件，便便于以后后的批量量生产和和制作过过程中的的配套零零件的安安装。 2)由李明明亮将电电机和激激光头连连接到一一起，保保证通电电后旋转转发光且且产生清清晰监控控线效果果。连接好后需需保证电电机和激激光头是是全部通通电状态态，以保保证激光光的控制制效果，产产生清晰晰的开挖挖控制线线，这是是整个仪仪器的关关键。（以以下是实实施后的的实物图图）7.4 按对策策表实施施后的仪仪器实物物模型 7.5 仪器操操作流程程1）调试 首先将轨道道大致安安置到垂垂直于开开挖线处处，将刻刻度调整整到90，打开开激光开开关，滑滑动机箱箱，使得得两个激激光点距距离开挖挖线距离离大致相相同，调调整轨道道

19、调直旋旋钮，配配合滑动动机箱，使使得两个个激光点点同时处处于开挖挖线上，调调试完成成。2）对准将激光头调调整至预预定的坡坡角，滑滑动机箱箱，使得得激光点点处于开开挖线上上，推动动机箱至至开挖线线内8110cmm处，对对准完成成。 3）工作打开电机开开关，开开始工作作，挖掘掘机按照照所见的的红线向向外开挖挖8110cmm左右，实实现实时时坡比控控制。 八、确认效效果8.1 目标完完成情况况 2014年年11月本QC小组成成员对新新型坡比比监控仪仪进行了了现场检检验，经经过1个月的的检验后后，仪器器的土钉钉墙坡角角监控效效果统计计如下： 项目目标值监控仪控制制 坡角偏差对比结果土钉墙坡角角偏差1

20、0.5 达到预期目目的制表人：李李明亮 制表日日期：20114年11月30日制表人：李李明亮 制表日日期：20114年11月30日8.2 经济效效益传统方法是是支护完完毕，用用于校核核坡角的数据据，是事事后控制制，坡体体不美观观的同时时，也增增加了土土方回填填量，据据我公司司统计，20113年、20114年我公公司共施施工土钉钉墙约9万平米米，造成成土方回回填量增增加约60000方，产产生的成成本约43万元。新方法只需需要12台仪器器，可以以完美控控制坡比比，保证证坡面平平直的同同时，也也得到了了业主的的信任与与好评，减减少了土土方回填填成本，一一台仪器器的造价价仅需500元左右右。 仪器本身

21、将将作为商商品推向向市场，进进入土方方开挖行行业，若若得到市市场认可可，也会会带来一一定的经经济效益益。 8.3 社会效效益 新型坡比监监控仪是是基于在在西红门门项目土土钉墙工工程中遇遇到的放放坡空间间狭小，精精准挖坡坡难于控控制的而而研制的的一款产产品。 它的出现，填填补了土土方挖坡坡无仪器器控制的的一项空空白，实实现了土土方挖坡坡人工控控制到电电子化控控制，粗粗放式控控制到精精细化控控制，事事后控制制到事前前控制，不不定时控控制到全全时控制制四个方方面的转转变，对对于预防防坡体超超挖、保保证边坡坡安全性性能，以以及由此此带来的的回填成成本降低低等起着着极为重重要的作作用，而而且夜间间开挖坡坡比的控控制也不不在是难难题。 九、标准化化9.1 标准化化及推广广应用本成果编制制了使用用说明书书，推广广到了公公司所有有坡体开开挖工程程中，收收到了良良好的经经济和社社会效果果。本成果中的的坡比监监控仪获获得了中中国新兴兴保信建建设总公公司第四四届创新新大赛一一等奖。本成果中的的坡比监监控仪目目前正在在申请国国家发明明专利。十、总结及及今后打算算10.1 活动动的总结结1）专业技技术总结结 通