降低桩基础施工用电损耗

降低桩基础施工用电损耗第一页，共44页。制表人：王高恒日期：2006年1月8日

小组名称节能QC小组注册时间06年1月8日课题名称降低桩基础施工用电损耗登记号0705小组接受TQC教育情况本QC小组成员均接受TQC教育60小时以上，并获得合格证活动次数8次小组类型现场型姓名性别年龄文化程度职称职务组内职务吴健男31本科高级工程师项目常务副经理组长黄乔森男29本科工程师技术负责副组长陈志成男29本科工程师质检负责人组员孙凤友男45大专工程师主办施工员组员王高恒男27本科助理工程师技术员组员郭志坤男29本科工程师技术员组员邱晓敏女24本科助理工程师资料员组员杨荣锋男25技工技工电工班长组员纪文斗男38技工技工冲桩班长组员一、小组概况第二页，共44页。

广州市轨道交通五号线滘口～大坦沙站高架区间土建工程为高架桥区间；高架区间向西南跨过珠江连接至芳村【滘口站】附近。包括芳村段高架区间、珠江西桥高架区间及大坦沙段高架区间，全长1856.57米。二、工程简介

高架区间桥梁均采用冲孔灌注桩基础，芳村段高架区间采用Φ1.5m桩基；珠江西桥高架区间水中2/W、6/W墩采用Φ2.0m桩基，其余采用Φ1.8m桩基；大坦沙段高架区间双线段及四桩承台采用Φ1.5m桩基，其余单线段采用Φ1.8m桩基；共232条桩。第三页，共44页。

因此QC小组根据施工现场情况选择了“降低桩基础施工用电损耗”为开展QC活动的课题。

三、选题理由降低能耗，节约成本，增强企业竞争力。1、本工程桩基数量多（共232根），工程造价占工程总量的1/3。2、根据统计以往的三个类似桥梁工程项目，桩基础施工用电损耗在整个工程用电损耗中最多的一个环节，平均占总用电损耗的71.5%（详见类似工程用电统计表）。3、对本工程正在施工的桩基础进行统计分析，平均每台桩机用电损耗为9.58度/小时。（详见桩机用电损耗表）。公司要求工程现状选定课题降低桩基础施工用电损第四页，共44页。项目桩基础施工用电损耗（kwh）下部结构施工用电损耗（kwh）上部结构及桥面系施工用电损耗（kwh）桩基础施工用电损耗占总量（﹪）施工项目162510102071410272.0施工项目25020080001200071.5施工项目3325415316806671合计145251235233416871.5项目桩机24小时施工实际用电量（kwh）桩机24小时施工实际用电量（kwh）桩机施工用电损耗（kwh/h）桩机1990.481220.889.6桩机2990.481221.129.61桩机3990.481219.929.56桩机4990.481219.689.55平均990.481220.49.58类似工程用电统计表桩机用电损耗表第五页，共44页。

在桩基础施工过程中，施工用电主要有以下六个方面：5T卷扬机、轴流泵、电焊机、切断机、弯曲机及施工照明设施。各设备平均用电量如下表所示设备用电量现状调查表四、现状调查设备名称功率（KW/h）功率因数暂载率（﹪）理论用电量(度/h)实际平均用电量（度/h）损耗（度/h）累计用电损耗（度/h）5T卷扬机450.657020.4728.067.597.59轴流泵220.86511.4412.280.848.43焊机220.5556.056.80.759.18弯曲机5.50.70.31.1551.40.2459.425切断机5.50.70.31.1551.30.1459.57照明设施1.01.01001.01.010.019.58

根据上表统计，桩基础施工过程中，施工用电损耗率为9.58度/h。第六页，共44页。制表人：王高恒制表日期：2006.1.10四、现状调查对施工用电损耗进行排列分析

序号桩基础施工用电损耗项目损耗（度/h）累计损耗（度/h）损耗百分比（﹪）累计百分比（%）A5T卷扬机7.597.5979.379.3B轴流泵0.848.438.888.1C焊机0.759.187.895.9D弯曲机0.2459.4252.698.4E其他0.1469.581.5100桩基础施工用电损耗问题调查统计表第七页，共44页。

结论：从上图表中可以看出5T卷扬机用电损耗量7.59度/h，占总损耗的79.3﹪。制表人：王高恒日期：2006年1月11日

四、现状调查9.582468AEDCB0.757.59N=9.58102040608010000.1460.2450.8479.3%88.1%95.9%98.4%第八页，共44页。五、目标设定9.58度/h4度/h现在损耗目标损耗第九页，共44页。（2）我公司一直从事桩基础施工作业，桩基础施工经验丰富。

（1）、5T卷扬机用电损耗占总损耗的79.3﹪，经QC小组讨论我们可以将5T卷扬机用电损耗解决80%，则桩基施工用电损耗率为9.57－7.58×80﹪＝3.5度/h，达到目标4度/h是可行的。五、目标设定

（3）、项目部及公司对QC小组活动非常重视，给予各方面的支持。目标依据第十页，共44页。

5T卷扬机用电损耗因果图制图：王高恒

日期：2006年1月11日

六、原因分析卷扬机无节能装置卷扬机超负荷运转输送过程损耗电缆发热卷扬机与桩锤不配套清孔时间长粘土层吸锤卷扬机空转节约意识不够5T卷扬机用电损耗高料机法人泥浆含沙多没有监督机制未按要求操作起锤过高离合器工作不正常卷扬机摩擦片与对偶件粘结

电缆过长变压器离施工现场远电缆质量差铜芯截面积小于标识规格环桩机操作不得当第十一页，共44页。七、要因确认要因确认计划表

序号末端因素确认方法标准负责人完成日期1没有监督机制检查项目部制度100%操作工人认同

监督机制孙凤友纪文斗2006.1.162未按要求操作对操作工人进行考核桩机操作考核

合格率为100%纪文斗2006.1.163卷扬机摩擦片

与对偶件粘结1、机修工对每台桩机检修2、测试桩机用电量摩擦片与对偶件粘结<0.3杨荣锋孙凤友2006.1.164卷扬机与桩锤不配套现场检查设备4T<配锤重量T<5T锤纪文斗2006.1.165卷扬机无节能装置对施工现场进行检查每台卷扬机100%装

节能保护器杨荣锋2006.1.176电缆发热根据施工用电方案检查

电缆规格电缆100%无发热现象杨荣锋孙凤友2006.1.177铜芯截面积

小于标识规格对各种规格的电缆现场检查铜芯截面积S>设计面积S杨荣锋2006.1.168起锤过高统计桩机用电量2m<起锤高度h<3m孙凤友王高恒2006.1.149卷扬机空转现场不定时抽查100%卷扬机无空转现象孙凤友纪文斗2006.1.1510泥浆含砂多统计泥浆含砂率泥浆含砂率<5%纪文斗2006.1.1711变压器离施工现场远现场测桩机与变压器之间距离距离<300m杨荣锋2006.1.1612粘土层吸锤测试桩机吸锤时的用电量损耗率不超过5度/h王高恒杨荣锋2006.1.20第十二页，共44页。七、要因确认要因确认一：没有监督机制标准：100%操作人员认同监督机制实测：经过对监督机制制度进行讨论，对作业人员进行问卷调查，小组成员讲座和问卷调查结果均显示现行监督机制管理制度是健全的，有完善的监督机制制度。详见下表：结论：抽查的100%人员认可制度健全，奖罚完善。

是非主要原因。问卷调查份数认为制度健全份数认为制度不健全份数33份33份0第十三页，共44页。七、要因确认要因确认二：未按要求操作标准：桩机操作考核合格率为100%（大于60分为合格）实测：考核工人23人，2006年1月16日对其重新进行岗位考核，成绩如下：结论：岗位考核合格率是100%，达到标准，非主要原因。分

值85—10075—8560—7560以下技术考核10850设备操作考核12740第十四页，共44页。七、要因确认要因确认三：卷扬机摩擦片与对偶件粘结

标准：卷扬机摩擦片与对偶件粘结度<0.3

实测：结论：从上表中我们可以清楚的看到卷扬机摩擦片与对偶件粘结度>0.3，耗电严重，是主要原因。序号实测用电量（度/h）理论值（度/h）损耗（度/h）129.720.479.23230.520.4710.03329.420.478.93摩擦片与用电量关系表

摩擦片图第十五页，共44页。七、要因确认要因确认四：卷扬机与桩锤不配套标准：5T卷扬机配4T左右桩锤

实测：现场用吊车吊桩锤检查

结论：卷扬机与桩锤配套，非主要原因

序号12345678重量（T）4.24.14.23.94.23.94.04.2第十六页，共44页。七、要因确认要因确认五：卷扬机无节能装置标准：每台卷扬机都必须装节能保护器实测：检查现场所有卷扬机都有节能保护器

结论：卷扬机有节能装置，非主要原因

要因确认六：规格不符合施工方案标准：电缆无发热现象实测：根据施工用电方案检查现场电缆均符合规格要求，无发热现象结论：电缆规格符合施工方案，没有发热

，非主要原因

第十七页，共44页。七、要因确认要因确认七：铜芯截面积小于标识规格标准：铜芯截面积大于标识面积

实测：对各种规格的电缆现场检查，铜芯截面积等于标识面积，如下表：

结论：铜芯截面积等于标识面积

，非主要原因

电缆主截面积（mm2）12095705035252.5载流量（A）31627322417714311637检查结果符合符合符合符合符合符合符合第十八页，共44页。七、要因确认要因确认八：起锤过高

标准：2m<起锤高度h<3m实测：

卷扬机编号实测用电量（度/h）理论值（度/h）损耗（﹪）起锤高度（m）G-03726.520.476.035～6G-03925.720.475.234～5G-05124.420.474.32～3G-05225.520.475.034～5G-07824.720.474.533～4起锤高度与用电量关系表

结论：大部分桩基础起锤高度超过3m,桩机用电损耗均超过4.5度/h，是主要原因。第十九页，共44页。七、要因确认要因确认九：卷扬机空转标准：卷扬机无空转现象

实测：QC小组成员冲桩班长纪文斗自2006年1月12日至1月15日对现场八台桩机进行不定时抽查，每台桩机都做到了人离机停，无卷扬机空转现象发生。

结论：无卷扬机空转现象，非主要原因。第二十页，共44页。七、要因确认要因确认十：泥浆含砂率高

标准：泥浆含砂率高<5%实测：项目部从公司其他工地引进了漩流式粉砂器和震动筛等清孔设备，清孔时间一般为8h～10h。

结论：泥浆含砂率均小于5%，非主要原因

要因确认十一：变压器与施工现场远标准：变压器距离桩机均小于300m

实测：现场测桩机与变压器之间距离，最大为275m结论：变压器距离桩机均小于300m，是主要原因

第二十一页，共44页。七、要因确认要因确认十二：粘土层吸锤

标准：粘土层冲孔时损耗不超过4度/h

实测：结论：每台桩机在粘土层时用电量都超过了理论值的4.5度/h以上

，是主要原因

卷扬机编号实测用电量（度/h）理论值（度/h）损耗（度/h）G-03928.720.478.23G-04232.920.4712.43G-05229.520.479.03G-06230.120.479.63G-07430.720.4710.23粘土层吸锤用电量表第二十二页，共44页。起锤过高卷扬机摩擦片与对偶件粘结粘土层吸锤要因一要因二要因三

QC小组对12个末端因素进行分析研究，通过现场调查、检测分析等方法对各个要因逐一分析确认，最终确定了卷扬机用电损耗高的主要因素有三个。七、要因确认第二十三页，共44页。对策表制表人：王高恒日期：2006年2月16日八、制定对策序号末端因素对策目标措施地点负责人完成时间1起锤过高控制起锤高度控制起锤高度在2~3米1、对工人进行培训2、在工人之间进行冲孔技术座谈会项目部吴健纪文斗06.2.14～06.2.202卷扬机摩擦片与对偶件粘结更换新型摩擦片离合器正常使用，粘结＜0.31、组织QC小组调研摩擦片材料2、QC小组决定用粉末冶金摩擦片项目部黄乔森06.2.20～06.2.283粘土层吸锤细化施工方案顺利冲进，无吸锤现象，损耗不超过4.5度/h1、组织工程技术部与QC小组成员的探讨解决问题的方法2、购进片石，在粘土层时投入桩孔项目部及施工现场黄乔森孙凤友06.2.17～06.2.22第二十四页，共44页。

2006年2月17日，QC小组组长项目常务副经理吴健主持了由全体桩机工人及施工员参加的桩基冲孔技术会议，QC小组成员孙凤友做了关于冲孔技术的详细交底，并且印发了我司总结的关于冲击式钻孔桩成孔技术要领。本次会议指出：（1）、在桩基础冲进过程中，冲绳要绑扎标志，严格控制起锤高度。九、实施对策实施一：高差2.5米第二十五页，共44页。（2）、桩基冲孔过程中，起锤高度与进尺并不成正比。最佳的起锤高度是2～3m，起锤过高只会增大用电量。（3）、对工人进行钻孔桩成孔技术交底，组织冲孔工人学习钻孔桩成孔技术要领。

2006年2月17日～2月20日由QC小组成员冲桩班组长纪文斗分批组织桩机工人冲孔技术座谈会，在工人内部之间进行技术交流，使工人真正掌握冲桩技巧，在加快进度的同时降低用电量。九、实施对策第二十六页，共44页。制表人：邱晓敏日期：2006年2月19日

结论：通过培训和交流，起锤高度得到了控制，用电损也降到了4.5度/h以下，达到了对策目标。

通过学习交流，QC小组对活动前抽取的五台桩机各测正常工作2个小时的用电量，统计如下表九、实施对策卷扬机编号实测用电量（度/h）理论值（度/h）损耗（度/h）起锤高度（m）G-03724.520.474.032～3G-03923.920.474.432～3G-05124.620.474.132～3G-05223.820.474.332～3G-07824.220.474.132～3第二十七页，共44页。

关于摩擦片，公司过去一直用石棉基摩擦材料，而石棉基的性能很不稳定，与对偶件工作时，摩擦系数会发生变化，耐磨性也很低。在高温时摩擦片容易抱紧对偶件，需停止工作一些时间后才能恢复，不能满足小组的目标。经QC小组讨论后，决定不再采用，寻求另一种摩擦片。

经过头脑风暴法，QC小组调研发现一种粉末冶金摩擦材料，其主要成分仍为金属，导热性好且强度高。这种摩擦材料比石棉基摩擦材料能承受更大的负荷。工程机械上采用的粉末冶金摩擦材料主要为铁基的，材料中添加石墨和铅，可以提高它与对偶件的磨合性和抗粘着能力。九、实施对策实施二：铁基摩擦材料

第二十八页，共44页。摩擦材料硬度

摩擦系数

（配对件为铸铁）许用温度工作压力/Mpa长期短期石棉编织袋增

加0.251252607-70柔性0.241753507-70半柔性0.252004007-70刚性0.252255007-70粉末冶金材料0.2330060035-350金属陶瓷0.2240080075-105摩擦离台器与制动器摩擦材料技术数据制表人：邱晓敏日期：2006年2月25日九、实施对策第二十九页，共44页。QC小组与项目部研究决定在三台桩机上试用这种铁基摩擦材料，对桩机用电量统计如下表所示序号实测用电量（度/h）理论值（度/h）损耗（度/h）124.620.474.13224.820.474.33324.920.474.43制表人：邱晓敏日期：2006年2月25日结论：通过添加冶金摩擦材料，实测卷扬机摩擦片与对偶件粘结度最大值为0.29，小于0.3，达到了对策目标；测得卷扬机的实际用电量最大为24.9度，最大用电损耗为4.43度，效果显著。九、实施对策第三十页，共44页。九、实施对策

在冲孔过程中吸锤由于地质条件的原因，桩锤与粘土或泥质岩粘到一起，增大卷扬机负荷，使桩机不能顺利将桩锤拉起，从而导致用电量增大。

针对粘土层吸锤现象，项目部工技术人员和QC小组召开技术研讨会，细化施工方案。实施三：技术现场会第三十一页，共44页。在粘土层冲孔时，加清水降低泥浆比重至1.20左右，向桩孔内抛填片石。根据施工方案由材料设备部购买片石，由施工员组织机械在冲孔到粘土层时回填适量片石，避免吸锤。铲车向桩孔内抛石九、实施对策第三十二页，共44页。九、实施对策粘土层正常冲进时卷扬机用电量统计表

卷扬机编号理论值（度/h）实测用电量（度/h）损耗（度/h）G-03920.4724.84.33G-04220.4724.84.33G-05220.4724.54.03G-06220.4724.74.23G-07420.4724.64.13制表人：邱晓敏日期：2006年2月22日

结论：通过对桩机在吸锤和正常条件下用电量的比较可以看出正常冲进时用电损耗最大为4.33度/h，效果显著，达到了损耗率小于4.5度/h的对策目标。第三十三页，共44页。

结论：从上述表可以知道，同时采用此三种方法，桩基础施工用电损耗最低损耗为2.03度/h，效果显著。

经过上述三种方法试验研究，决定在桩基础工程施工时同时采用控制起锤高度、更换新型摩擦片、加清水降低泥浆比重至1.20左右，向桩孔内抛填片石的方法，以降低桩基础施工用电损耗，加快施工进度，现对5根正在施工的桩基础进行实测。九、实施对策桩基础编号理论值（度/h）实测用电量（度/h）损耗（度/h）03941.2744.72.4304241.2744.32.0305241.2744.52.2306241.2744.72.4307441.2744.62.33施工用电效果表第三十四页，共44页。现场用电设备调查表（一）效果检查十、效果检查序号桩基础施工用电损耗项目损耗（度/h）累计损耗（度/h）损耗百分比（﹪）累计百分比（%）A5T卷扬机0.60.62525B轴流泵0.81.433.358.3C焊机0.72.129.287.5D弯曲机0.202.38.395.8E其他0.102.44.21002.50.511.52AEDCB0.70.6N=2.4102040608010000.10.20.825%58.3%87.5%95.8%第三十五页，共44页。十、效果检查

结论：施工用电损耗率由活动前9.58度/h降低到了2.4度/h，达到并超过了4度/h的目标值，5T卷扬机的施工用电损耗大大降低,效果显著。

9.58度/h4度/h2.4度/h第三十六页，共44页。十、效果检查施工用电损耗证明书第三十七页，共44页。（二）经济效益发生项目名称

成

本

培训费用

1350元

试验费用

5720元

合计7070元

用电损耗率降低了9.57度/h－2.4度/h＝7.17度/h

通过QC活动降低了桩基施工的资金投入，对项目成本测算有很大的意义，优化了项目部资金使用，增强了