QC成果新型坡比监控仪的研制

新型坡比监控仪的研制中国新兴保信建设总公司奠基石QC小组2014年122月30日目录HYPERLINK\l"_Toc417415383"一、工程概况 1HYPERLINK\l"_Toc417415384"二、小组简介 1HYPERLINK\l"_Toc417415385"三、选择课题 3HYPERLINK\l"_Toc417415386"四、目标设定 5HYPERLINK\l"_Toc417415387"五、提出方案并并确定最佳 5HYPERLINK\l"_Toc417415388"六、制定对策表表 9HYPERLINK\l"_Toc417415389"七、按对策表实实施 9HYPERLINK\l"_Toc417415390"八、确认效果 12HYPERLINK\l"_Toc417415391"九、标准化 113HYPERLINK\l"_Toc417415392"十、总结及今后后打算 13新型坡比监控仪仪的研制中国新兴保信建建设总公司奠奠基石QC小组一、工程概况工程场地位于北北京市大兴区区西红门，地地铁4号线西红门门站西南侧，拟拟建基坑包含含八个楼座及及一个地库，基基坑深度12m，总占地面面积36900平方米，开开工时间为2014年8月10日，竣工时时间2015年1月15日。该工程采用土钉钉墙进行支护护，由于场地地较大，开挖挖线距红线较较近，需要严严格控制坡比比，因此我小小组将“新型坡比监监控仪的研制制”作为我小组组技术攻关课课题。二、小组简介2.1小组组概况小组名称奠基石QC小组组课题名称新型坡比监控仪仪的研制课题类型创新型小组成立时间2012.5..10TQC教育72学时/年注册编号BX-QC-227课题编号BX-20144-28活动时间2014年9月月-20115年12月活动频次1次/日出勤率100%小组成员概况表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项目技术主任助工本科组长策划及成果发布布兰亮男31技术总工工程师本科副组长小组活动总部署署戴连双男44总公司总工教高硕士副组长技术总顾问房连生男41质量部部长高工本科副组长技术顾问董枳君女23责任工程师助工本科组员成果发布人殷抒建男26责任工程师助工本科组员小组活动实施魏文康男27责任工程师助工硕士组员小组活动实施制表人：李李明亮制表日期：2014年09月15日

小组由诊断师兰兰亮负责活动动总部署，下下面是由中国国建筑业协会会颁发的资格格证书：2.2小小组获奖情况况1）2013、2014、2015年连续三年获获中国新保总总工程建设优优秀质量管理理小组一等奖奖2）2013、2014年连续两年获获北京市工程程建设优秀质质量管理小组组一等奖3）2013、2014年连续两年获获中建协全国国工程建设优优秀QC小组一等奖奖

2.3小组组活动日程安安排小组活动日程安安排表制表人：李明亮亮制表日期：2014年09月15日三、选择课题3.1课题题名称《新型坡比监控控仪的研制》3.2选择择理由选题理由包括以以下4个方面：1）选题理由一一作为基坑最常用用的支护手段段，土钉墙已已经成为基建建不可缺少的的一部分，然然而对于土钉钉墙来说，坡坡比是边坡安安全性能的一一项重要的指指标；而且涉涉及土方的回回填量，所以以坡比的精准准测量成为必必要。（下图是常常见的土钉墙墙工程图片）2）选题理由二二现今土钉墙设计计最常用的工工具为“理正深基坑7.0”，作为设计计的数据，坡坡比、土钉长长度、土钉间间距以及坡顶顶荷载的取值值是相互牵制制的，换言之之在土钉参数数不变的情况况下坡比的改改变会影响边边坡的安全性性能和使用性性能，因此保保证坡比贴合合设计变得极极其重要。（下下图是计算软软件和计算模模型）

3）选题理由三三在施工中是最容容易被忽略的的，往往有以以下几种情况况：1、土方开挖无无法配合，开开挖线挖掉后后无参照物；；2、夜间挖坡坡施工，无法法看管测量，出出于安全考虑虑，人员须远远离开挖区域域；3、没有好的的设备进行测测量，测量误误差太大，且且是事后测量量，若挖亏也也无法弥补。（下图是常见的挖坡情况，很混乱。）4）选题理由四四传统的测量方法法是用一个塔塔尺，一个线线坠组成的：：把线坠缠绕绕在塔尺的顶顶端，将塔尺尺垂直于上口口线水平横放放，旋转塔尺尺杆，使得线线坠的底端正正好在坑底，读读出塔尺在上上口线处的度度数"L"，然后测量量线坠距离下下口线的长度度"D"以及线坠的的长度"H"，H/(L--D)=坡比。传统控制测量方方法存在弊端端：（1）事后控制制，无法改变变。（2）受风、人人为测量等的的影响太大，根根本无法比较较准确的测量量。（3）基坑越深深，测量带来来的安全隐患患越大。（4）塔尺的水水平度，线坠坠的长度等都都不能较好的的控制，实际际操作中误差差太大。3.3课课题选定基于上述工程情情况及选题理理由，目前市市场上没有一一种可以精准准控制坡比的的仪器，所以以我们迫切需需要找到一种种新的监控仪仪器才能满足足坡比精准控控制的要求，因因此我小组将将《新型坡比比监控仪的研研制》定为本本次小组活动动的课题。四、目标设定4.1目标标设定小组针对本工程程后续坡比监监控标准，我我们量化并制制定了以下目目标：坡角=arcttan（坡比），减减小坡比偏差差只需减小坡坡角偏差，按按照现阶段行行业普遍的坡坡角控制情况况，坡角偏差差±5°左右，根据据理论经验我我小组制定了了将坡角偏差差缩小到±1°的目标。制表人：李明亮亮制表日期：2014年09月15日4.2目标标分析1）偏差控制精精度可行性：：根据仪器角度盘盘精度，结合合土钉墙开挖挖的工序，“新仪器”预计能将坡坡角偏差控制制在±1°以内。2）技术支撑QC小组多位成成员具有机械械和仪器的制制作经验，研研发力量强大大，在活动前前制定了详细细的活动计划划，成员分工工合理，能各各司其职，保保证活动的有有序进行。小组曾在20113年、2014年连续两年年获得北京市市及全国质量量管理小组一一等奖，并荣荣获过市级及及国家级工法法、专利等。4.3通过过以上分析，我我小组有信心心实现本次QQC活动研究究课题目标五、提出方案并并确定最佳5.1初步步构想QC小组经过多多次讨论，形形成了仪器的的概念设计。仪器的初步构想想形如一个机机器人，分为为机顶、机身身、机座。机顶负责边坡的的监测工作，机机身负责配合合机顶的调整整，机座负责责定位整个仪仪器的位置。就就像下面的机机器人一样：：

5.2方案案提出机顶机身机座2014年9月月本QC小组成员围围绕“研制新型坡坡比监控仪”结合性能要要求，运用头头脑风暴法展展开专题讨论论，集思广益益提出了211种想法及意见见，并将结果果用亲和图整机顶机身机座制图人：李明明亮制图日期：2014年10月01日从亲和图中小组组成员归纳出出三类方案：1）调平装置的的选用方案2）定位装置的的选用方案3）监控装置的的选用方案5.3方案案比选1）调平装置的的选用方案：：调平装置的选用用精确度操作性能经济耐用综合比较有水平仪角度盘盘★★★★★★★★★不选自动调平角度盘盘★★★★★★★★★★★★选用机箱设水平旋钮钮★★★★★★不选机箱无水平旋钮钮★★★★★★不选轨道设水平旋钮钮★★★★★★不选轨道无水平旋钮钮★★★★★★不选制表人：李明亮亮制图日期：2014年10月06日综上分析，在满满足机身调平平功能的前提提下简化设计计，调平装置置最终选用：：自动调平角角度盘。2）定位装置的的选用方案：：控制装置的选用用精确度操作性能经济耐用综合比较齿轮角度控制★★★★★★★★★★★★选用链条角度控制★★★★★★★★★不选轴同步指针★★★★★★★★★★★★选用独立指针★★★★★★★★不选钢制滑动轨道★★★★★★★★★★★★选用三角固定支架★★★★★★★★不选轨道对准旋钮★★★★★★★★★★★选用机箱对准旋钮★★★★★★★不选制表人：李明亮亮制图日期：2014年10月06日综上分析，根据据仪器使用性性能所需的控控制要求，定定位最终选用用：齿轮角度度控制、轴同同步指针、滑滑动钢制轨道道、轨道对准准旋钮。3）监控装置的的选用方案：：定位装置的选用用精确度操作性能经济耐用综合比较一字激光束头★★★★★★★★不选多点激光束头★★★★★★★★★不选旋转激光束头★★★★★★★★★★★选用光学观察镜头★★★★★★★★不选制表人：李明亮亮制图日期：2014年10月06日综上分析，根据据仪器监控时时的工作状态态要求，监控控装置最终选选用：旋转激激光束头。5.4选择择最佳方案通过一系列比较较，小组成员员确定了最佳佳方案为：1）调平装置的的选用方案：：自动调平角角度盘。（以以下是绘制的的3D效果图）2）定位装置的的选用方案：：齿轮角度控控制、轴同步步指针、滑动动钢制轨道、轨轨道对准旋钮钮。（以下是绘制的的3D效果图）3）监控装置的的选用方案：：旋转激光束束头。（以下是绘绘制的3D效果图）

六、制定对策表表对策表序号方案对策目标措施地点负责人完成时间1调平装置的选用用方案自动调平角度盘盘满足仪器的水平平度控制1、购置圆形角角度盘、轴承承、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2、工作室李明亮、魏文康2014.111.082定位装置的选用用方案齿轮角度控制、轴同步指指针、钢制滑动动轨道、轨道道对准旋钮满足仪器位置和和角度的定位位控制1、购置20ccm直径齿轮轮、同步轴、钢钢制轨道、螺螺杆轴和轴承承。2、焊制机身身支架并安装装上述部件，实实现定位服务务。1、机电城2、工作室兰亮、李明亮2014.111.093监控装置的选用用方案旋转激光束头满足产生清晰监监控线的效果果1、购置电机和和激光头等。2、将电机和激光头连接到一起，保证通电后旋转发光且产生清晰监控线效果。1、机电城2、工作室李明亮、殷抒建建2014.111.10制表人：李明亮亮制表日期：2014年10月15日七、按对策表实实施7.1实施施一1）由李明亮、魏魏文康负责去去机电城购置置圆形角度盘盘、轴承、配配重等相关零零部件。购置过程中要求求全部按照国国家标准的部部件，便于以以后的批量生生产和制作过过程中的配套套零件的安装装。2）由李明亮将将角度盘、轴轴承等组装，保保证角度盘90度自由下垂垂。连接好后需保证证角度盘无论论在任何地形形条件下，始始终保持90°竖直朝下。（以以下是实施后后的实物图）7.2实施施二1）由李明亮、兰兰亮负责购置置20cm直径齿轮、同同步轴、钢制制轨道、螺杆杆轴和轴承等等相关零部件件。购置过程中要求求全部按照国国家标准的部部件，便于以以后的批量生生产和制作过过程中的配套套零件的安装装。2)由李明亮焊焊制机身支架架及轨道支架架，并安装上上述部件，实实现定位服务务。连接好后需保证证可以精确控控制仪器位置置及角度控制制，实现仪器器定位服务。（以下是实施后的实物图）7.3实施施三1）由李明亮、殷殷抒建去机电电城购置电机机和激光头等等零部件。购置过程中要求求全部按照国国家标准的部部件，便于以以后的批量生生产和制作过过程中的配套套零件的安装装。2)由李明亮将将电机和激光光头连接到一一起，保证通通电后旋转发发光且产生清清晰监控线效效果。连接好后需保证证电机和激光光头是全部通通电状态，以以保证激光的的控制效果，产产生清晰的开开挖控制线，这这是整个仪器器的关键。（以以下是实施后后的实物图）7.4按对对策表实施后后的仪器实物物模型7.5仪器器操作流程1）调试首先将轨道大致致安置到垂直直于开挖线处处，将刻度调调整到90°，打开激光光开关，滑动动机箱，使得得两个激光点点距离开挖线线距离大致相相同，调整轨轨道调直旋钮钮，配合滑动动机箱，使得得两个激光点点同时处于开开挖线上，调调试完成。2）对准将激光头调整至至预定的坡角角，滑动机箱箱，使得激光光点处于开挖挖线上，推动动机箱至开挖挖线内8~10ccm处，对准完完成。3）工作打开电机开关，开开始工作，挖挖掘机按照所所见的红线向向外开挖8~10ccm左右，实现现实时坡比控控制。八、确认效果8.1目标标完成情况2014年111月本QC小组成员对对新型坡比监监控仪进行了了现场检验，经经过1个月的检验验后，仪器的的土钉墙坡角角监控效果统统计如下：项目目标值监控仪控制坡角偏差对比结果土钉墙坡角偏差差±1°±0.5°达到预期目的制表人：李明亮亮制表日期：2014年11月30日制表人：李明亮亮制表日期：2014年11月30日8.2经济济效益传统方法是支护护完毕，用于于校核坡角的数据，是是事后控制，坡坡体不美观的的同时，也增增加了土方回回填量，据我我公司统计，2013年、2014年我公司共共施工土钉墙墙约9万平米，造造成土方回填填量增加约6000方，产生的的成本约43万元。新方法只需要11~2台仪器，可可以完美控制制坡比，保证证坡面平直的的同时，也得得到了业主的的信任与好评评，减少了土土方回填成本本，一台仪器器的造价仅需需500元左右。仪器本身将作为为商品推向市市场，进入土土方开挖行业业，若得到市市场认可，也也会带来一定定的经济效益益。8.3社会会效益新型坡比监控仪仪是基于在西西红门项目土土钉墙工程中中遇到的放坡坡空间狭小，精精准挖坡难于于控制的而研研制的一款产产品。它的出现，填补补了土方挖坡坡无仪器控制制的一项空白白，实现了土土方挖坡人工工控制到电子子化控制，粗粗放式控制到到精细化控制制，事后控制制到事前控制制，不定时控控制到全时控控制四个方面面的转变，对对于预防坡体体超挖、保证证边坡安全性性能，以及由由此带来的回回填成本降低低等起着极为为重要的作用用，而且夜间间开挖坡比的的控制也不在在是难题。九、标准化9.1标准准化及推广应应用本成果编制了使使用说明书，推推广到了公司司所有坡体开开挖工程中，收收到了良好的的经济和社会会效果。本成果中的坡比比监控仪获得得了中国新兴兴保信建设总总公司第四届届创新大赛一一等奖。本成果中的坡比比监控仪目前前正在申请国国家发明专利利。十、总结及今后后打算10.1活活动的总结1）专业技术总总结通过本次活动，我我们创造性实现了了