QC成果机械式钉锚机的研制

机械式钉锚机的研制小组名称：紫金金CD地块QQC小组发表人:单祝建企业名称：中铁铁建工集团有有限公司日期：：2015年3月20日目录TOC\o"1-2"\h\z\u一、工程概况 -机械式钉锚机的的研制中铁建工集团有有限公司紫紫金CD地块块QC小组一、工程概况1.1项目工程程概况本工程为紫金（建建邺）科技创业业特别社区一一期工程，工工程总建筑面面积110万万平方米，其其中CD地块块总建筑面积积64万平米米，占地面积积9万平米，地地上11栋单单体，层数115～36层层不等；地下三层，开挖挖深度15mm，采用双排排PCMW工工法桩+6道道锚杆无支撑撑围护体系。图1-项目效果果图1.2围护设计计简介-CDD地块图2-围护设计计图纸图3--围护三维效效果图基坑支护剖面图图制图人：郝郝岭制图时间：：2013年年7月1日1.3围护设计计简介-机械械式钉锚图4-机械式钉钉锚图5-机械式钉钉锚扩大头图6-机械式钉钉锚扩大头撑开开状钉锚示意图制制图人：黄苏苏进制图图时间：20014年1月月3日机械式钉锚：：钉锚是由普通通钢管和扩大大头组成，钢钢管段的长度度为14~221m，扩大大头长度1..8m，钢管管采用普通øø168*44.5mm钢钢管，单节长长度6m，33m，2m；；采用帮板焊焊接连接方式式。机械式钉锚扩扩大头：机械式扩扩大头为新研研发的产品，其张拉方法已在加工厂验证可行。机械式钉锚抗拔拔力要求：通过张张拉打开后的机机械扩大头、钢钢管管壁与土土壤产生的摩摩擦力提供抗抗拔力，设计计抗拔力标准准值为90KKN，极限值值为160KKN。CD地块机机械式钉锚44576余根根，工期要求求8个月全部部完成，其施施工进度直接接影响到土方方开挖，迫切切需要既施工工效率高，质质量上又可以以得到有效控控制的方法，我我们小组就是是因此而展开开活动的。二、QC小组简简介表2.1-1小组简介表表小组名称紫金CD地块QQC小组小组注册号CRCEG-SSH-03220课题类型创新型课题名称机械式钉锚机研研制组建时间2013年7月月成员人数10人课题注册号CRCEG-SSH-14006活动时间2014年4月月3日～20014年122月25日活动次数11次小组简介制表表人：黄苏进进制表时间：：2014年年4月3日表2.1-2小组成员表姓名性别年龄学历TQC教育时间间职务QC分工强鹏男32本科96时主持小组工作组长杨春生男34本科96时负责全面决策副组长单祝建男26研究生96时负责全面决策副组长杨宝龙男37本科72时分析制定对策组员白鷟男31本科72时分析制定对策组员李静女28本科56时负责全面决策组员郝岭男26本科48时质量检查组员芮兴龙男24本科72时资料收集组员刘洋男23本科72时资料收集组员黄苏进男23本科72时资料收集组员小组成员名单表表制表人：黄黄苏进制制表时间：22014年44月3日其中全国质量诊诊断师1名，55名成员参加加了20144年江苏省QQC活动培训训班，全部合合格。图7-证书图8-所获奖项项小组14年获11项全国工程程建设优秀质质量管理小组组一等奖，11项江苏省QQC成果二等等奖。三、课题选择表3.1-1课题选择表序号课题名称评估综合得分重要性紧迫性难度系数经济性1提高机械式钉锚锚定位合格率率★○△★122提高机械式钉锚锚施工速度■★★▲173机械式钉锚机研研制★★△■194机械式钉锚反力力工具研制★★■★15★5分■4分▲▲3分△2分○1分课题评估表制制图人：刘洋洋制图时间：：2014年年4月5日课题的选择课题的选择1国内尚无施工经验机械式钉锚是新型锚杆工艺，无可依据的施工方法。2进度控制的需要项目总工期1100天，按照总进度计划要求，钉锚施工有效时间240天，每天需施工完成20根，平均到每层钉锚施工时间20天，本层钉锚施工完成后方可开始下层土方开挖施工。机械式钉锚机研制课题选择图制制表人：杨宝宝龙制表时间间：20144年5月1日表3.1-2小小组活动计划划表分步骤4月6月8月10月12月负责人课题选定强鹏制定目标杨春生制定计划杨宝龙确定方案单祝建制定对策单祝建对策实施杨宝龙效果检查郝岭标准化黄苏进下一步计划强鹏小组活动计划表表制表人：：杨宝龙制表表时间：20014年5月月5日四、目标设定设定目标：1、总目标：机机械式钉锚机机研制2、根据施工需需要，我们制制定量化以下下分目标：（1）具备一项项功能：钉锚锚顺利进入土土体内；（2）每根钉锚锚顶入施工时时间小于4小小时，以最长长的21m钉钉锚为例，需需焊接4次，每每次焊接时间间35~455min(平平均40miin），钉锚锚钻进时间==（4*600-4*400）=80mmin，钉锚锚钻进速度应应大于(211+1.8))/80=00.285mm/min；；（3）桩位偏差差5cm以内内，合格率达达到90%。五、提出并确定定方案5.1方案提出出2014年5月月，全体组员员分三次围绕绕“机械式钉钉锚机研制”方方案，运用头头脑风暴法展展开了专题讨讨论，奇思异异想，集思广广益提出了33种方案，并并将结果整理理如下：

机械式钉锚机研制机械式钉锚机研制直接顶管型旋转钻入法挤土顶入法引孔型引孔植入法两大类方案亲和和图制表人人：黄苏进制表时时间：20114年5月222日5.2三种方案案的分析（1）旋转钻入入法联系了一家专业业锚杆机械生生产商--无无锡安迈工程程机械有限公公司。可在履履带式锚固钻钻机MXL--135D的的基础上对机机械进行改装装。主要方法：将每每单节钢管根根部割眼，接接在改装的钻钻机的钻杆上上，钻杆通过过活动插销固固定钢管，钉钉锚端部做成成刀口状，通通过改装后的的电机（原66t提高到88t）低速旋旋转插入单节节锚杆，再焊焊接下一节钢钢管，以此类类推将钉锚的的所有钢管钻钻进土中。旋转钻入法示意意图制表人人：黄苏进制表时时间：20114年5月226日表5.2-1钻杆参数表型号MXL-1355D适应工程边坡支护，深基基坑支护常用工艺螺旋钻进，三翼翼钻头钻进，套套管+钻杆复复合钻进，气气动锤钻进，孔底液液动锤钻进，偏偏心跟管钻进进基本参数钻孔直径mm150~2500钻孔深度m100~1400钻孔直径mm160回转器输出转速速r/min10/20/225/40//50/600/70/1100/1220/1400回转器输出扭矩矩N．m6800回转器行程mm3400推进架给进行程程mm900回转器提升力kN65回转器加压力kN33行走参数行走方式履带行走爬坡角度°25输入功率输入功率（柴油油机）KW无输入功率（电动动机）KW55+18.55+2.2运输状态（长宽宽高）mm5400*21100*20000重量Kg6000钻杆参数表收收集人：黄苏苏进收集时间间：20144年5月266日优缺点分析：旋旋转钻入法的的优缺点优点：1、能一一次成型；22、机械化程程度高；33、安全性能能高，施工人人员电动机操操作难度低。缺点：1、钻机机钻杆长度有有限，每次进进深仅3m，增增加了钉锚的的焊接次数，增增长了钉锚施施工时间；22、一次性投投入过大，厂厂家预估设备备价格90万万；33、可实施性性待试验验证证。（2）挤土顶入入法设计—钉锚操作作架，操作架架的导轨固定定锚杆施工角角度，千斤顶顶提供推力，将将钉锚顶入土土体内。挤土顶入法设想想图制图人：：黄苏进制图时时间：20114年6月22日挤土顶入法的优优缺点分析::优点：1、操作作架重量预估估2.5t，制制作费用2万万元22、依靠千斤斤顶顶管，施施工速度快33、通过操作作架定位，桩桩位可得到有有效控制44、环保无噪噪声缺点：1、操作作架制作复杂，还还需深化设计经济性分析：钢钢管消耗288m，单个机机架消耗122个人工；（3）引孔植入入法采用目前市场上上常用的钻机机，钻ø2220的孔，通通过接杆钻至至钉锚桩长深深，然后抽出出钻杆，插入入钉锚，提前前在钉锚周身身开若干小孔孔，通过高压压，将预拌好好的水泥浆液液注入土中，与与原位土充分分融合，形成成稳定的抗拉拉体系。图9-锚杆钻机机优点：1、与土土体能够充分分接触，可增增大钉锚与土土体间摩擦力力；22、定位速度度快，可一次次成功；33、机械使用用率高，无需需人工；44、钻机租金金仅20000元/台班（电电费22kww/h，我方方承担）。缺点：1、施工工时间长，需需待水泥土凝凝固后方可进进行钉锚的锁锁定。表5.2-2各方案评估估表序号方案名称评估综合得分选定方案重要性可实施性经济性时间性1旋转钻入法343313\2挤土顶入法554519选定3引孔植入法545317\四性评估表制图人人：芮兴龙制制图时间：22014年66月15日通过以上分析，挤挤土顶入法与与其他定位方方案相比，施施工合理，材材料损耗较少少，同等条件件下施工难度度低，因此在在机械式钉锚锚施工中为最最佳方案。5.3初选方案案的进一步细细化、试验方案比选图制图人人：郝岭制图图时间：20014年6月月20日（1）试验一方方案比选：表5.3-1试验一：导向器选选择表导向器序号细化方法效果分析材料照片方案一型钢圆箍导向拆卸维修方便，定定位准确，在在导向器与钢钢管间稍微加加些润滑油可可加快施工速速度。方案二钢管滚轴导向需固定在操作架架，钢筋易被被磨损变形，维维修需切除钢钢筋结论选择方案一导向器选择表制表人：芮芮兴龙制图图时间：20014年6月月21日试验一验证结论论制图人：：刘洋制图图时间：20014年6月月21日（2）试验二方方案比选：表5.3-2试验二：反反力支座选择择表反力支座序号细化方法效果分析方案一预留土堆地下土层为淤泥泥质粉质粘土土层，抗剪力力小，无法提提供足够的反反力，试验失失败。方案二支护桩利用钢丝绳环箍箍在管桩上，反反力能够满足足，搬运方便便，但使用时时钢丝绳磨损损严重。验证结论选择方案二反力支座选择表表制表人：：刘洋制图图时间：20014年6月月22日图10-设计方方案图11图12-反力连连接格钩柱图13-位移表表试验结果制表表人：刘洋收集时间：：2014年年6月24日日1、依靠原土层层（淤泥质土土）无法提供供足够反力2、将反力土堆堆连在附近格格钩住后，可可提供足够反反力，但格钩钩柱位移变化化超过4cmm，影响了支支撑安全。试验二验证结论论制图人：：刘洋制图图时间：20014年6月月21日（3）试验三方方案比选：表5.3-3试验三：动动力设置选择择表动力装置序号型号照片方案一32t千斤顶方案二50t千斤顶方案三100t千斤顶顶动力装置选择表表制表人：：刘洋制图时时间：20114年6月227日动力选择理论计算在施工工过程中，钉钉锚利用千斤顶顶顶入土体内内，基坑外壁壁原状淤泥质质土。计算过程：已知：钉锚直径径为168mmm，锚杆体体长28m，淤泥质土的的粘聚力为0..06~0..8Mpa。求解：所需的千千斤顶的规格格。根据：锚杆的端端头大小为33.14*((0.1688/2)^22=0.022㎡，端头力力F1约为16t，锚杆侧壁面积为为3.14**0.1688*28=114.7㎡，侧侧壁反力F22为24.8tt；因此，钉锚施工工所需的最大力力为40.88t。土体力学分析图图制图人：：黄苏进制图时时间：20114年6月227日试验三验证结论论制图人：：刘洋制图时时间：20114年6月227日5.4确定最终终方案挤土钻入法挤土钻入法动力装置的选择导向器的选择反力支座的选择50t穿心千斤顶型钢板环箍支护桩最终方案系统图图制图人：：郝岭制图时时间：20114年6月227日根据前述试验结结果，6月30日小组讨讨论成员确定定了最终方案案。机械式钉锚机设设计平面图制图人：刘刘洋制图时间：：2014年年6月30日日六、制定对策表6.1-15W1H对对策表方案对策目标措施地点时间责任人挤土顶入法交底培训施工人员熟练掌掌握操作要领领，施工工序序清楚，确保保施工质量。考考核成绩800分以上1、结合技术交交底和岗前培培训，让技术术方法深入人人心；2、对施工人员员进行理论考考核，考核成成绩达到800分。会议室2014年7月月3日单祝建定位准确桩位偏差在5ccm以内，合合格率达到990%；1、增加引孔环环节；2、施工过程中中，加强对桩桩位的验收；；试验室和施工现场2014年7月月6日刘洋洋顶入速度符合钉锚顶进速度大大于0.2885m/miin；1、加强油泵操操作人员和钉钉锚机操作人人员联系；2、由专人对速速度进行记录录。施工现场2014年7月月6日刘洋钉锚抗拔力满足足设计要求1、钉锚无需养养护时间；2、抗拔力检测测达到验收试试验要求，nnt=9t。1、施工完成后后即进行锁定定；2、请专业检测测单位进行抗抗拔力检测施工现场2014年7月月9日芮兴龙5W1H对策表表制图人：：芮兴龙制制图时间：22014年77月2日七、对策实施实施一：交底培培训2014年7月月3日，由项项目技术负责责人单祝建编编制了《机械械式钉锚施工工技术交底》，分分别将机械式式钉锚机的组组成部分、使使用方法、质质量要点及施施工应急措施施对10名工工人进行了培培训、交底会会，并对施工工人员培训进进行了考核，考考核成绩均在在80分以上上。图14-技术交交底图15-技术交交底记录实施一验证：交交底培训后对对工人并进行行了考核，考考核成绩达到到80分以上上，达到预期期目标。表7.1-1成绩汇总表表序号12345678910姓名金苗苗杨善文杨瑞徐东生徐北京欧阳晴川杨大红李悦樊洪波陈环宇成绩82879294868885929188成绩折线图制制图人：芮兴兴龙制图时时间：20114年7月33日实施二：定位准准确2014年7月月6日，由刘刘洋负责和测量量员高熙淳在在现场将钉锚锚188#、196##和201##进行放样，由由工人李悦、杨杨大红根据放放样位置进行行预引孔，引孔孔ø220，深深度50cmm。实施二验证：进进行钉锚1888#、1196#和2201#的施施工，施工过过程中由刘洋洋负责和监理理共同对桩位位进行验收，验验证结果偏差差3cm，符符合要求。图16~20--现场施工照照片实施三：顶入速速度2014年7月月6日桩号1188#、1196#和2201#钉锚锚施工，由刘刘洋对每节钢钢管顶入速度度进行了记录录，顶管平均均效率0.334m/miin，验证结结论符合要求求。图21-施工验验收记录表数据摘自《机械械式钉锚施工工验收记录表表》记录录人：刘洋实施四：钉锚抗抗拔力情况2014年7月月9日，对桩桩号188##、196##和201##钉锚进行了锁定定，由芮兴龙龙配合南京市市测绘勘察研研究院有限公公司对此桩进进行了抗拔力验收收试验，试验验结果符合要要求。图22-验收试试验图23-钉锚试试验情况图24-试验数数据记录表八、效果检查8.1质量目标标实现情况表8.1-1检查统计表表检查区域检查时间检查数量合格桩位合格率(%)AB段2014.7..3040336891.31BC段2014.9..1625824293.8CD段2014.100.2565161394.16对10月25日日前施工完成成的13122根机械式钉钉锚进行复核，达达到要求的有有1223根根桩，合格率率达到93..21%，超超过预定目标标90%。调查图表制图图人：刘洋制图时间：：2014年年10月266日图25-锚杆桩桩位均匀图26-第一道道连梁顺利施施工8.2锚杆实际际完成时间对10月25日日前施工完成成的13122根锚杆顶管管时间进行了了统计，顶管管时间平均为为0.31mm/min，达达到预定目标标。

表8.2-1检查统计表表分段检查数量（根）顶管总用时（mmin）总长（m）平均速度（m//min）AB段403243678600.309BC段258156450310.311CD段6513938126960.311调查图表制表表人：芮兴龙龙制图时间间：20144年10月226日8.3经济效益益图27-经济效效益计算图共制作6套机械械式钉锚机：：总费用为556600元元，因其为新新工艺，无类类似工程可参参考，故无法法计算其投入入与产出间的的经济效益。8.4工期效益益新型机械式钉锚锚机的使用，使使每组设备施施工锚杆数量量由原先预计计每天3根提提高到了每天天4根，效率率提高了1330%，节约约工期约155天，预计节节省费用755万元。图28-经济效效益证明书九、标准化9.1编制施工工作业指导书书QC小组实施后后认真总结经经验，编制了了《机械式钉钉锚机作业指指导书》编号：ZMZYYZD-066；编制人：：单祝建；审审核人：强鹏鹏图2