QC成果天文台望远镜基础大螺栓精密预埋施工方法

天文台望远镜基础大螺栓精密预埋新方法项目QC小组发布人：1、工程概况天文台65米射电望远镜基础，望远镜轨道直径42米，周长132米，整个轨道由30段优质合金钢制造，轨道截面尺寸为高240mm，宽580mm,现场用焊接方法组成整体，自重200吨。在42米大直径处沿基础梁顶圆周均匀分布30块支承板，720根M36螺栓（长1.3米、每1度2根），中心塔圆周均匀分布48根M64螺栓（长1.62米、每7度5一根），地脚螺栓预埋位置、标高、精密度要求高，如何顺利完成望远镜基础施工，精密预埋了大螺栓，确保望远镜轨道精确安装，望远镜的精确运行使用，是我们需要重点研究的课题。2、QC小组概况

项目部在以往的工程施工中，通过积极开展全面质量管理活动，取得了良好的质量效果，为了进一步在本工程中激发广大员工的积极性和创造性，为建设优质工程提供保证献计献策，项目部于年1月30日在公司注册登记成立了本QC小组。QC小组概况表小组名称天文台项目部QC小组课题名称天文台望远镜基础大螺栓精密预埋新方法课题类型创新型组长XX小组成立时间年1月30日小组注册时间年1月30日活动时间年2月—年9月小组注册号小组成员8人课题注册号活动频次每月2次，出勤率100%教育时间50h/人以上

制表人：审核人：制表日期：年1月30日序号姓名性别年龄学历职称组内职务组内分工1男工程师组长全面负责2男工程师副组长技术攻关3男工程师副组长组织协调4男高工组员技术实施5男工程师组员活动实施6男工程师组员资料整理7男助工组员活动实施8男助工组员活动实施

制表人：审核人：

制表日期：

QC小组成员情况表3、课题选择上海天文台65米射电天文望远镜是目前我国建设口径最大、工作频率最高、具有世界先进水平的大型全自动高精度射电望远镜，因此基础大螺栓的预埋精确度要求非常高。设计要求地脚螺栓露出段垂直偏差小于±1mm；地脚螺栓两间距偏差小于±1.5mm（累计误差）；地脚螺栓分布圆直径偏差小于±2mm；轨道基础地脚螺栓中心圆与塔基地脚螺栓中心圆应为同心圆，偏差小于±2mm。传统工艺的预埋螺栓质量标准允许偏差为：支撑面标高偏差小于±3mm，水平度偏差小于L/1000，螺栓中心偏移误差小于±2mm，垂直度偏差小于H/1000，均不能适应本工程质量要求。工程影响设计要求传统工艺课题选择天文台望远镜设备基础大螺栓精密预埋新方法4、设定目标4.1确定目标

QC小组对公司以往设备基础螺栓预埋质量进行了分析，在传统工艺施工条件下，一般设备基础螺栓预埋的合格率均能达到95%以上。而在本工程中，设备基础大螺栓预埋精密度要求非常高，QC小组成员共同讨论研究，认为在以往施工质量的基础上，通过小组全体成员的努力，有信心将不合格率控制在5%以内，因此确定目标值为：天文台望远镜基础大螺栓预埋合格率为95%。4.2目标分析⑴作为公司的技术研究试点项目，公司对于本工程非常重视，并要求按照公司ISO9001质量体系进行管理，建立完善的质量管理体系和质量保证体系，在技术力量上得到公司的大力支持。⑵本QC小组成员现场经验丰富，创新能力强，能熟练运用QC工具解决问题。⑶我公司与扬州大学长期合作，能邀请到有关专家和教授进行技术指导，有利于目标的实现。⑷本工程的建设单位对施工工艺创新给予充分肯定和支持，为本目标的实现提供了良好的外部条件。4.3结论

通过QC小组全体成员的努力，充分利用有利条件，我们设定的目标值可以实现。5、提出方案，并确定最佳方案5.1提出方案

2011年2月12日，QC小组在项目会议室召开了建筑物沉降观测点设置方法专题会，就如何实现既定目标，如何制定天文台望远镜设备基础大螺栓精密预埋新方法，提出各自的意见和建议，运用亲和图整理如下：天文台望远镜设备基础大螺栓精密预埋新方法1辅助材料的使用3先进设备的采用2.1定位同步浇筑2.2先预留再焊接固定3.1先进测量定位仪器3.2先进焊接设备1.1使用化学粘接剂1.2支撑板和轨道模板2施工工艺的创新2.3后置法图一小组讨论亲和图制图人：审核人：制图日期：通过以上亲和图的整理，我们提出了天文台设备基础大螺栓预埋的三种方案。方案一：预留洞口焊接法基础垫层施工时，预留一定尺寸的洞口，垫层施工完毕后，找出地螺栓杆下口的中心点，将预埋件固定在预留洞中并向预留洞口浇灌混凝土，待混凝土达到强度时，再将螺栓杆、槽钢根部与预埋螺栓焊接固定。方案二：化学螺栓后置法待基础混凝土浇筑完成到达设计强度后，通过特制的化学粘接剂，将螺杆胶结固定于混凝土基材钻孔中，以实现对固定件锚固。方案三：定位同步浇筑法先大螺栓精确定位后，再浇筑混凝土。大螺栓的固定采用先在轨道圆四周均匀固定支承板、再搁制连结轨道模板、固定大螺栓。项目方案一（预留洞口焊接法）方案二（化学螺栓后置法）方案三（定位同步浇筑法）技术特点施工简便，轴线位置等难以控制，施工水平要求高安装快捷，凝固迅速，节省施工时间，专业技术要求高，普遍性不强工艺可靠，施工精度高，便于操作，工期短，造价低经济合理性费用不高费用高经济合理施工影响施工精度难以控制施工便捷，锚固力强，但具有一定的安全隐患施工便捷，易于掌握其他影响精确度难控制，一定程度上影响其他工序需定制，不具推广性不影响其他工序结论不采用不采用采用制表人：5.2选定方方案QC小组成员员从多角度、、多方位考虑虑，对以上三三种方法进行行了对比分析析：对比分析表通过对以上三三种方案的对对比分析，我我们认为方案案三在技术特特点、经济和和理性、施工工影响等方面面更具有优势势，对此我们们把方案三定定位同步浇筑筑法作为可行行方案。5.3方案优优化确定定位同步步浇筑法的方方案后，小组组成员就本方方案实施中必必须研究解决决的问题进行行了讨论。经经过讨论，得得出实施定位位同步浇筑法法还需要解决决施工顺序的的确定、支撑撑钢板的安装装、轨道模板板的制作安装装和施工过程程中的测量四四方面工作，，控制方案见见下图。⑴施工顺序的确确定方案选定特点分析结论定位安装交叉进行，后浇筑1、分段交叉进行螺栓的定位及支撑钢板与轨道模板的安装2、安装完成的施工段浇筑混凝土优点：流水作业，施工快捷。缺点：工序之间有交叉干扰，不利于设备基础螺栓预埋的整体控制。该方案施工方便，但一定程度上影响设备基础螺栓预埋的精确度。先定位，再安装，后浇筑1、定位完成后，再制作安装支撑钢板、轨道模板和螺栓2、安装完成，多次定位自检后再浇筑混凝土优点：施工整体性强，设备基础螺栓精确度高。缺点：工期略长。该方案施工能保证大螺栓预埋的精确度。制表人：经小组分析、、讨论，我们们决定采用“先定位，再安安装，后浇筑筑”的施工顺序。。⑵支撑钢板的安安装方案选定特点分析结论一次定位安装支撑钢板平面位置采用钢丝绳和小车定位优点：施工方便缺点：定位精度不够，支撑钢板的定位影响螺栓预埋的精确度该方案施工方便，但不够精确。两次定位后，再安装支撑钢板平面位置先采用钢丝绳与小车初定位，再采用精密加工对中件联结棱镜于支承板，观测時实测四个角的测量坐标并与理论坐标比较计算调整量。优点：定位准确，精度高缺点：施工过程稍长该方案定位精度高，满足施工要求。制表人：经过小组分析析、讨论，我我们决定采用用“两次定位位后，再安装装支撑钢板””的方案。⑶施工过程的控控制方案选定特点分析结论根据施工图设计轨道模板，按照下料、安装、焊接、热处理、铣、占塘等工艺顺序制作安装轨道模板优点：减少整体吊装工作量，施工简便缺点：返工率高，一定程度上影响定位的精确度该方案施工简便，但不合格产品多，返工量大根据施工图设计轨道模板，按照下料焊接、热处理、铣、占塘，最后在整体吊装的工艺顺序制作安装轨道模板优点：整体吊装定位，精确度高缺点：整体吊装工作量大该方案准确度高，满足施工要求制表人：审核人：制图日期：2011年2月25日经小组分析、讨论论，我们决定采用用“根据施工图设计轨轨道模板，按照下下料焊接、热处理理、铣、占塘，最最后再整体吊装的的工艺顺序制作安安装轨道模板”的方案。⑷施工过程的测量方案选定特点分析结论采用常规测量仪器，多点测量控制采用公司现有的在一般工程中使用的全站仪、水准仪等常规测量仪器，对多个测量控制点进行定位测量优点：使用现有设备，成本低缺点：现有设备难以满足此类高精度工程的要求该方案费用低，但施工过程需严格控制采用先进仪器，设立多个测量控制点，组成平面控制网、高层控制网、进行定位测量1、购置工程控制网测量、坐标检测均采用当今标称精度最高的测量机器人：LeicaTS30全站仪和LeicaDNA03电子水准仪2、采用leicaDNA03水准仪复核支承板的水平度，用leicaTS30全站仪精确定位支承板的位置、角度、将其固定，采用leicaTS30全站仪及配套棱镜和leicaDNA03电子水准仪复核大螺栓的垂直度、标高、角度、调整至符合设计要求优点：先进设备使定位的精确度得到保证缺点：购置设备，施工成本有所提高。该方案效果好，但提高了成本。

制表人：经过小组成本分析析和效益比对，我我们决定采用“采采用先进仪器，设设立多个测量控制制点，组成平面控控制网、高层控制制网、进行定位测测量”的方案。5.4确定最佳方案根据施工图设计轨道模板，按照下料焊接、热处理、铣、占塘，最后在整体吊装的工艺顺序制作安装轨道模板施工顺序的确定施工过程中测量定位同步浇筑法支撑钢板的安装轨道模板的制安先定位，再安装，后浇筑两次定位后，再安装支撑钢板采用先进仪器，设立多个测量控制点，组成平面控制网、高层控制网、进行定位测量序号方案对策What目标Why措施How地点Where完成时间When责任人Who1施工顺序的确定先定位，再安装，后浇筑施工顺序清楚明晰，确保施工质量经小组成员讨论确定后，编制专项施工方案，对施工人员详细交底，严格控制施工顺序会议室、施工现场2011年3月～2011年7月2支撑钢板的安装两次定位后，再安装支撑钢板确保支撑钢板安装定位准确对施工人员进行详细交底，并将此过程列为本工程施工的特殊过程加以重视办公室、施工现场2011年4月～2011年5月3轨道模板的制安根据施工图设计轨道模板，按照下料焊接、热处理、铣、占塘，最后在整体吊装的工艺顺序制作安装轨道模板1、确保下料准确，焊接、热处理等工艺达到犯规要求2、保证整体吊装安全、安装定位准确1、通过交底和试验操作的方式，加强对操作工人下料、焊接、热处理等过程的控制2、吊装过程严格执行相关安全规定，安装定位准确施工现场2011年5月～2010年6月4施工过程中测量采用先进仪器，设立多个测量控制点，组成平面控制网、高层控制网、进行定位测量确保定位测量的精确度，实现天文台望远镜的精度要求1、购买LeicaTS30全站仪和LeicaDNA03电子水准仪等先进设备2、培训测量人员，使其熟练掌握先进设备的使用，保证定位测量的精确性办公室、施工现场、会议室2011年4月～2011年7月6、制定对策对策表7、对策实施实施一：先定位，，再安装，后浇筑筑小组成员经过讨论论，确定先定位，，再安装，后浇筑筑的施工顺序，并并由项目技术负责责人XXX负责编制大截面轨轨道式高精度设备备基础大螺栓精密密预埋的专项施工工方案，再进行层层层交底，保证施施工顺利进行。①年2月18日上上午8：00，在在项目部会议室，，QC小组全体成成员在组长XX的带领下召开了关关于确定大截面轨轨道式高精度设备备基础大螺栓精密密预埋施工顺序的的专题会议，会上上确定了先定位，再安装装，后浇筑的施工工顺序，并对施工工顺序的过程进行行了细化和深入探探讨，最后，会议议决定由项目技术术负责人XXX负责编制大截面轨轨道式高精度设备备基础大螺栓精密密预埋的专项施工工方案。②年3月2日下午午2:00，在项项目部会议室，项项目技术负责人XXX将编写完成的大截截面轨道式高精度度设备基础大螺栓栓精密预埋的专项项施工方案提交小小组成员讨论，经经过适当修改和完完善，大家一致同同意该方案报审报报批。③年3月15日晚晚7:00，在项项目部会议室，项项目经理XX组织召开项目部管管理人员及班组长长会议，对获批的的专项方案进行交交底，同时强调大大截面轨道式高精精度设备基础大螺螺栓精密预埋施工工顺序的重要性，，并履行了书面交交底手续。④，施工现场，混混凝土班组长张军军在班前会议上对对施工人员进行交交底，要求施工人人员按要求先进行行基础定位放线，，确定均匀分布的的支撑钢板的位置置。⑤，施工现场，焊焊工班长刘苏丰在在班前会议上对施施工人员进行交底底，要求焊接人员员在支撑钢板、轨轨道模板安装完成成，定位准确后，，再安装焊接大螺螺栓。实施效果检查：经经现场检查，通过过确定施工顺序和和编制专项方案，，再将方案进行交交底，并由班组长长在班前会议上反反复要求，施工人人员的思路清晰，，无一错漏现象，，施工质量得到了了保证。小组成员通过对焊焊工班进行交底，，要求支撑钢板必必须经过两次定位位之后才能安装，，以保证支撑钢板板安装的准确性。。，在项目部办公室室，技术负责人对对焊工班长进行交交底，要求支撑钢钢板必须经过两次次定位（第一次粗粗定位，第二次光光学仪器定位），，并经精确调整之之后才能安装。实施效果检查：通通过对施工过程的的检查和监控，最最终实现了两次定定位之后，再安装装支撑钢板，保证证了下道工序的顺顺利实施。实施二：两次定位位后，再安装支撑撑钢板小组成员按照组内内分工，严抓过程程控制，严格控制制轨道模板的制作作安装过程，要求求根据施工图设计计轨道模板，按照照下料焊接、热处处理、铣、占塘，，最后在整体吊装装的工艺顺序制作作安装轨道模板，，从而保证施工质质量。①，小组成员对轨轨道模板的制作过过程进行了检查，，要求操作工人严严格按照轨道模板板制作的工艺顺序序进行，确保质量量。②小组成员在现场场进行旁站和指导导，要求施工人员员吊装经检查合格格的轨道模板时，，要求注意吊装的的安全，吊装到位位后，将大预埋螺螺栓装于支承板的的四个孔内，连接接精确加工的轨道道模板，固定安装装其余大预埋螺栓栓。小组成员XXX、何足道吊装完成成后的轨道模板进进行了逐一检查，，发现轨道模板位位置准确，符合要要求。实施三：轨道模板板的制安实施效果检查：，，小组成员对安装装后的30段轨道道模板进行了逐一一检查，由于严格格控制了施工过程程，真正做到了全全程跟踪，轨道模模板的制作安装达达到了预期的效果果。小组决定采用先进进仪器，设立多个个测量控制点，组组成平面控制网、、高层控制网、进进行定位测量。①在项目部设备室室，XX、对新购置的LeicaTS30全站仪和LeicaDNA03电子水准仪仪等先进测量仪器器进行了验收，要要求专人保管，实实行领用制度，并并及时联系厂家，，约定使用仪器的的培训日期。②，在项目部会议议室，受约前来的的仪器厂家技术人人员利用课堂讲解解和动手操作的形形式，教授测量人人员仪器设备的操操作技能，直观地地感受操作过程中中的注意事项，从从而提高操作水平平。实施四：施工过程程中测量实施效果检查：购购置了先进的设备备虽然增加了项目目的成本，但保证证了施工的质量，，还能提升项目部部的施工技术水平平，因此是一笔必必要的投资；通过过培训，测量人员员的操作水平大大大提高，具体效果果将反映在实际施施工过程中。8、确认效果8.1目标完成情况，经过项目部各方方的共同努力，大大截面轨道式高精精度设备基础大螺螺栓全部安装结束束。QC小组全体体成员对所有的768根大螺栓进进行了检查，共检检查3072个点，不符合点共共4个，不合格率为仅仅为0.13%，，合格率为99.87%。序号质量问题检查点（个）符合要求点（个）合格率（%）不符合要求点（个）不合格率（%）1螺栓安装位置偏差76876799.8710.132螺栓标高精确度偏差76876799.8710.133螺栓分布圆直径偏差76876799.8710.134同心圆偏差76876799.8710.13合计3072306899.8740.13检查验收汇总表①经济效益大直径圆弧大截面面轨道式高精密度度设备基础大螺栓栓精密预埋、采用用圆四周均匀分布布的支承板搁置预预制钢轨道模，用用预制钢轨道模板板固定大预埋螺栓栓，采用先进的leicaDNA03电子水准仪仪和leicaTS30全站仪及及配套棱镜进行定定位检测，大螺栓栓预埋的精度高、、速度快，确保了了厚重轨道的精密密顺利安装，确保保了精密仪器的正正常运行。累计产产生经济效益5.1万元（人工节约+材料