QC成果新型坡比监控仪的研制

新型坡比监控仪仪仪的研制制中国新兴保信建建建设总公公司奠基石QC小组组组2014年1222月30日目录HYPERLINK\l"_Toc417415383"一、工程概况111HYPERLINK\l"_Toc417415384"二、小组简介111HYPERLINK\l"_Toc417415385"三、选择课题333HYPERLINK\l"_Toc417415386"四、目标设定555HYPERLINK\l"_Toc417415387"五、提出方案并并并确定最最佳55HYPERLINK\l"_Toc417415388"六、制定对策表表表9HYPERLINK\l"_Toc417415389"七、按对策表实实实施9HYPERLINK\l"_Toc417415390"八、确认效果1112HYPERLINK\l"_Toc417415391"九、标准化1333HYPERLINK\l"_Toc417415392"十、总结及今后后后打算133新型坡比监控仪仪仪的研制制中国新兴保信建建建设总公公司奠奠基石QC小组一、工程概况工程场地位于北北北京市大大兴区区西红门门，地地铁4号线西红红门门站西南南侧，拟拟建基坑坑包含含八个楼楼座及及一个地地库，基基坑深度12m，总占地地面面积369000平方米，开开开工时间间为2014年8月10日，竣工工时时间2015年1月15日。该工程采用土钉钉钉墙进行行支护护，由于于场地地较大，开开挖挖线距红红线较较近，需需要严严格控制制坡比比，因此此我小小组将“新型坡比比监监控仪的的研制制”作为我小小组组技术攻攻关课课题。二、小组简介2.1小组组组概况小组名称奠基石QC小组组组课题名称新型坡比监控仪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-2227课题编号BX-201444-288活动时间2014年9月月月-200115年12月活动频次1次/日出勤率100%小组成员概况表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：：李李明亮制表日期期：2014年09月15日小组由诊断师兰兰兰亮负责责活动动总部署署，下下面是由由中国国建筑业业协会会颁发的的资格格证书：：2.2小组组组获奖情情况1）2013、20014、2015年连续三三年年获中国国新保保总工程程建设设优秀质质量管管理小组组一等等奖2）2013、20014年连续两两年年获北京京市工工程建设设优秀秀质量管管理小小组一等等奖3）2013、20014年连续两两年年获中建建协全全国工程程建设设优秀QC小组一等等奖2.3小组组组活动日日程安安排小组活动日程安安安排表制表人：李明亮亮亮制表日期期：2014年09月15日三、选择课题3.1课题题题名称《新型坡比监控控控仪的研制制》3.2选择择择理由选题理由包括以以以下4个方面：1）选题理由一一一作为基坑最常用用用的支护护手段段，土钉钉墙已已经成为为基建建不可缺缺少的的一部分分，然然而对于于土钉钉墙来说说，坡坡比是边边坡安安全性能能的一一项重要要的指指标；而而且涉涉及土方方的回回填量，所所以以坡比的的精准准测量成成为必必要。（下图是是常常见的土土钉墙墙工程图图片）2）选题理由二二二现今土钉墙设计计计最常用用的工工具为“理正深基基坑7.0”，作为设设计计的数据据，坡坡比、土土钉长长度、土土钉间间距以及及坡顶顶荷载的的取值值是相互互牵制制的，换换言之之在土钉钉参数数不变的的情况况下坡比比的改改变会影影响边边坡的安安全性性能和使使用性性能，因因此保保证坡比比贴合合设计变变得极极其重要要。（下下图是计计算软软件和计计算模模型）3）选题理由三三三在施工中是最容容容易被忽忽略的的，往往往有以以下几种种情况况：1、土方开挖无无无法配合，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。（下下图是常见的的挖坡情况，很很混乱。）4）选题理由四四四传统的测量方法法法是用一一个塔塔尺，一一个线线坠组成成的：：把线坠坠缠绕绕在塔尺尺的顶顶端，将将塔尺尺垂直于于上口口线水平平横放放，旋转转塔尺尺杆，使使得线线坠的底底端正正好在坑坑底，读读出塔尺尺在上上口线处处的度度数"L"，然后测测量量线坠距距离下下口线的的长度度"D"以及线坠坠的的长度"H"，H/(LL--D)=坡比。传统控制测量方方方法存在在弊端端：（1）事后控控制制，无法法改变变。（2）受风、人人人为测量量等的的影响太太大，根根本无法法比较较准确的的测量量。（3）基坑越越深深，测量量带来来的安全全隐患患越大。（4）塔尺的的水水平度，线线坠坠的长度度等都都不能较较好的的控制，实实际际操作中中误差差太大。3.3课题题题选定基于上述工程情情情况及选选题理理由，目目前市市场上没没有一一种可以以精准准控制坡坡比的的仪器，所所以以我们迫迫切需需要找到到一种种新的监监控仪仪器才能能满足足坡比精精准控控制的要要求，因因此我小小组将将《新型型坡比比监控仪仪的研研制》定定为本本次小组组活动动的课题题。四、目标设定4.1目标标标设定小组针对本工程程程后续坡坡比监监控标准准，我我们量化化并制制定了以以下目目标：坡角=arcttaan（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：李明亮亮亮制表日期期：2014年09月15日4.2目标标标分析1）偏差控制精精精度可行性性：：根据仪器角度盘盘盘精度，结结合合土钉墙墙开挖挖的工序序，“新仪器”预计能将将坡坡角偏差差控制制在±1°以内。2）技术支撑QC小组多位成成员员具有机械械械和仪器器的制制作经验验，研研发力量量强大大，在活活动前前制定了了详细细的活动动计划划，成员员分工工合理，能能各各司其职职，保保证活动动的有有序进行行。小组曾在201113年、2014年连续两两年年获得北北京市市及全国国质量量管理小小组一一等奖，并并荣荣获过市市级及及国家级级工法法、专利利等。4.3通过过过以上分分析，我我小组有有信心心实现本本次QQC活动研研究究课题目目标五、提出方案并并并确定最最佳5.1初步步步构想QC小组经过多多多次讨论论，形形成了仪仪器的的概念设设计。仪器的初步构想想想形如一一个机机器人，分分为为机顶、机机身身、机座座。机顶负责边坡的的的监测工工作，机机身负责责配合合机顶的的调整整，机座座负责责定位整整个仪仪器的位位置。就就像下面面的机机器人一一样：：5.2方案案案提出机顶机身机座2014年9月月月本QC小组成员员围围绕“研制新型型坡坡比监控控仪”结合性能能要要求，运运用头头脑风暴暴法展展开专题题讨论论，集思思广益益提出了21种想法及及意意见，并并将结结果用亲亲和图图整理如如下：机顶机身机座制图人：李明亮亮亮制图日期期：2014年10月01日从亲和图中小组组组成员归归纳出出三类方方案：：1）调平装置的的的选用方案案2）定位装置的的的选用方案案3）监控装置的的的选用方案案5.3方案案案比选1）调平装置的的的选用方案案：：调平装置的选用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盘★★★★★★★★★不选自动调平角度盘盘盘★★★★★★★★★★★★选用机箱设水平旋钮钮钮★★★★★★不选机箱无水平旋钮钮钮★★★★★★不选轨道设水平旋钮钮钮★★★★★★不选轨道无水平旋钮钮钮★★★★★★不选制表人：李明亮亮亮制图日期期：2014年10月06日综上分析，在满满满足机身身调平平功能的的前提提下简化化设计计，调平平装置置最终选选用：：自动调调平角角度盘。2）定位装置的的的选用方案案：：控制装置的选用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：李明亮亮亮制图日期期：2014年10月06日综上分析，根据据据仪器使使用性性能所需需的控控制要求求，定定位最终终选用用：齿轮轮角度度控制、轴轴同同步指针针、滑滑动钢制制轨道道、轨道道对准准旋钮。3）监控装置的的的选用方案案：：定位装置的选用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：李明亮亮亮制图日期期：2014年10月06日综上分析，根据据据仪器监监控时时的工作作状态态要求，监监控控装置最最终选选用：旋旋转激激光束头头。5.4选择择择最佳方方案通过一系列比较较较，小组组成员员确定了了最佳佳方案为为：1）调平装置的的的选用方案案：：自动调调平角角度盘。（以以下是绘制的的3D效果图）2）定位装置的的的选用方案案：：齿轮角角度控控制、轴轴同步步指针、滑滑动动钢制轨轨道、轨轨道对准准旋钮钮。（以下是绘制的的的3D效果图）3）监控装置的的的选用方案案：：旋转激激光束束头。（以以下下是绘制制的3D效果图）六、制定对策表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调平装置的选用用用方案自动调平角度盘盘盘满足仪器的水平平平度控制1、购置圆形角角角度盘、轴轴承承、配重重等。2、将角度度盘、轴承承等组装，保保证角度盘盘90度自由由下垂。1、机电城2、工作室李明亮、魏文康2014.1111.0882定位装置的选用用用方案齿轮角度控制、轴同步步指指针、钢制滑滑动动轨道、轨轨道道对准旋旋钮满足仪器位置和和和角度的的定位位控制1、购置20cccm直径齿齿轮轮、同步步轴、钢钢制轨道道、螺螺杆轴和和轴承承。2、焊制机机身身支架并并安装装上述部部件，实实现定位位服务务。1、机电城2、工作室兰亮、李明亮2014.1111.0993监控装置的选用用用方案旋转激光束头满足产生清晰监监监控线的的效果果1、购置电机和和和激光头等等。2、将电机机和激光头头连接到一一起，保证证通电后旋旋转发光且且产生清晰晰监控线效效果。1、机电城2、工作室李明亮、殷抒建建建2014.1111.100制表人：李明亮亮亮制表日期期：2014年10月15日七、按对策表实实实施7.1实施施施一1）由李明亮、魏魏魏文康负负责去去机电城城购置置圆形角角度盘盘、轴承承、配配重等相相关零零部件。购置过程中要求求求全部按按照国国家标准准的部部件，便便于以以后的批批量生生产和制制作过过程中的的配套套零件的的安装装。2）由李明亮将将将角度盘、轴轴承等组装，保保证角度盘90度自由下垂垂。连接好后需保证证证角度盘盘无论论在任何何地形形条件下下，始始终保持90°竖直朝下下。（以以下是实实施后后的实物物图）7.2实施施施二1）由李明亮、兰兰兰亮负责责购置置20cm直径齿轮轮、同同步轴、钢钢制制轨道、螺螺杆杆轴和轴轴承等等相关零零部件件。购置过程中要求求求全部按按照国国家标准准的部部件，便便于以以后的批批量生生产和制制作过过程中的的配套套零件的的安装装。2)由李明亮焊焊制制机身支架架架及轨道道支架架，并安安装上上述部件件，实实现定位位服务务。连接好后需保证证证可以精精确控控制仪器器位置置及角度度控制制，实现现仪器器定位服服务。（以以以下是实实施后后的实物物图）7.3实施施施三1）由李明亮、殷殷殷抒建去去机电电城购置置电机机和激光光头等等零部件件。购置过程中要求求求全部按按照国国家标准准的部部件，便便于以以后的批批量生生产和制制作过过程中的的配套套零件的的安装装。2)由李明亮将将电电机和激光光光头连接接到一一起，保保证通通电后旋旋转发发光且产产生清清晰监控控线效效果。连接好后需保证证证电机和和激光光头是全全部通通电状态态，以以保证激激光的的控制效效果，产产生清晰晰的开开挖控制制线，这这是整个个仪器器的关键键。（以以下是实实施后后的实物物图）7.4按对对对策表实实施后后的仪器器实物物模型7.5仪器操作作作流程1）调试首先将轨道大致致致安置到到垂直直于开挖挖线处处，将刻刻度调调整到90°，打开激激光光开关，滑滑动动机箱，使使得得两个激激光点点距离开开挖线线距离大大致相相同，调调整轨轨道调直直旋钮钮，配合合滑动动机箱，使使得得两个激激光点点同时处处于开开挖线上上，调调试完成成。2）对准将激光头调整至至至预定的的坡角角，滑动动机箱箱，使得得激光光点处于于开挖挖线上，推推动动机箱至至开挖挖线内8~100ccm处，对准准完完成。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目标标标完成情情况2014年1111月本QC小组成员员对对新型坡坡比监监控仪进进行了了现场检检验，经经过1个月的检检验验后，仪仪器的的土钉墙墙坡角角监控效效果统统计如下下：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差±1°±0.5°达到预期目的制表人：李明亮亮亮制表日期期：2014年11月30日制表人：李明亮亮亮制表日期期：2014年11月30日8.2经济济济效益传统方法是支护护护完毕，用用于于校核坡坡角的的数据，是是事事后控制制，坡坡体不美美观的的同时，也也增增加了土土方回回填量，据据我我公司统统计，2013年、2014年我公司司共共施工土土钉墙墙约9万平米，造造造成土方方回填填量增加加约6000方，产生生的的成本约43万元。新方法只需要111~2台仪器，可可可以完美美控制制坡比，保保证证坡面平平直的的同时，也也得得到了业业主的的信任与与好评评，减少少了土土方回填填成本本，一台台仪器器的造价价仅需需500元左右。仪器本身将作为为为商品推推向市市场，进进入土土方开挖挖行业业，若得得到市市场认可可，也也会带来来一定定的经济济效益益。8.3社会会会效益新型坡比监控仪仪仪是基于于在西西红门项项目土土钉墙工工程中中遇到的的放坡坡空间狭狭小，精精准挖坡坡难于于控制的的而研研制的一一款产产品。它的出现，填补补补了土方方挖坡坡无仪器器控制制的一项项空白白，实现现了土土方挖坡坡人工工控制到到电子子化控制制，粗粗放式控控制到到精细化化控制制，事后后控制制到事前前控制制，不定定时控控制到全全时控控制四个个方面面的转变变，对对于预防防坡体体超挖、保保证证边坡安安全性性能，以以及由由此带来来的回回填成本本降低低等起着着极为为重要的的作用用，而且且夜间间开挖坡坡比的的控制也也不在在是难题题。九、标准化9.1标准准准化及推推广应应用本成果编制了使使使用说明明书，推推广到了了公司司所有坡坡体开开挖工程程中，收收到了良良好的的经济和和社会会效果。本成果中的坡比比比监控仪仪获得得了中国国新兴兴保信建建设总总公司第第四届届创新大大赛一一等奖。本成果中的坡比比比监控仪仪目前前正在申申请国国家发明明专利利。十、总结及今后后后打算10.1活活活动