降低大坝拱肩槽开挖不平整度

2016年度电力建设优秀QC成果发布会交流资料 2016年度电力建设优秀QC成果发布会交流资料降低大坝拱肩槽开挖不平整度岩石上的雕刻QC小组注册号：CTG-WDD-QC-01 发布：王士发中国葛洲坝集团三峡建设工程有限公司二○一六年四月目录一、课简介 1二、小简介 2三、选理由 4四、现调查 5五、设目标 7六、原分析 7七、要确认 9八、制对策 21九、对实施 25十、效检查 28十一、定巩施 34十二、结及打算 35PAGEPAGE一、课题简介乌东德水电站枢纽工程为Ⅰ等大（1）型工程，枢纽工程主体建筑988m270m。QCC二、小组简介小组概况本QC201522420152262.1。表2.1 小组概况小组名称岩石上的雕刻QC小组课题名称降低大坝拱肩槽开挖不平整度成立日期2015年2月24日注册时间2015年2月26日注册编号CTG-WDD-QC-01课题类型现场型活动时间2015年3月~2015年11月活动次数18次接受QC教育时长90小时/人出勤率100%小组成员简介小组成员简介见表2.2。表2.2 QC小组成员分工表序号姓名性别学历单位职务/职称组内职务1何小鹏男本科三峡集团主任专业师/高工组长组织协调2王士发男本科葛洲坝集团质量总监/高工副组长组织协调3宁青男硕士三峡集团主办/工程师组员统计分析4黄勇男本科三峡集团副主管/高工组员措施编制5尹思全男本科三峡集团专业师/高工组员现场实施6朱浩男本科三峡集团助理师/助工组员成果编制7黄玉龙男本科西北咨询公司监理员/助工组员现场实施8陈永刚男研究葛洲坝集团技术员/工程师组员数据收集9郭飞高男本科葛洲坝集团爆破专业总工/高工组员现场实施10王宇男本科葛洲坝集团质检员/助工组员现场实施11文鹏清男本科葛洲坝集团质检员/助工组员成果编制名词解释下面我们首先对本课题中出现的专业术语作通俗解释。大坝拱肩槽：河谷两侧山体经开挖形成的拱坝建基面。图2.1 乌东德电站拱槽开挖模拟图不平整度：开挖面相临炮孔间岩石面起伏的最大差值。扶正器：钻杆柱在孔内高速回转时，保持细长钻杆平稳运转，使钻头轴线尽可能接近钻孔中心线的一种器具。图2.2 开挖平整度检测图2.3自制扶正器开挖方式拱肩槽开挖采用预裂爆破方式，开挖梯段高度为10m，爆破区域通1按照乌东德电站的高标准建设要求，大坝拱肩槽开挖的不平整度要控制在8cm以内。降低大坝拱肩槽开挖不平整度三、选题理由按照乌东德电站的高标准建设要求，大坝拱肩槽开挖的不平整度要控制在8cm以内。降低大坝拱肩槽开挖不平整度

图2.4 典型拱肩槽开挖造孔布置图大坝拱肩槽开挖的不平整度是一个能够反映开挖质量的综合指标。 大坝拱肩槽开挖的不平整度是一个能够反映开挖质量的综合指标。1212单位：cm 10864201区 2区 3区 4区 5区 6区试验值要求值试验平均值东德电站的高标准建设要求不符。四、现状调查历史数据调查本小组成员文鹏清等人于2015年3月15日对2014年8月～2015年2月乌东德工程边坡月开挖梯段的平均不平整度进行了调查和统计，见如下图表：表4.1乌东德工程边坡开挖不平整度调查表开挖梯段2014年8月2014年9月2014年10月2014年11月2014年12月2015年1月2015年2月序列112.410.38.911.413.310.39.7序列211.611.69.37.611.89.79.3序列313.310.78.211.615.614.610.4序列410.95.86.1/8.510.7/序列57.8/5.5//11.3/序列6////11.8/月平均不平整度（cm）11.29.67.610.212.311.49.81单位：1单位：cm12.31211.211.41087.6864202014年8月 2014年9月 2014年10月2014年11月2014年12月 2015年1月 2015年2月不平整度（cm）平均值（cm）要求值9.610.29.8888888从20148～2015210.3cm2014108cm现状剖析10cm表4.2开挖效果影响缺陷统计表序号主要缺陷类型频数百分比累计频率%1钻孔误差较大1553.57%53.57%2岩石条件较差621.43%75.0%3爆破参数不合适517.86%92.86%4其他27.14%100.0%合计2827.14%517.86%1553.57%27.14%517.86%1553.57%621.43%钻孔误差较大 岩石条件较差 爆破参数不合适 其他由饼分图可知钻孔误差较大导致拱肩槽开挖不平整度偏高占比53.57%，是我们要解决的症结。目标测算分析若乌东德水电站拱肩槽开挖钻孔误差较大的症结可以解决60%，那么拱肩槽开挖不平整度=乌东德拱肩槽开挖试验现状中钻孔误差较大导致的开挖不平整度*40%+乌东德水电站现有其他原因导致的开挖不平整度=10.2×53.57%×40%+10.2×（7.14%+17.86%+21.43%）=6.92cm五、设定目标10.2cm7cm。12单位：cm10.212单位：cm10.210876420现状值目标值六、原因分析88钻机固定不稳钻机固定不稳夜班照明不足工人未按工艺标准实施作业预裂样架搭搭设不牢固照明设备总功率低工艺流程指导文件实用性低钻孔倾角偏差大施工环境较差施工方法不对钻杆轴线与钻孔中心线偏离程度大钻杆晃动幅度大方向点错判方向点缺少对应的标注管控不到位管理人员质量意识差开孔偏差检测器具不精确作业人员操作不当校准频率低培训次数少预裂开孔面起伏差大角度检测精度低造孔检查偏差放样点标注误差测技能不熟练人图6.1钻孔误差因果图环 法 机钻孔误差较大钻孔误差较大PAGEPAGE七、要因确认表7.1要因确认计划序号末端因素确认内容确认方法确认标准负责人完成日期1管理人员质量意识差质量考核测验合格情况组织拱肩槽一线管理人员进行考试质量考核得分不低于80分王士发4月10日2培训次数少工艺培训记录达标情况检查项目部对施工班组的培训记录每一梯段爆破实施1朱浩4月10日3钻杆轴线与钻孔中心线偏离程度大钻杆轴线与钻孔中心线偏离情况现场量测预裂造孔时钻杆边缘距离孔壁的垂直距离钻杆边缘距离孔壁的最小垂直距离偏差≤5mm王宇4月11日4工艺流程指导文件实用性低钻孔工艺指导文件实用情况对一线工人组织问卷调查黄勇4月13日5照明设备总功率低照明设备的总功率达到规定标准的情况现场调查坝肩部位面朝拱肩槽开挖部位的照明设备的功率夜间实际使用的拱肩槽照明设备总功率之和≥8KW尹思全4月14日6方向点缺少对应的标注现场调查标记对应情况方向点的标记和预裂孔的标记能够实现一一对应黄玉龙4月14日7检测器具校准频率低检测器具校准情况检查检测设备的校准记录每一梯段开孔放样前均进行测量器具校准郭飞高4月16日8预裂样架搭设不牢固预裂造孔动情况现场量测预裂造孔时钻机的晃动幅度钻机造孔时，钻机晃动幅度≤5mm王宇4月16日9预裂开孔面起伏差大预裂开孔面起伏差达标情况现场检查开挖预裂面的处理情况15cm起伏差小于3cm郭飞高4月18日10角度检测精度低要求情况现场调查到0.1°陈永刚4月19日10确认1：管理人员质量意识差1、确认标准：质量考核得分不低于80分2、确认方法：组织拱肩槽一线质量管理人员进行考试3、确认地点：葛洲坝施工局一会议室4、负责人：王士发5采取闭卷形式考查拱肩槽开挖质量标准要求和施工工艺方法的掌握序号姓名序号姓名得分评级1杨军99合格2王宇100合格3王政洲100合格4龙胜朝98合格5姜亦99合格6罗志勇94合格7黄士龙95合格8王培岩90合格9邓诗政97合格10叶贵彬95合格11雷计康83合格12周夏川92合格13侯振江84合格14李培东86合格15张驰91合格6、确认结果：非要因确认2：培训次数少1、确认标准：每一梯段爆破实施前均有不少于1次的完整培训记录2、确认方法：检查项目部对施工班组的培训记录3、确认地点：大坝工程项目经理部质量保证部办公室4、负责人：朱浩5图7.1 已开挖完成的5个梯段的培训记录全6、确认结果：非要因确认3：钻杆轴线与钻孔中心线偏离程度大1、确认标准：钻杆边缘距离孔壁的最小垂直距离偏差≤5mm2、确认方法：现场量测预裂造孔时钻杆边缘距离孔壁的垂直距离3、确认地点：右岸拱肩槽施工现场4、负责人：王宇590mm（即预裂孔孔径为偏离为m，7.215mm7.3图7.2 孔内钻杆无偏斜的情况图7.3孔内钻杆斜情况小组成员王宇使用钢卷尺量测右岸拱肩槽EL983～EL9757#16图7.4 钻杆在孔内的情形图7.5 安装了扶正器的钻杆在孔内表7.3 钻杆边缘距离孔壁的最小垂直距离(mm)检查部位7#孔12#孔16#孔19#孔22#孔第1根1515151514第2根1415141414第3根1313131313第4根1515151514第5根1413141413第6根1414131414第7根1413141515表7.4 钻杆轴线与钻孔中心线偏离距离(mm)检查部位7#孔12#孔16#孔19#孔22#孔第1根00001第2根10111第3根22222第4根00001第5根12112第6根11211第7根121006、确认结果：非要因确认4：工艺流程指导文件实用性低1、确认标准：拱肩槽一线工人认为钻孔工艺指导文件实用的比例≥80%2、确认方法：对一线工人组织问卷调查3、确认地点：右岸拱肩槽施工现场4、负责人：黄勇5100%，满足设定表7.5 问卷调查结果统计表序号姓名年限负责部位职务工作内容对钻孔工艺指导文件的评价1谭永党9右岸坝肩槽班组长搭样架//看线锤//检查实用2王继雄12右岸坝肩槽副班组长搭样架/标注点/看线锤/开孔/造孔检查实用3袁竹学15右/左岸坝肩槽副班组长搭样架//看线锤//检查实用4谭俊14右/左岸坝肩槽班组成员搭样架/造孔检查实用5向方柱11右岸坝肩槽班组成员搭样架/造孔检查实用6袁培学10右岸坝肩槽班组成员搭样架/造孔检查较实用7谭文泉16左岸坝肩槽班组长搭样架//看线锤//检查实用8陈建明14左岸坝肩槽副班组长搭样架//看线锤//检查较实用9肖清发9左岸坝肩槽副班组长搭样架/造孔检查实用10金泽军10左岸坝肩槽班组成员搭样架/造孔检查实用11颜克义11左岸坝肩槽班组成员搭样架/造孔检查实用6、确认结果：非要因确认5：照明设备总功率低1、确认标准：夜间实际使用的拱肩槽照明设备功率之和≥8KW2、确认方法：现场调查坝肩面朝拱肩槽开挖部位照明设备的功率3、确认地点：左、右岸坝肩边坡4、负责人：尹思全5、确认过程：小组成员尹思全全面调查左、右岸坝肩边坡上为右岸拱肩槽开挖照明设备功率之和分别为10.5KW、11.5KW，均达到表7.6拱肩槽照明设备情况统计拱肩槽照明设备布置部位设备情况合计功率总功率左岸左岸坝肩坝顶平台▽988m8台1KW8KW10.5KW随开挖面移动灯具2台1KW，1台0.5KW2.5KW右岸右岸坝肩坝顶平台▽988m9台1KW9KW11.5KW随开挖面移动灯具2台1KW，1台0.5KW2.5KW图7.6 拱肩槽照明设备布置图7.7 1KW照明灯6、确认结果：非要因确认6：方向点缺少对应的标识1、确认标准：方向点的标识和预裂孔的标识能够实现一一对应2、确认方法：现场调查标记对应情况3、确认地点：右岸拱肩槽施工现场4、负责人：黄玉龙5图7.8 方向样架上的方向点图7.9 方向点上注明编号6、确认结果：非要因确认7：检测器具校准频率低1、确认标准：每一梯段开孔放样前均进行测量器具校准2、确认方法：检查检测设备的校准记录3、确认地点：右岸拱肩槽施工现场4、负责人：郭飞高5、确认过程：小组成员郭飞高检查拱肩槽现场量测设备的校准情况，特别是对角度测量设备的校准情况进行了记录检查。图7.10 测量员校核钻机角度，比对角度尺测量数据6、确认结果：非要因确认8：预裂样架搭设不牢固1、确认标准：钻机造孔时，钻机晃动幅度≤5mm2、确认方法：现场量测预裂造孔时钻机的晃动幅度3、确认地点：右岸拱肩槽施工现场4、负责人：王宇5表7.7钻机晃动幅度检查表编号12345678910晃动幅度（mm）34567810121315倾角偏差（°）0.10.10.20.10.20.40.30.40.80.9编号11121314151617181920晃动幅度（mm）1867867910127倾角偏差（°）0.80.20.30.30.20.30.30.50.40.3编号21222324252627282930晃动幅度（mm）691011121314151617倾角偏差（°）0.20.40.50.50.50.40.70.60.80.7编号31323334353637383940晃动幅度（mm）1819209101112131415倾角偏差（°）0.610.80.50.60.60.60.70.70.8编号4142434445晃动幅度（mm）1617181920倾角偏差（°）0.80.80.70.90.9图7.11 测量不同晃动幅度情况下角度的偏差从统计结果看，钻机造孔时的晃动幅度的均值为11.7mm，大大（m图7.12 钻机晃动幅度—倾角偏差散布图钻孔倾角偏差单位：°单位：单位：°单位：10.90.80.70.60.50.40.30.20.10

0 2 4 6 8 10 12 14 16

0 22钻机晃动幅度6、确认结果：3cm

确认9：预裂开孔面起伏差大1、确认标准：预裂开孔点周围半径15cm区域最大起伏差小于2、确认方法：现场检查开挖预裂面的处理情况3、确认地点：右岸拱肩槽施工现场4、负责人：郭飞高5、确认过程：小组成员郭飞高对拱肩槽开挖预裂轮廓线范围的岩石情况进行现场检查，检查发现开孔点附近位置岩石条件不理想，容易在钻机开孔时导致钻头偏离设定轨道，造成孔位不正等影响。图7.13 钻机开孔位置岩石起伏差较大15cm下表：表7.8预裂开孔面起伏差检查统计表孔号1#2#3#4#5#6#7#8#9#10#最大起伏（cm）4.32.13.33.54.25.15.43.63.85.5孔号11#12#13#14#15#16#17#18#19#20#最大起伏（cm）3.15.24.62.71.62.84.45.83.92.6孔号21#22#23#24#25#26#27#28#29#30#最大起伏（cm）3.73.82.93.54.25.15.34.73.83.4孔号31#32#33#34#35#36#37#38#39#40#最大起伏（cm）3.54.74.96.14.85.55.25.43.14.86、确认结果：确认10：角度检测精度低1、确认标准：使用同一标准的检测器具，精度要求达到0.1°2、确认方法：现场调查3、确认地点：右岸拱肩槽施工现场4、负责人：陈永刚5、确认过程：小组成员陈永刚检查现场使用的角度测量工具，发现现场普遍使用的地质罗盘和量角器，其测量额定精度仅能达到0.5°~1°，无法满足检测精度要求。图7.14 水准量角器图7.15 地质罗盘确认结果：3八、制定对策QC3对策1：量角器改良；对策2：自制量角器；对策3：选用经过改良先进量角设备。现场实践分析1：0.1°，简单的人工加工对精度提高效用不大，1现场实践分析2：根据同类电站的实践经验，QC小组聘请木工制作了大量角器，其表盘分辨率细化到0.05°，通过全站仪的测量校核，自制大量角器的检测精度可达到0.1现场实践分析3：12QC3使用由于电子角度尺须结合水准尺一同使用才能有效地进行角度测3见下表：表8.1实施有效性分析结论对策实施有效性实施周期（天）对策1：量角器改良现有量角设备分辨率不足，难以满足精度要求2对策2：自制量角器自制设备分辨率能达到要求，但制作难度较大，且不便于操作、运输、存放管理14对策3：选用先进量角设备先进量角设备分辨率及测量精度均能满足需求，且操作简单，便于运输及保存71”分，不重要的一方打“0表8.2评价系数统计表分析对象对策1对策2对策3修正得分得分fi功能系数Fi对策1/00110.17对策21/0120.33对策311/130.50合计6针对3个对策，小组有对成本占用系数进行了计算，见下表：表8.3成本占用系数表对策投资额（元）成本占用系数对策18000.19对策2400+200*10=24000.57对策3200*5+20=10200.24合计42201通过工程价值法：V=F/C对三种对策的功能系数、成本占用系数及价值系数进行测算，见下表：表8.4工程价值表对策功能评价系数（F）成本占用系数（C）价值系数（V）对策10.170.190.89对策20.330.570.59对策30.500.242.08由3种对策的价值系数看出，对策3的价值系数最高，故我们认为对策3为最优，选择第3种对策，即选用先进量角设备。对策优化之后，小组按照5W1H原则制定了对策表。见下表：表8.5对策计划表序号要因对策目标措施地点完成时间责任人1预裂样架搭设不牢固修改预裂样架搭设标准钻机造孔时，钻机晃动幅度≤5mm①清除弯曲变形钢管及受损扣件；②钻机与预裂样架连接部位增设固定桩。施工现场20156月23日王宇2预裂开孔面起伏差大减小预裂开孔面起伏差预裂孔开孔点周围区域最大起伏差小3cm①人工使用手风钻对开孔附近突出部分凿除；②对起伏较大部位使用砂浆找平；③清理后，采用彩条布对预裂面进行覆盖，防止二次污染。施工现场20156月26日郭飞高3角度检测精度偏低选用经过优化的先进量角设备角度检测精度达到0.1°①统一使用精度更高的电子角度尺作为钻孔角度检查控制的测量仪器；精度。施工现场20156月20日陈永刚九、对策实施QC1：修改预裂样架搭设标准4292表9.1 钻机晃动幅度检查统计表（单位：mm）检查点1检查点2检查点3检查点4检查点532423检查点6检查点7检查点8检查点9检查点1022334检查点11检查点12检查点13检查点14检查点1543352检查点16检查点17检查点18检查点19检查点204232414单位：mm14单位：mm12 11.7108654320实施前目标值实施后策目标。实施2：减小预裂开孔面起伏差（PP法，A0-A1-A2-A3-Z10.2图9.2 过程决策程序图图9.3 预裂开孔面砂浆找平图9.4 预裂开孔面清理洁净图9.5 预裂开孔面覆盖保护3cm3：选用经过优化的先进量角设备针对钻孔角度检查精度偏低的情况，QC小组选用多种高精度检测设备进行对比试验，最终决定统一使用分辨率为0.05°，测量精0.1图9.6使用电子角度尺检查钻孔角度图9.7对角度尺水准刻度进一步精细化0.50.1十、效果检查3（20157~9月5.5cm。表10.1活动后不平整度数据统计表序号爆破梯段各梯段平均不平整度（cm）1右岸结构面：EL983~975m5.72右岸结构面：EL975~965m5.83右岸结构面：EL965~95