既有排水沟站场排水沟增补泄水孔施工方法研究

既有站场排水沟增设泄水孔施工方法研究成都动车段检修设施工程项目经理部发布人：甄海涛成都动车段蓉城岁月QC小组一、小组简介小组名称成都动车段蓉城岁月QC小组接受QC教育时间（h）活动时间2014年8月~2014年10月活动次数每周2次小组人数7人小组成员序号姓名性别年龄学历组内分工职称1李铁拴男36本科组长工程师1202邱平男31本科副组长工程师1203王力男34本科组员工程师1204郭扬眉男29本科组员助工1105甄海涛男28专科组员助工1106王富强男29本科组员助工1107肖立男22专科组员技术员1108小组成员平均教育115小时，已全部取得合格证书二、活动课题简介（一）工程简介新建成都动车段检修设施工程位于成都动车运用所存车Ⅰ场和既有成渝、成昆正线间，按年检修能力300列8辆编组动车组规模设计。新建三级修库线2条、检修存车线3条、整编静调库线4条，走行线、试车线和车体吹扫线各1条，检修设备830台套。总占地面积959亩，新建房屋18栋,建筑面积92279㎡。建成后主要承担我国西南CRH1和CRH2型动车组三级修。（二）站场排水沟简介

站场排水沟总长度为12km，侧壁厚300mm，深600mm。其中有2km的排水沟侧壁的顶部高于铁路路基，原设计中排水沟侧壁没有泄水孔。

（三）泄水孔情况简介

在排水沟侧壁上，距沟底300mm高位置增加泄水孔的示意图：（一）问题的提出因站场排水沟侧壁未设计泄水孔，铁路使用单位担心铁路路基底部积水无法排出导致路基沉降，要求项目部在已完成的排水沟侧壁上增加泄水孔，解决路基积水问题。三、选择课题（二）课题确定确定课题为避免铁路路基积水，造成路基沉降既有站场排水沟增设泄水孔施工方法的研究四、设定目标课题目标：依据现场条件，研究出一种经济、高效的施工方法，以完成排水沟增加泄水孔施工。目标值：1、对排水沟结构破坏较小，泄水孔孔径达到50mm，距沟底300mm（±20mm）；2、因工期要求，单孔施工时间不能超过30分钟；3、因现场条件限制，泄水孔施工将增加必要的措施费。排水沟钻孔费为1334*60=80040元，施工总费用要控制在85000元之内。五、提出方案并确定最佳方案（一）提出方案站场排水沟外侧已完成路基AB组填料施工，无法实现直接施工作业；而排水沟的净宽只有400mm，不能满足常用钻孔机具的工作空间。小组就此问题进行讨论，再结合时间、费用、效率等因素，最后经过研究，小组提出三个可行方案：方案1：

常用钻孔机机具较长，排水沟内空间不够，计划从排水沟外侧开孔。需要用挖掘机在排水沟外侧开挖一个1m*1m*0.5m的工作面，开孔完成后回填夯实。方案2：

在排水沟侧壁上用钻孔机垂直钻出3个相连的孔洞，打开一个300mm深50mm宽的缺口，并用铁丝网将排水沟内壁封住，內填碎石。积水可从碎石缝隙中流入沟内，如图所示：

方案3：

对钻孔机进行改造，将钻孔机的机头与机身分离，使钻头能够伸入排水沟内实施钻孔作业：（二）确定最佳方案方案一：在排水沟外侧开挖，每个泄水孔需开挖0.5m3土方，共需要开挖土方1334*0.5=667m3，开挖及回填夯实费用共计：667*(11+14)=16675元，且施工时对铺轨工作有一定影响。方案二：在排水沟侧壁上钻出0.3m深的缺口，此方法施工简单，对其它工作影响小。但是钻孔的工作量及费用将增加1倍，施工周期也相应增加且影响排水沟结构安全。方案三：对钻孔机进行改造，此方法对其它工作影响较小，操作简单，单孔时间短，效率高。针对上述论证，小组对三个方案的有效性、可靠性、可实施性、施工效率进行进一步综合分析。各对策方案综合评估表序号对策方案综合分析评估综合得分确定实施与否可实施性经济性预计有效性不影响其他工作1排水沟外侧挖土钻孔1、可实施。2、需要额外投入机械费用。3、开孔效果好。

4、施工周期较长，有可能影响道路施工。315110不采用2在水沟侧壁垂直开槽1、可实施。2、对道路施工影响较小。3、施工费用增加，施工周期长。4、钻孔数量过大，影响结构安全。513514不采用3改装钻孔机1、改装较简单，可实施。2、增加费用较小。3、开孔效果好。4、不影响其它工作335516可采用注：好5分；一般3分；差1分。评估结果：经过方案评比打分，方案一综合评分为10分；

方案二综合评分为14分；

方案三综合评分为16分。因此，我们决定方案三为最佳方案，并组织进行实施。六、制定对策方案对策目标措施地点负责人实施日期方案3对现有的钻孔机进行改装，并进行试钻孔1、钻头穿透排水沟侧壁，泄水孔满足使用要求；2、操作简单，施工效率高；3、改装的机械安全可靠，满足钻孔要求。1、利用钻孔机现有钻头，配备不同长度的钻杆；2、增加基座，使钻机放在水沟侧壁上，工人可在沟外进行操作；3、增加链条传递动力，手动调节钻孔深度。施工现场王富强郭扬眉2014年9月10日~9月20日1、按照方案3的对策计划实施小组利用5天时间，对现有钻孔机进行了改造和试验：

实施一：排水沟净宽400mm，为保证钻头能够进入沟内实施作业，首先用100mm长的钻杆装上钻头进行开孔，然后更换逐渐加长的钻杆，将排水沟侧壁打穿，以满足使用要求。七、按照对策表实施Φ50钻头长度不同的钻杆

实施二：对钻孔机进行改装，将钻机与钻头分离，钻机增加基座，使工人能在沟外操纵机械，以提高效率。为钻机增加底座电动机

实施三：由于钻机与钻头分离，使用链条为钻头提供动力，增加齿轮条及推进杆来控制钻头的前进方向，用于更换钻杆保证钻孔深度。

增加链条，为钻头传递动力手动推进杆，可调整钻孔深度增加齿轮条，改变钻头的前进方向2、试验验证

该机械改造完成后，于2014年9月17日在现场进行了钻孔试验，共完成了10个泄水孔试验。

试验泄水孔完成后的现场照片：

试验结果：

站场排水沟钻孔试验结果调查表序号钻孔深度(mm)与沟底距离(mm)完成时间(min)备注1290304272296312233305306224352316305314295236284289217313294248347287289336301271032130325

从站场排水沟钻孔试验结果调查表中得知：1）每个泄水孔距排水沟沟底的高度均能达到设计要求；2）每个泄水孔深度均能钻透排水沟侧壁，满足使用要求；3）10个泄水孔平均完成时间为250/10=25分钟。

八、效果确认（一）目标值完成情况1、对排水沟增设泄水孔施工质量满足使用要求目标的确认：

对泄水孔的孔径、高度进行测量，均能满足使用要求，且对排水沟破坏较小，从而目标1得到了确认。2、对施工时间的确认：

机械改装完成后通过试验钻孔得知，单孔完成时间为25分钟，实现了目标2。

3、对施工成本的确认：经现场统计，2名工人改装1台钻孔机需耗时2天，人工费单价为200元/工日，改装1台机械人工费：2×2×200=800元改造所用的材料、设备零件均为既有材料、设备，整套设备加工改装未损坏设备零件，施工完成后能够重复利用，因此不增加额外费用。则改装1台机械花费800元，总共改装5台，费用共计4000元，总费用为4000+80040=84040元，小于目标值85000元，目标