研发大跨度大空间超高部位风管施工的新方法

研发大跨度大空间超高部位风管施工的新方法中建二局第一建筑工程有限公司“建证未来”QC小组发布人：张雨恒目录1.2.3.课题背景............................................................................................................................1小组介绍............................................................................................................................2课题选择............................................................................................................................34.设定目标及目标可行性分析..................................................................................................54.1目标设定.......................................................................................................................54.2目标可行性分析...........................................................................................................64.3研发能力.......................................................................................................................64.4资源可行........................................................................................................................65.提出各种方案并确定最佳方案.............................................................................................75.1提出初步方案...............................................................................................................75.2方案分解.......................................................................................................................75.3确定最佳方案.............................................................................................................106．制定对策.............................................................................................................................117.对策实施..............................................................................................................................128.效果检查...............................................................................................................................188.1目标达成.....................................................................................................................188.2经济效益.....................................................................................................................208.3社会效益.....................................................................................................................219.标准化....................................................................................................................................2110.总结及下一步打算.............................................................................................................2210.1总结...........................................................................................................................2210.2下一步打算...............................................................................................................23I

研发大跨度大空间超高部位风管施工的新方法中建二局第一建筑工程有限公司“建证未来”QC小组1.课题背景坪山高新区综合服务中心是一个集会议、展览、论坛、酒店等功能于一体的会展综合体项目。项目作为国家十三五重点研发计划示范工程，以面向国际、对标一流，以会带展、以会促展，统筹兼顾专业精品展为定位，与深圳市会展中心、深圳国际会展中心形成深圳“一城三馆”格局。项目位于深圳市坪山区，设计为中式汉唐建筑风格，占地面积约8.7万平方米，总建筑面积约13.3万平方米。会展中心场馆功能面积20100平方米，由三个展厅和多功能厅组成，展厅最大面积约10300平方米。需要安装风管8300m。图1-1项目效果图制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月25日会展中心三个展厅通风与空调系统共计8300m风管，风管安装工作量大且工期紧，任务重，且项目的质量目标为鲁班奖。若采用传统矩形风管安装，不仅影响展厅上空的美观性，而且很难满足工期及高质量要求，如何减少会展中心风管安装时间和提升安装质量是施工的重难点，故项目成立“建证未来”QC小组，对“研发大跨度大空间超高部位风管施工的新方法”课题进行研究。1图1-2风管效果图制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月25日2.小组介绍表2-1小组成员介绍表小组名称课题名称“建证未来”QC小组课题类型成立时间活动次数活动时间QC教育时间创新型研发大跨度大空间超高部位风管施工的新方法2018年5月1日小组注册编号课题注册编号QC小组出勤率CSCEC2B-YGS(SZ)-2019-2266次2018年4月1日-2018年12月20日CSCEC2B-YGS(SZ)-PSGX-05100%88学时成员简介组内职务QC教育课时序号姓名性别职称学历组内分工12陆万柱夏春颖陈丽霞黄河男女女男男男男男女男高级工程师工程师本科本科本科本科本科本科本科本科本科本科组长副组长副组长组员组员组员组员组员组员组员88学时88学时120学时88学时88学时88学时88学时88学时88学时88学时总负责监督实施技术指导技术指导经济预算质量监督对策实施技术总结资料整理对策实施3工程师4工程师5陈鹏工程师6马驰工程师7高轩宇张雨恒金珊工程师8助理工程师助理工程师助理工程师910黄凯龙制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月25日2为确保QC活动正常、有序进行，小组成员经过会议讨论，结合现场工期，制定出详细的活动计划，活动计划如下：表2-2小组活动计划表制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月25日3.课题选择1、工期需求：根据工程总体规划，业主要求机电管线的安装需在金属屋面封闭后30天内完成，三个展厅的通风与空调系统共计8300m风管，经调查，若采用常规矩形风管安装施工效率为103.75米/天，若本项目采用传统矩形风管安装，需要80天才能完成，无法满足工期需求。2、质量需求：本工程质量目标是鲁班奖，要求风管的漏风测试必须达到100%合格。小组调查了传统方法安装风管已竣工项目：新产业生物大厦的风管安装合格率81.3%，水贝珠宝总部大厦的风管安装合格率77.3%，平均79.3%。表3-1新产业生物大厦漏风量测试检查表序号楼层14层15层16层合计检查数量合格数量合格率84%12345050424080%504080%15012281.3%制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月26日表3-2水贝珠宝总部大厦漏风量测试检查表序号楼层25层26层27层合计检查数量合格数量合格率80%12345050403876%503876%15011677.3%制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月26日3为达到需求，QC小组成员经讨论后提出构想，能否采用一种新工艺，有效减少传统工艺繁琐的过程，进而实现操作简单，安全高效？3、查新借鉴：小组在国家科技图书文献中心、国家科技成果网、维普资讯、万方数据、中国学术期刊网、中国知网中查找相关文献，共检索到4篇相关文件，其中《基于BIM的风管工厂化预制施工技术》中BIM定位技术和工厂预制风管方法及《大型场馆管桁架与螺旋风管模块化安装的组合结构》中螺旋形风管启发了小组创新灵感。4、创新思路：我们可以把风管设计成圆形，在工厂预制加工，现场类似桁架组装，BIM定位分段吊装。这样可以在金属屋面封闭前提前将风管预制加工，现场装配式安装。可节省传统方法现场加工时间和人工拼装时间。达到快速施工，提升质量标准的目的。图3-3-1网络查新图制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月25日表3-1参考文献表序号1文献启发点上海国家会展中心绿色机电施工技术应用分析[J].绿色建筑,2017,9(06):45-47234大型场馆管桁架与螺旋风管模块化安装的组合结构[P].江苏：CN204609321U,2015-09-02.采用圆形风管装配式施工大型展馆大空间桁架结构双层螺旋风管施工技术[J].福建建设科技,2018(05):45-48基于BIM的风管工厂化预制施工技术[J].施工技术,2017,46(S2):1370-1375制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月26日4综上所述，小组进行充分讨论，确定课题是：“研发大跨度大空间超高部位圆形风管施工的新方法4.设定目标及目标可行性分析4.1目标设定1、研发大跨度大空间超高部位风管施工的新方法，将工期由80天缩短至30天。图4.1-1工期目标设定柱状图制图人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年4月26日2、风管的漏风测试合格率将79.3%提高至100%。图4.1-1质量目标设定柱状图审核人：陈鹏制表时间：2018年4月30日制图人：张雨恒54.2目标可行性分析1、借鉴计算依据根据资料及厂家提供的供货周期显示，将圆形风管设计图及参数提供给厂家后，厂家送货周期为7天，但不占用施工时间，经理论计算，当采用圆形风管装配式施工时完全满足工期节点要求，具体计算如下：圆形风管共8300m，支架间距根据现场设定3.15m,需要2768组成品支架。经现场测试：每组人支架安装的效率为6组/h，每日有效工作时间为6h,共可安排9组人吊装。每日支架安装数量L1=6组/h*6h*9=324组支架安装时间H1=2768组÷216组≈9天每组人吊装圆形风管的效率为13.5m/h,每日有效工作时间为6h,共可安排9组人吊装。每日圆形风管吊装数量L2=13.5m/h*6h*9=729m/天圆形风管吊装时间H2=8300m÷489m/天≈11天展厅共计8个系统，漏风量测试共需H3=2天时间。测试完成后开始风管保温，每组人圆形风管保温效率为24m/h,每日有效工作时间为6h,共可安排9组人保温。每日圆形风管保温长度：L4=24m/hx6hx9=1296m/天圆形风管保温施工时间H4=8300m/648m/天≈7天采用圆形风管装配式施工工期H=H1+H2+H3+H4=29天＜30天，目标能够实现。2、采用圆形风管装配式施工，风管及配件的制作采用工厂自动流水化加工方式，使风管质量达到了100%合格，现场安装使用BIM技术，安装定位准确率100%。只需将每段风管使用螺栓进行连接，漏风点理论为零，目标可以实现。4.3研发能力QC小组成员均为公司一线员工，全部具备技术职称，且6人具备中高级职称，专业技术过硬，施工经验丰富，参与过多项科技创新及施工技术的研究，具有较强的科技创新能力。4.4资源可行1）资金支持公司及项目重视创新，为积极推进质量管理小组活动，特设专项研发资金，为小组开课题研发提供了5万元的专项资金支持。2）研发环境6

公司在小组研发过程中，通过资源优势，与跟公司有过合作关系的多家公司达成合作意向，各专业公司给予小组提供专业技术参数及技术支持。3）咨询服务公司安排专业人员，为QC小组提供技术咨询服务，全面支持小组研发需求。4）各专业分包协作EPC项目部成员达成一致目标，提供各工序施工过程中的技术重难点解决方案及相关技术参数。5）咨询服务EPC项目部成员达成一致目标，提供各工序施工过程中的技术重难点解决方案及相关技术参数。5.提出各种方案并确定最佳方案5.1提出初步方案确定课题和目标后，小组召开会议，运用“头脑风暴法”进行了充分讨论，提出了初步方案：图5.1-1圆形风管装配式安装初步方案图制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年5月20日5.2方案分解1、支吊架单元小组成员集思广益，对支吊架单元提出多种方案，经整理归纳出如下两种方案：7图5.2-1支吊架单元分解图制图时间：2018年5月23日制图人：张雨恒审核人：陈鹏为确定两种支吊架的安装效率，小组成员对传统支吊架及成品支吊架安装时间进行测试，并记录如下：表5.2-2支吊架安装效率对比表第一组安装时间第二组安装时间第三组安装时间第四组安装时间第五组安装时间平均安装时间种类传统支吊架成品支吊架58min59.5min9.5min62min60.5min10.5min60min60min10min10min9min11min制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年5月25日根据研发目标及现场实际情况，小组对支吊架的选择方案进行对比：表5.2-3支吊架选择方案分析对比表种类安装效率可实施性经济性安全可靠性是否选择否安装位置调整难；施工难度较大60min/套90元/套传统支吊架高安装位置调整灵活；施工难度小成品支吊架10min/套120元/套高是制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年5月26日结论：成品支吊架施工速度快，安装位置调整灵活，施工难度小，小组决定选用成品支吊架作为圆形风管装配式安装的支吊架单元。2、作业平台单元小组对作业平台单元提出并归纳如下两种方案：8图5.2-4作业平台单元分解图审核人：陈鹏制图时间：2018年6月3日制图人：张雨恒小组对作业平台单元初步方案进行分析对比，得出以下结论：表5.2-5作业平台选择方案分析对比表种类工期搭设及拆除时间长可实施性经济性安全可靠性是否选择否安装位置调整难；施工难度较大满堂脚手架费用较高高剪叉式升降平台无搭设及拆除时间安装位置调整灵活；施工难度较小费用低高是制表人：张雨恒审核人：陈鹏制表时间：2018年6月4日结论：剪叉式升降平台经济实用，免除搭设及拆除时间，能够保证工期节点，小组决定采用剪叉式升降平台为作业平台单元。3、保温棉单元小组对保温棉单元进行分析对比，共筛选出以下几种方案：图5.2-6保温棉单元分解图制图人：黄凯龙审核人：陈鹏制图时间：2018年6月7日9表5.2-7保温棉单元选择方案分析对比表种类工期可实施性经济性安全可靠性易刺激人体呼吸道及造成皮肤过敏，还会造成环境污染有效性是否选择否连接处孔隙难处理24m/h●易破损，不易安装，防水汽渗透能力较差玻璃保温棉7元/m人质轻、弹性好、韧性好、导热系数小、气密性好、抗水抗压、耐腐蚀、易安装连接处孔隙易处理24m/h●无刺激性，对人体无危害橡塑保温棉3元/m是人制表人：黄凯龙审核人：陈鹏制表时间：2018年6月8日结论：橡塑保温材料是由优质合成物并混合阻燃剂，经开炼、密炼，高效发泡而成，它遇火不会融化，不会有小火球滴下，烟浓度极低，能自熄灭。可谓是集绝热、保温、防潮、防火、防凝露于一体，且性能稳定，小组决定采用橡塑保温棉作为保温棉单元。5.3确定最佳方案经过以上各方案的测试测量和调查分析，经小组充分讨论后确定了最佳方案：图5.2-8最佳方案系统图制图人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年6月10日106．制定对策小组按照“5W1H”原则，制定了目标量化的对策表：表6-1对策表序号项目对策目标措施完成人地点完成时间成品支吊架深化及一次安装合格率达到100%1、确定支吊架节点大样图2、对工人进行安装交底黄凯龙高轩宇陈鹏支吊架单元成品支吊架加工安装施工现场12018.6.31、对工人进行租赁剪叉式升降平台，保证其安全性能保证剪叉式升操作及安全交底降平台使用前2、对升降平台安全检测进行全方位检黄凯龙夏春颖陆万柱作业平台单元施工现场22018.6.8100%合格查，保证100%合格采用漏风量测试法对风管安装质量进行测试，保证漏风量测试一次检验合格率100%漏风量测试一次检验合格率100%黄凯龙张雨恒张丹施工现场34风管安装漏风量检测保温棉单采用橡塑保2018.6.92018.6.9保温棉纵、横空调运行24h向接缝孔隙为后，无冷凝水滴黄凯龙张雨恒张丹施工现场元温棉保温0落制图人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年6月20日117.对策实施【实施一】成品支吊架加工安装1、确定支吊架节点大样图为保证成品支吊架深化及安装规范化，2018年6月28日，成品支吊架厂家根据BIM图深化完成圆形风管支吊架节点图及方案图。图7-1圆形风管支吊架大样图制图人：张雨恒7-2圆形风管防晃支架大样图制图时间：2018年6月28日审核人：陈鹏图7-3圆形风管支吊架现场安装完成图制图时间：2018年7月9日制图人：张雨恒审核人：陈鹏2、对工人进行安装交底2018年7月5日小组成员联合支吊架厂家对工人进行技术交底及现场交底。12图7-3成品支吊架安装现场及技术交底制图时间：2018年7月6日制图人：张雨恒审核人：陈鹏安装过程中，小组成员对支吊架安装一次合格率进行抽查并记录数据：表7-4支吊架安装一次合格率统计表序号分区安装数量合格数量合格率100%100%100%100%100%100%12151314151215131415123456A1区A2区A3区A4区B1区1212B2区制表人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年7月8日结论：成品支吊架一次安装合格率为100%，对策一目标达成。【实施二】租赁剪叉式升降平台，保证其安全性能1、2018年7月9日，小组成员邀请安全总监对工人进行剪叉式升降平台使用方式及安全措施的文字及现场交底，并进行考核，考试结果全部在80分（优良）以上，工人全部符合上车作业要求，如图7-4,图7-5，表7-6，表7-7：13图7-4剪叉式升降平台现场交底制图人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年7月9日图7-5剪叉式升降平台安全技术交底制图人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年7月9日表7-6工人剪叉式升降平台考核记录表序号人员分数88序号7人员张龙分数91序号13人员赵天明许辉分数86123456张军张连生张国荣李华858王兵851488849王建明廖华生廖明8615杨明84861011129016王立军张家明李文87李明亮黄凯9095179292赵华861893制表人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年7月9日14表7-7工人剪叉式升降平台考核分析表及格人数优良人数及格率优良率序号考核人员（60-80分）（80-100分）（60-80分）（80-100分）118人0人18人100%100制表人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年7月9日2、剪叉式升降平台使用前，对升降平台安全性能及功能进行全面认真检查，并做好检查记录，确定使用时升降平台无故障发生。表7-8剪叉式升降平台使用前检查记录表序号剪叉式升降平台编号SJPT-1检查情况合格合格合格合格合格合格合格合格合格检查人张雨恒张雨恒张雨恒张雨恒张雨恒张雨恒张雨恒张雨恒检查时间2019.6.232019.6.232019.6.232019.6.232019.6.232019.6.232019.6.232019.6.232019.6.23123456789SJPT-2SJPT-3SJPT-4SJPT-5SJPT-6SJPT-7SJPT-8SJPT-9张雨恒制表人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年7月10日结论：所有剪叉式升降平台使用前检查合格率为100%，对策二目标达成。【实施三】风管安装质量检测1、成品圆形风管进场验收成品圆形风管由工厂预制加工，能达到拼合无缝，唯一可能漏风处是圆形风管与法兰盘连接口处，进场时除了检验风管厚度是否符合规范要求外，对每个圆形风管的法兰连接口进行检查，确定连接口连接紧密，无松动。15表7-9材料进场验收表序号型号厚度（≥0.6mm）拼合情况无缝隙无缝隙无缝隙无缝隙无缝隙无缝隙连接情况紧密是否合格123456DN450风管DN630风管DN450风管DN630风管DN450风管DN630风管0.61mm0.61mm0.62mm0.65mm0.67mm0.62mm是是是是是是紧密紧密紧密紧密紧密78DN450风管0.65mm无缝隙无缝隙紧密紧密是是DN630风管0.67mm制表人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年7月10日2、安装完成后对风管进行漏风量检测安装完成后对风管进行漏风量检测。测试前，被测风管系统的所有开口处均严密封闭，不得漏风。将专用的漏风量测试装置用软管与被测风管系统连接。开启漏风量测试装置的电源，调节变频器的频率，使风管系统内的静压达到设定值后，测出漏风量测试装置上流量节流器的压差值△P后，按公式Q=f（△P）（m³／h)计算出流量值，该流量值Q(m³／h)再除以被测风管系统的展开面积F(㎡)，即为被测风管系统在试验压力下的漏风量QA[m³／(h．㎡)]，当被测风管系统的漏风量QA[m³／(h．㎡)]超过设计和本规程的规定时，查出漏风部位(用听、摸、观察、用水、烟气等方法检漏)，做好标记；并在修补后重新测试，直至合格。检查方式：风管安装完成后，小组对圆形风管进行漏风量检测，检测结果如下：表7-10漏风量检测表序号分区A1区A1区A2区A2区B1区B1区B1区B2区型号长度45m45m45m45m45m45m45m45m漏风量QA是否合格12345678DN450风管DN630风管DN450风管DN630风管DN450风管DN630风管DN450风管DN630风管00000000是是是是是是是是制表人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年8月1日16结论：风管漏风量检测所有系统漏风量QA=0，漏风量检测合格率100%。对策三目标达成。【实施四】采用橡塑保温棉保温风管系统的内部运行环境会低于或高于室温，温差过大会造成冷凝水的滴落，影响风管正常运行，所以保温棉的纵、横向接缝必须无孔隙。由于橡塑保温棉弹性较大，裁剪后会进行收缩，保温棉的纵、横向易产生孔隙。我们用橡塑保温棉专用保温胶水将保温棉的纵、横向接缝处满涂进行粘接。经试验，粘接后保温棉无法收缩，便无孔隙产生。图7-11橡塑保温棉专用胶水及橡塑保温棉制图人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年8月2日检查方式：空调系统试运行24h，检查所有风管是否有冷凝水滴落。检查结果如下：表7-12保温质量检查表序号分区A1区A2区B1区B2区空调运行时间抽查接口处20个漏水处保温棉是否变形是否合格123424h0000否否否否是是是是24h24h20个20个24h20个制表人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年8月9日结论：所有风管接口处均无冷凝水滴落，证明保温棉的纵、横接缝处孔隙为0，对策四目标达成。178.效果检查8.1目标达成按照对策控制实施后，风管的安装、漏风量测试及保温共计使用29天，实现了工期目标，由实施三结论可得，风管漏风量检测合格率为100%，实现了质量目标要求，小组邀请甲方、监理对小组成果进行评价，得到一致好评。图8.1-1圆形风管安装进度图制图人：张雨恒制图人：张雨恒制图人：张雨恒审核人：陈鹏制图时间：2018年8月10日图8.1-2工期目标活动前后柱状图审核人：陈鹏制图时间：2018年8月10日图8.1-3质量目标活动前后柱状图审核人：陈鹏制图时间：2018年8月11日18图8.1-4成品效果图审核人：陈鹏制图时间：2018年8月12日制图人：张雨恒图8.1-5工程应用证明图审核人：陈鹏制图时间：2018年8月13日制图人：张雨恒198.2经济效益为更好的反映技术应用创新成果，将会展中心圆形风管装配式施工方法的经济效益与常规的矩形风管装配式施工方法相对比，具体情况如下：表8.2-1经济效益分析表采用工艺人工费用材料费用机械费用合计圆形风管36人*30天*380元/天=41万元1.8万㎡*178元/㎡+2768个*90元=345万元4000元*18台*1月=7.2万393万元矩形风管36人*80天*380元/天=109万元2.1万㎡*178元/㎡+7345个*90元=440万元4000元*36*2.7月=19.2万568万元总计节约68万元节