(完整版)预制箱涵快速施工新方法的研制

预制箱涵快速施工新方法——苏州中恒通路桥股份有限公司——“文灵路”QC小组小组类型：创新型发布人：陆慧峰2018年6月目录页CONTENTSPAGE1工程概况

6制定对策2小组简介

7对策实施3课题选择

8效果检查4设定目标

9标准化5提出方案及确定最佳方案10总结及下一步打算

苏州相城区文灵路四期工程中张庄河桥位于轨道四号线盾构区间上层，桥位处现状地面标高在2.5米左右，桥位处的轨道结构顶标高约-8.8~-9.3米，区间顶面现有覆土约11.3~11.8米厚。箱涵基底标高-1.78米，基坑挖深4.28米左右。桥梁方案采用5孔箱涵结构，涵全长20米、宽40米，箱体共40个。箱涵采用预制法施工。每个箱体混凝土用量约24m3，重量约57t。制图人：陆慧峰

审核人：欧开龙

制表时间：2017.2.15横断面示意图地铁4号线01工程概况制图人：陆慧峰

审核人：欧开龙

制表时间：2017.2.15箱涵与轨道区间平面关系图01工程概况制图人：陆慧峰

审核人：欧开龙

制表时间：2017.2.15箱涵与轨道盾构剖面关系图01工程概况

为避免土方开挖的卸载效应对下方地铁盾构区间结构产生影响，经三维有限元分析模型仿真计算，施工现场采取纵向分段开挖，将基坑分为5段，每段8个箱涵，每次施工开挖4个箱涵基坑，随挖随施工垫层及尽快吊装箱涵，并及时加载。施工前苏州轨道交通公司对我们强调了桥梁下部地铁轨交4号线平稳运行的重要性，并提出了单次作业4个箱涵基坑，基坑从开挖到预制箱涵拼装及配载完成的总时间≤8h的要求。因此，本项目需采用一种预制箱涵快速施工新方法。施工示意图

制图人：陆慧峰

审核人：欧开龙

制表时间：2017.2.1501工程概况小组名称“文灵路”QC小组课题名称预制箱涵快速施工新方法小组类型创新型小组人数7人小组成立时间2017年2月15日小组注册编号ZHT2017-QC01课题注册时间2017年2月15日课题注册编号ZHT2017-KT01小组活动次数4次/月，每次≥2小时QC教育时间人均60小时小组活动时间2017.2.15-2017.6.20小组概况表制表人：顾家骏审核人：杨荣涛日期：2017.2.1502小组简介序号姓名性别年龄学历职称岗位/组内职务组内分工1欧开龙男32本科工程师项目经理/组长方案审核2杨荣涛男36本科工程师技术负责人/副组长方案技术支撑3刘海宁男35本科工程师项目副经理/副组长方案策划4顾家骏男31本科工程师质检员/组员方案实施5陆慧峰男30本科工程师资料员/组员成果发布6张伟男36本科工程师施工员/组员质量监控7徐天一男24本科助工技术员/组员方案实施制表人：徐天一

审核人：杨荣涛

制表时间：2017.2.15小组成员表02小组简介制表人：徐天一

审核人：杨荣涛

制表时间：2017.2.17小组活动进度计划表02小组简介1、苏州轨道交通公司对本工程提出了地铁区间上方预制箱涵快速施工的要求，为此我们必须通过开展QC活动找到这种新方法。（客户需求）2、地铁区间上方施工其他建设工程时，多次出现由于基坑暴露时间过长导致的轨道上浮、管片变形事件，影响了城市的安全运行和市民的正常生活，为此必须找到本工程箱涵快速施工的方法，减少基坑暴露事件，避免对社会、对百姓造成影响。（社会民生需求）3、本工程为江苏省苏州市相城区重点建设工程，目标争创“扬子杯”，桥梁质量是工程创优的重要环节，为此箱涵桥的快速施工方法必须重点专注。（质量需要）4、本课题所需研发的地铁区间上盖的预制箱涵快速施工新方法在国内数据库检索中未见述及，值得去研发这种新方法。（课题具有创新性）03课题选择确定课题为：预制箱涵快速施工新方法查新途径检索策略查新结果中国期刊全文数据库（CNKI）；中国科技成果数据库；中国科技期刊数据库（全文版，维普）；中国学位论文数据库等。检索词：1、运行地铁；2、盾构区间；3、上盖；4、预制箱涵；5、快速施工。运行地铁盾构区间上盖的预制箱涵快速施工方法，在所检文献中未见述及。制表人：顾家骏

审核人：杨荣涛

日期：2017.2.27课题查新情况表03课题选择确定目标：我们QC小组根据本工程的特性，结合苏州轨道交通公司提出的具体要求，经与工程各方成员共同讨论研究，确定目标为：地铁区间上方的预制箱涵采用快速施工的方法，确保其施工不影响地铁结构，保证地铁平稳运行确定目标值：单次作业4个箱涵基坑，基坑从开挖到预制箱涵拼装及配载完成的总时间≤8h04设定目标结论：目标能实现1、本小组成员曾参与公司其他QC小组活动，经验丰富，有较好的QC活动素养。（QC活动经验丰富）2、本公司施工质量在业界中表现良好，施工实力较强，精细化施工水平高，创优经验及业绩丰富。（公司施工实力强）3、本公司为高新技术企业，科技创新实力强，技术团队实力雄厚，能对本次QC活动的开展提供极佳的创新思路和强有力的技术支撑。（科技创新实力强）04设定目标-目标可行性分析小组成员围绕课题召开会议，一致认为土方开挖和预制箱涵拼装配载的时间相对固定，而预制箱涵快递施工的关键在于其下的垫层成型时间，垫层的成型时间决定了预制箱涵能否快速安装。于是小组成员运用“头脑风暴法”打破传统思维，集思广益，提出了三种方案，并用系统图进行归纳，如下：运行地铁盾构区间上盖的大体积预制箱涵快速施工新方法基坑开挖+速凝混凝土垫层施工+预制箱涵拼装配载基坑开挖+预制垫块结合现浇垫层施工+预制箱涵拼装配载基坑开挖+预制混凝土板垫层施工+预制箱涵拼装配载方案提出系统图制图人：顾家骏审核人：欧开龙时间：2017年3月2日QC小组会议图05提出方案及确定最佳方案方案一基坑开挖+速凝混凝土垫层施工+预制箱涵拼装配载1、基坑土方开挖2、测量放线3、支设模板4、速凝混凝土垫层浇筑5、速凝混凝土垫层养护速凝混凝土垫层平面示意图制图人：顾家骏审核人：欧开龙时间：2017年3月10日6、预制箱涵拼装配载05提出方案及确定最佳方案方案二1、预制C50混凝土垫块施工2、基坑土方开挖3、测量放线4、支设模板6、垫层普通混凝土浇筑基坑开挖+预制垫块结合现浇垫层施工+预制箱涵拼装配载7、垫层混凝土养护预制垫块结合现浇垫层平面示意图制图人：顾家骏审核人：欧开龙时间：2017年3月14日8、预制箱涵拼装配载05提出方案及确定最佳方案5、预制垫块放置方案三基坑开挖+预制混凝土板垫层施工+预制箱涵拼装配载1、预制混凝土板并养护2、基坑土方开挖3、测量放线4、垫层板吊装混凝土预制板平面示意图制图人：顾家骏审核人：欧开龙时间：2017年3月18日5、垫层板连接6、预制箱涵拼装配载1、预制混凝土板并养护2、基坑土方开挖3、测量放线4、垫层板吊装05提出方案及确定最佳方案方案三：基坑开挖+预制混凝土板垫层施工+预制箱涵拼装配载混凝土预制板施工图制图人：顾家骏审核人：欧开龙时间：2017年3月18日05提出方案及确定最佳方案——试验段方案二：基坑开挖+预制垫块结合现浇垫层施工+预制箱涵拼装配载预制C50混凝土垫块图预制垫块结合现浇垫层施工图方案一：基坑开挖+速凝混凝土垫层施工+预制箱涵拼装配载速凝混凝土垫层现场试验图QC小组成员通过试验段施工，从技术特点、经济合理性、工期三个方面对三种方案进行了对比分析，具体见表：制表人：顾家骏

审核人：杨荣涛

制表时间：2017.3.20★方案技术特点经济合理性工期结论方案一1、混凝土早期强度高、成型快；2、速凝剂的选择和混凝土的配合比需要精确把控；3、速凝混凝土施工技术难度较高；3、浇筑前需要支模板，浇筑时要注意速凝混凝土的凝结时间。每1m³垫层成本估算价：人工费：80元，材料费：460元，机械费：80元合计费用：620元根据试验，速凝混凝土达到规定强度的时间难以控制在规定的范围内，对工期有影响。完成目标稍有难度，成本较高，对地铁运行无影响。方案二1、预制垫块采用C50高强混凝土制作，置于箱涵4个角部及主要受力点，大大提前了箱涵的吊装施工时间；2、垫块处会出现应力集中现象，会对盾构区间上方的土体产生扰动；3、浇筑前需要支模板，混凝土浇筑操作方便。每1m³垫层成本估算价：人工费：90元，材料费：420元，机械费：40元合计费用：550元预制垫块就位后拼装配载箱涵，会影响现浇垫层强度，对工期稍有影响。完成目标稍有难度，成本低，对工期影响小。对地铁运行可能有影响。方案三1、预制板提前制作养护，现场吊装就位后即可进行预制箱涵的吊装施工，极大的缩短箱涵施工时间；2、预制板需额外场地支模制作，占用施工场地较多；3、现场无需支模板；4、预制板需采用吊装作业安装增加了机械费用。每1m³垫层成本估算价：人工费：90元，材料费：410元，机械费：60元合计费用：560元开挖后可直接安装，施工速度最快，对工期无影响。能够完成目标，成本稍高，对工期无影响，对地铁运行无影响。方案对比分析表出于减少对运行地铁盾构区间轨道的影响及能否完成活动目标，在费用差异不大的情况下，小组一致决定采用方案三。05提出方案及确定最佳方案采用方案三时，还需要解决好基坑开挖方式选择、垫层混凝土类型选择、垫层及箱涵吊装方式三个方案的细化问题，小组成员的通过进一步分析、讨论提出以下解决方案进行比选：垫层混凝土类型选择基坑开挖方式选择基坑开挖+预制混凝土板垫层施工+预制箱涵拼装配载垫层及箱涵吊装方式选择从两端向中间从一端向另一端抗渗混凝土普通混凝土汽车吊架桥机方案提出系统图制图人：张伟

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.2005提出方案及确定最佳方案方案选定优点缺点总结一：从一端向另一端现场单侧有施工作业面即可施工施工速度较慢现场适用，选用此方案。二：从两端向中间施工速度快要求现场两端都有施工作业面方可施工现场作业面有限，不适用。（1）基坑开挖方式选择通过以上分析，为了最大可能适应现场环境，小组讨论决定采用方案一。制表人：张伟

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.22基坑开挖方式比选分析表05提出方案及确定最佳方案方案选定优点缺点总结一：抗渗混凝土垫层预制板强度符合设计要求，施工简便。造价比较高。方案有效，操作简单，成本较大。二：普通混凝土垫层预制板强度基本满足设计要求，原料选择较多。造价低。对箱涵外防水施工要求高。方案有效，箱涵本身要做防水结构，影响不大。（2）垫层混凝土类型选择通过以上分析，为了简化施工工艺，经济节约的原则，小组讨论决定采用方案二。制表人：张伟

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.22垫层混凝土类型比选分析表05提出方案及确定最佳方案方案选定优点缺点总结一：汽车吊市场上设备可选择性大，价格便宜。在吊车位置会产生较大的荷载对地铁轨道造成影响。方案有效，操作简单，但有一定风险。二：架桥机可在基坑上方安装，吊装速度较快，精度高。安装在基坑两侧，吊装时产生的荷载较小。机械租赁费用较大，机械安装拆卸比较复杂。方案有效，施工速度快、精度高、成本较大，安全系数较高。（3）垫层及箱涵吊装方式选择通过以上分析，为了加快施工速度，减少施工对运行地铁轨道造成的影响，小组讨论决定采用方案二。制表人：张伟

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.22垫层及箱涵吊装方式比选分析表05提出方案及确定最佳方案综上所述，QC小组确定了最佳施工方案垫层及箱涵吊装方式基坑开挖+预制混凝土板垫层施工+预制箱涵拼装配载从一端向另一端普通混凝土架桥机垫层混凝土类型基坑开挖方式制图人：杨荣涛

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.23最佳方案图05提出方案及确定最佳方案制表人：张伟

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.24最佳方案确定以后，小组成员根据5W1H的原则制定如下对策表：序号方案对策目标措施地点时间负责人1基坑开挖方式从一端向另一端1、单次作业沿纵向开挖4个箱涵基坑；2、单次作业基坑开挖时间≤4小时；3、基坑开挖的坡度、尺寸等100%满足设计要求。1、制定合理的开挖作业顺序；2、合理安排施工机械，保证开挖速度；3、合理安排运输车辆，保证土方运输速度；4、记录单次基坑开挖作业时间。施工现场2017.3.27-2017.4.28欧开龙杨荣涛刘海宁2垫层混凝土类型普通混凝土1、垫层板强度100%满足要求；2、垫层板完好，无明显破损现象；3、吊环预埋位置准确。1、委托预制厂进行预制垫层板加工；2、检查进场的预制垫层板混凝土检测报告、合格证等证明性文件；2、检查到场的预制板外观质量、尺寸、预埋件位置等。施工现场2017.3.25-2017.4.20张伟陆慧峰徐天一3垫层及箱涵吊装方式架桥机1、架桥机安装通过专业检测机构检测合格；2、垫层及箱涵吊装时，吊点稳固，角度合理；3、、单次作业垫层及箱涵的吊装总时间≤4小时。1、吊装前编制吊装专项方案，进行专家论证；2、明确吊装工艺流程图；3、选择合适的架桥机；4、记录单次垫层及箱涵吊装作业时间。施工现场2017.3.27-2017.4.28欧开龙顾家骏刘海宁对策表06制定对策对策实施一：从一端向另一端开挖1、首先，QC小组成员刘海宁划分了现场的施工段落，确定基坑开挖顺序为：自东向西，由南向北，每次作业施工四个箱涵基坑。2、作业机械：现场安排2台反铲挖掘机同时从最东侧、最南侧开挖，一前一后，保证开挖速度。3、运输车辆；现场安排5辆自卸汽车运送土方，停在靠后一台挖掘机的方后，轮流运输，弃土场安排在工程地附近，保证土方运输速度。制图人：刘海宁

审核人：欧开龙

制表时间：2017.4.15开挖作业图07对策实施对策实施一：从一端向另一端开挖第一次作业第二次作业第三次作业平均值开挖时间3.75h4h3.75h3.83h制表人：刘海宁

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.29开挖时间记录表07对策实施4、开挖作业时，严格按照规范执行，挖机开挖到基底时预留30cm改用小型机械开挖，保证基底不受扰动。5、开挖时间记录：小组成员杨荣涛认真记录了单次基坑开挖作业的时间。对策实施一（从一端向另一端开挖）效果检查小组成员对前三次作业开挖的基坑进行检查总结，结果如下：1、单次作业沿纵向开挖4个箱涵基坑，符合设定的目标值；2、单次作业基坑开挖的平均时间为3.83小时，小于设定的目标值4小时；3、基坑开挖放坡度、宽度、深度等符合设计要求。达到目标！07对策实施对策实施二（普通混凝土）1、本项目在苏州某预制厂订制了预制垫层板，并在现场正式开挖前将预制件均运至现场。小组成员张伟仔细检查了预制垫层板的混凝土检测报告、合格证等证明性文件，明确了垫层板采用的C20普通混凝土强度100%满足要求。制图人：徐天一

审核人：欧开龙

制表时间：2017.4.17混凝土强度报告07对策实施对策实施二（普通混凝土）2、QC小组成员张伟认真检查了到场的预制垫层板的外观质量，检查混凝土外观是否有缺棱掉角、蜂窝麻面等质量问题；检查混凝土板的平面尺寸是否符合设计要求；检查板上预埋的四个吊环位置是否准确。制图人：徐天一

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.27预制板外观图07对策实施对策实施二（普通混凝土）效果检查小组成员对制作的垫层预制板进行检查，检查结果如下：1、预制板垫层强度100%满足设计要求；2、预制板垫层完好，无明显破损现象，外观质量、尺寸、预埋件位置等均符合设计要求。达到目标！07对策实施对策实施三：架桥机1、吊装前，编制了吊装专项施工方案，验算吊装安全性及稳定性，通过专家论证，验证了方案实施的可靠性。2、专项方案中明确了架桥机吊装施工的工艺流程图，如右图。制图人：顾家骏

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.29架桥机施工工艺流程图07对策实施对策实施三：架桥机3、专项方案中明确采用DF50/150（主梁长度70米）型公路架桥机，由专业公司进行现场安装，安装完毕自检合格后，上报技术监督局特种设备检测机构进行检验，检验合格后，正式开始施工。制图人：顾家骏

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.2907对策实施对策实施三：架桥机制图人：顾家骏

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.29预制箱涵吊装施工图07对策实施4、吊起前，应先试吊，确认钢丝绳捆绑无误后方可正式起吊。吊装时，注意吊装角度，确保吊点牢固可靠。5、起重天车纵向移动至垫层板及箱体安装位置时，缓慢下落，两侧用牵引绳调整预制件方向，先吊装垫层板，然后在垫层上快速放出箱体的定位线，随后吊装箱体，箱体拼装过程偏差通过手拉葫芦配合起重天车调整。对策实施三：架桥机第一次作业第二次作业第三次作业平均值垫层预制板1.75h1.5h1.5h1.58h预制箱涵2h2h2h2h总时间3.75h3.5h3.5h3.58h制表人：顾家骏

审核人：欧开龙

制表时间：2017.3.30吊装时间记录表07对策实施6、小组成员顾家骏认真记录了前三次吊装作业时垫层预制板和预制箱涵的吊装时间，如右表。对策实施三（架桥机）效果检查小组成员对整个吊装过程进行了检查，检查结果如下：1、架桥机安装通过专业检测机构检测合格，取得合格证；2、垫层及箱涵吊装时，吊点稳固，角度合理；3、单次作业垫层及箱涵的吊装总时间为3.58小时，小于目标值4小时。达到目标！07对策实施（1）在前三次作业中，基坑从开挖到预制箱涵拼装及配载的总时间均≤8h，后续施工依照先前经验展开，全部满足预先设定的目标值，小组人员与作业人员较好地掌握了预制垫层板和预制箱涵的吊装工艺，实现了运行地铁盾构区间上盖的大体积预制箱涵快速施工时，单次作业4个箱涵基坑，基坑从开挖到预制箱涵拼装及配载完成的总时间≤8h的课题目标。

（2）10次作业，基坑从开挖到回填的时间记录如下：作业次数12345678910平均值时间（h）7.57.57.2577.257.2577.257.2577.2制表人：顾家骏

审核人：欧开龙

制表时间：2017.5.15作业时间记录表08效果检查-目标检查

目标值06

10284实际值7.28达到目标制图人：顾家骏

审核人：欧开龙

制表时间：2017.5.15箱涵安装到位效果图活动目标值对比柱状图时间（h）08效果检查-目标检查

此次QC小组活动完成后，小组成员会同公司结算中心对本次QC小组活动的经济效益进行了分析，将此次活动的预制箱涵快速施工法成本与预制箱涵传统施工法成本进行了对比，通过表可以看出，预制箱涵快速施工新方法较传统方法有一定的经济价值。方案名称及描述预